CN101305934B - 体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置，由支撑块、外壳、导线、内砧、内针、重块、外砧、线圈、铁芯、支撑环、外针组成，重块安装在铁芯一端，铁芯安装在线圈轴心，内针和外针安装位置相互垂直，内针在内砧支撑下，线圈可绕内针自由旋转，在外针在外砧支撑下，线圈可绕外针自由旋转，在重力作用下，线圈会自动调整轴线方向，始终与重力方向保持相同。该发明体积小、结构简单、成本低，性能可靠，运用于无线能量传输系统，无须任何控制即可保证无线能量传输效率达到最高，可彻底消除纽扣电池能量不足的缺陷，延长体内介入式诊疗装备的工作寿命。

Description

体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置

技术领域

本发明涉及一种医疗器械技术领域的自定向装置，具体是一种体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置。

背景技术

介入式诊疗已经广泛应用于临床医学上，用于检测人体所不能及的部位的病变情况，借助介入式诊疗装备，医生从传统的“望、闻、问、切”和依靠经验进行诊治方式转变成为依靠客观和定量化的医学信息和数据，提高了诊断质量和减少医患纠纷，介入式诊疗设备在临床诊疗上已经发挥越来越重要的作用。但介入式诊疗装备的电源极大影响其性能的发挥和使用，如用于喷药、生理参数检测、取样等介入式诊疗装备，大都采用钮扣电池供电，这类电池受限于其体积，电池容量有限，使得介入式诊疗装备的在体内的工作时间普遍较短，限制了介入式诊疗装备性能的发挥和正常使用。用于体内介入式诊疗装备的无线能量传统系统可以为介入式诊疗装备提供不间断的能源供给，无限制地延长介入式诊疗装备的使用寿命，介入式诊疗装备的功能和性能在临床上能够得到充分发挥，因此有必要研制用于体内介入式诊疗装备的无线能量传输系统。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利“一种向体内微型装置传输能量的系统”(申请号：03117229.6)公开了一种向体内微型装置传输能量的系统，这种无线能量传输系统采用贴在皮肤上的电极加低压交变电压来传输控制信号，信号接收装置包括由两端为导电壳、中间段绝缘壳体组成的天线外壳，以及连接于两端导电壳体段由电磁线圈与电容串联组成的串联耦合谐振电路，提供执行工作机构以所需能量，该技术的缺陷在于无法解决信号接收装置在消化道内姿态和空间位置随机变化造成能量传输系统效率是随机变化的问题，该技术根本无法应用于实际。

又发现，中国专利采用无线能量传输的医疗植入装置(专利号：00814081.2)该技术是一种医疗植入装置，用于无线传输患者体外的能量，但这种无线能量传输装置要求体外能量传输装置和能量接收装置位置相对固定，不能应用于在体内位置和姿态随机变化的装置。

综上所述，用于体内介入式诊疗装备的无线能量传统系统可以为介入式诊疗装备提供不间断的能源供给，但现有的专利技术无法解决能量接收系统在体内位置和姿态是随机变化的问题，无法保证无线能量传输系统的效率维持在恒定的水平，使无线能量传输系统不能应用于体内介入式诊疗装备。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置，针对体内介入式诊疗装备的无线能量接收系统在体内位置和姿态属于随机变化的事实，应用该三维自定向接收装装置，不管介入式诊疗装备在体内位置和状态如何变化，能量接收系统与能量发射系统始终保持同轴状态，确保无线能量传输系统的效率达到最高，保证无线能量传输系统的传输效率维持在恒定的水平，为体内介入式诊疗装备提供不间断的能源，无限延长体内介入式诊疗装备的工作时间。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括：支撑块、外壳、导线、内砧、内针、重块、外砧、线圈、铁芯、支撑环、外针。重块安装在铁芯一端，铁芯固定在线圈轴线上，线圈的轴线则固定在内针上，通过内砧支撑内针安装在支撑环上，使线圈以内针为轴线在支撑环上自由旋转，线圈两端输出线则通过内针与导线连接，导线固定在支撑环上，导线与支撑环相互绝缘，支撑环轴线固定在外针上，通过外砧支撑外针安装在支撑块中心，使支撑环以外针为轴线在支撑块中心自由旋转；

支撑块与外壳形成一个圆柱形壳体，线圈在圆柱形壳体内可以绕两个相互垂直方向旋转，旋转轴线分别是内针和外针，线圈两端输出线通过内针、导线和外针引出圆柱形壳体，在线圈旋转过程中，导线不会与线圈发生干涉。

本发明不论圆柱形壳体姿态和空间位置如何变化，在重块作用下，线圈会自动旋转调整轴线方向，使线圈轴线始终保持与重力方向相同，当线圈处于与重力方向相同的交变电磁场中，不论圆柱形壳体姿态和空间位置如何变化，线圈轴线均能够保持与重力相同的方向，即与交变电磁场相同的方向，使线圈内产生的感生电动势最大，同时感生电动势可以通过内针、外针引出到圆柱形壳体外，作为电气元器件的电源。

