CN105556590B - 具有冲击脉冲体的超声波换能器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于传导超声波振动的超声波导器，其建立了各自沿着超声波导器的中心轴线的多个节点位置和反节点位置。超声波导器包括波导管，其具有近端部和远端部；波导配件，其具有螺纹端部和撞击表面；以及弹簧、冲击脉冲体和止挡件。弹簧和冲击脉冲体各自位于波导管上。然而，止挡件位于波导管上，并且适于非固定地接合弹簧和冲击脉冲体。在操作时，当安装在超声波换能器中时，波导配件的冲击表面位于沿着超声波导器的中心轴线的反节点处。

Description

具有冲击脉冲体的超声波换能器

背景技术

超声波换能器用于经皮肤的手术器械或经尿道的手术器械，其融化血块、减灭结石、钻/刨骨等等。超声波换能器在18千赫及以上的范围内操作。研究表明，现有技术超声波换能器不能达到最佳水平。能量在沿着这些换能器的超声波导器件传导时产生损失，这影响了换能器的性能效率。低于标准的性能对于超声波换能器的销售产生了负面的经济影响，因为它们不能达到在手术过程中期望特定水平的使用者的标准。已经发现，在超声波导器上的止挡件的位置极大地影响了超声波换能器的性能。此外，冲击脉冲体的形状、位置和运动也影响超声波换能器的性能。本发明提供超声波导器和超声波换能器的新的布置以及冲击脉冲体的变体，每个冲击脉冲体都促进了超声波换能器的性能最大化。

发明内容

本发明提供一种用于传导超声波振动的设备，其沿着超声波导器的中心轴线建立了多个节点位置和反节点位置。所述设备包括超声波导器。超声波导器包括波导管、波导配件以及撞击表面。波导管具有近端部和远端部。波导配件具有附接端部和波导管耦合器。波导管耦合器适于接收并牢固地固定于波导管的近端部。止挡件位于超声波导器上，并且适于非固定地接合弹簧或冲击脉冲体。弹簧和冲击脉冲体也都位于超声波导器上，但是它们插在止挡件和撞击表面之间。最后，当波导配件的附接端部被附接于操作中的设备时，撞击表面位于沿着超声波导器的中心轴线出现的反节点位置的至少一个λ/6内。

超声波导器的止挡件可位于沿着超声波导器的中心轴线的反节点位置处。超声波导器的止挡件可位于沿着超声波导器的中心轴线的反节点位置的至少一个λ/6内的位置处，或至少一个λ/3内的位置处。超声波导器的弹簧、冲击脉冲体和止挡件可各自位于波导配件上。或者，超声波导器的弹簧、冲击脉冲体和止挡件可各自位于波导管上。

冲击脉冲体可以具有圆形截面，并且围绕其中心轴线具有双犬骨形状。或者，冲击脉冲体可以具有圆形截面，并且围绕其中心轴线具有圆环形状。或者，冲击脉冲体可以具有圆形截面以及管长度，其中管长度具有沟槽。

弹簧可抵接止挡件。或者，弹簧可在冲击脉冲体抵接撞击表面的同时抵接止挡件。止挡件也可具有锥形形状。

超声波导器可进一步包括第二冲击脉冲体，其中第二冲击脉冲体抵接止挡件，冲击脉冲体抵接撞击表面，并且弹簧位于冲击脉冲体和第二冲击脉冲体之间。超声波导器可进一步包括密封件，其位于超声波导器上。其中，当超声波导器被安装在操作设备中时，止挡件和密封件各自协同工作以产生密封。

附图说明

将结合附图参考下述具体描述来更完整地理解和领会本发明及其多种优势。

图1是以典型方式使用的现有技术超声波换能器；

图2示出现有技术超声波换能器的剖视图；

图3示出图2的超声波换能器的超声波导器的放大剖视图；

图4示出叠加在图示的波长上的、超声波导器的现有技术结构，该波长表示沿着波导管的轴向位移；

图5示出现有技术超声波导器的侧视图；

图6A示出现有技术冲击脉冲体的立体图，其具有圆形截面并且围绕其中心轴线具有圆环形状；

图6B示出图6A的冲击脉冲体的剖视图；

图7示出叠加在示出波长的图表上的、超声波导器的新的结构，其促进了超声波换能器的性能最大化，该波长表示沿着波导管的轴向位移；

图8示出用于生产超声波导器的制造工序中的部件的剖视图；

图9A示出具有止挡件的超声波换能器的实施方式的剖视图，该止挡件沿着超声波导器的中心轴线具有可调节的位置；

图9B示出图9A的超声波换能器的超声波导器的放大剖视图；

图10A示出具有止挡件的超声波换能器的另一实施方式的剖视图，该止挡件沿着超声波导器的中心轴线具有可调节的位置；

图10B示出图10A的超声波导器的放大剖视图；

图11示出具有止挡件的超声波换能器的另一实施方式的剖视图，该止挡件沿着超声波导器的长度具有可调节的位置；

图12A示出具有超声波导器的超声波换能器的实施方式的剖视图，该超声波导器具有细长的波导配件；

图12B示出图12A的超声波换能器的超声波导器的放大剖视图；

图13示出具有两个冲击脉冲体的超声波导器的侧视图，该冲击脉冲体具有圆形截面并且围绕其中心轴线具有双犬骨形状；

图14示出图12的分解视图；

图15A示出冲击脉冲体的立体图，其具有圆形截面并且围绕其的中心轴线具有双犬骨形状；

图15B示出图15A的冲击脉冲体的剖视图；

图16A示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图15A的两个冲击脉冲体静止；

图16B示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体接收到来自致动器振动的冲击力；

图16C示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体处于完全的颤动运动状态；

图16D示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体处于它们的颤动运动的顶峰；

图16E示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体移动回到静止位置；

图16F示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体在回到静止位置前一刻的状态；

图16G示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体回到静止之后的状态；

图17示出超声波导器的另一个实施方式的侧视图，其具有轴向移动的冲击脉冲体，该冲击脉冲体具有圆形截面和管长度；

图18示出图17的超声波导器的分解视图；

图19A示出图17和18的冲击脉冲体的实施方式的立体图；

图19B示出图17和18的冲击脉冲体的剖视图；

图19C示出图17和18的冲击脉冲体的立体图；

图20A示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体静止；

图20B示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体在接收到来自致动器振动的冲击力之后立即轴向移动；

图20C示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体位于其轴向运动路径的顶峰；

图20D示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体回到静止位置；

图20E示出超声波导器的实施方式的侧视图，其具有回到静止之后的、图19A至19C所示的冲击脉冲体；

图21A示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉冲体静止；

图21B示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉冲体在接收到来自致动器振动的冲击力之后立即轴向移动；

图21C示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉冲体位于其轴向运动路径的顶峰；

图21D示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉冲体回到静止位置；

图21E示出超声波导器的实施方式的侧视图，其具有各自回到静止之后的、图19A至19C所示的两个冲击脉冲体；

图22示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图23示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图24示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图25示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图26示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图26示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图27示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图28示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图29示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图30示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图31示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；

图32示出在主体上呈现出磨粒的、现有技术超声波导器的立体图；

图33示出超声波换能器的另一个实施方式的剖视图；

图34示出图33的超声波换能器的超声波导器的立体图；

图35示出图34的超声波换能器的