本发明体积小、结构简单、成本低，性能可靠，无须任何控制即可保证无线能量传输效率达到最高，具有非常高的实用价值，该三维自定向接收装置应用于无线能量传输系统，可彻底消除钮扣电池能量不足的缺陷，无限延长体内介入式诊疗装备的工作时间。

附图说明

图1为本发明的三维自定向接收装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括支撑块1、外壳2、导线3、内砧4、内针5、重块6、外砧7、线圈8、铁芯9、支撑环10、外针11。重块6安装在铁芯9一端，铁芯9安装在线圈8的轴线处，与线圈8的轴线重合，内针5则安装在线圈8轴线两端，通过内砧4支撑内针5安装在支撑环10上，线圈8包括铁芯9和重块6可以绕内针5在支撑环10上自由旋转，线圈8两端的引出线分别通过内针5与导线3连接，导线3固定在支撑环10上，支撑环10则通过外砧7和外针11安装在支撑块1中心，支撑环10可绕外针11在支撑块1中心旋转，支撑块1与外壳2形成一个圆柱形壳体，线圈8、铁芯9和重块6在圆柱形壳体内可绕两个相互垂直方向旋转，其旋转轴线分别是内针5和外针11，线圈8在自由旋转过程中，线圈8两端引出线通过内针5、导线3和外针11引出壳体2，在线圈旋转过程中，导线3不会与线圈8发生干涉。

重块6安装在铁芯9一端，铁芯9安装在线圈8轴线处，在重块6作用下，线圈8质心偏离其几何质心位置，其偏离距离越大，其三维自定向效果越明显、运动越灵活，因此在结构允许条件下，使重块6安装位置尽可能偏离铁芯8的末端。

为保证线圈8实现轴线相互垂直的两维旋转运动，内针6和外针11的安装位置必须保证相互垂直，在重力矩作用下，线圈8绕内针5旋转，同时绕外针11旋转，实现轴线相互垂直的两维旋转运动。

为保证线圈8的旋转自由和灵活，重块6采用密闭度大的材料加工而成(如银)，重块6的密度越大，相同体积的重块6的质量越大，使其产生的重力矩将越大，线圈8在重块6带动下旋转越灵活。

内针5和外针11采用导电性能、耐摩擦性能好和刚度较高的材料加工而成，保证其导电性能、抗磨损性能和支撑强度。

为减小系统体积，导线3的外径尽可能小，并且导线与支撑环10相互绝缘，为保证绝缘，内砧4和外砧7采用耐磨损的绝缘材料加工而成，实现内针5与支撑环10、外针11与支撑10之间的绝缘，支撑环10和支撑块1采用耐摩擦和刚度较好的材料加工而成，保证其抗磨损性能和支撑强度，为减轻系统的质量，外壳2可采用密度较小而强度较高的工程塑料加工。

上述三维自定向接收装置用于体内无线能量接收时，保证体外外无线能量发射线圈轴线方向在垂直方向，不论该三维自定向接收线圈机构的壳体在空间任何位置或任何姿态，在重块6作用下，线圈8会绕内针5和外针11旋转，自动调整姿态，使线圈8轴线方向始终处于垂直方向，线圈8两端的输出线则通过导线3、内针5和外针11引出壳体，不会与线圈8本身发生干涉。当体外无线能量发送线圈的线圈轴线处于垂直方向，就可保证体外无线能量发送线圈和体内三维自定向接收装备轴线始终处于垂直方向，体内三维自定向接收装备在任意位置和姿态均可保证与体内无线能量发送线圈处于同轴状态，保证无线能量传输系统的效率达到最高，并且维持在最高水平，为体内介入式诊疗装备提供不间断的能源供给，无限延长体内介入式诊疗装备的工作寿命。

Claims (5)

1.一种体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置，包括：支撑块、外壳、导线、内砧、内针、重块、外砧、线圈、铁芯、支撑环、外针，特征在于：重块安装在铁芯一端，铁芯固定在线圈轴线上，线圈的轴线则固定在内针上，内针通过内砧支撑在支撑环上，线圈以内针为轴线在支撑环上自由旋转，线圈两端输出线则通过内针与导线连接，导线固定在支撑环上，导线与支撑环相互绝缘，支撑环轴线固定在外针上，外针通过外砧支撑在支撑块中心，支撑环以外针为轴线在支撑块中心自由旋转，支撑块与外壳形成一个圆柱形壳体，线圈在圆柱形壳体内旋转，旋转轴线分别是内针和外针，线圈两端输出线通过内针、导线和外针引出圆柱形壳体，线圈会自动旋转调整轴线方向，使线圈轴线处于与重力方向相同的方向。

2.根据权利要求1所述的体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置，其特征是，所述重块安装位置偏离铁芯的末端。

3.根据权利要求1所述的体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置，其特征是，所述内针和外针相互垂直，线圈绕内针旋转，同时绕外针旋转。

4.根据权利要求1所述的体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置，其特征是，所述内砧和外砧，其材料为绝缘材料。

5.根据权利要求1所述的体内介入式诊疗装备无线能量传输系统的自定向接收装置，其特征是，所述重块，其材料为银。

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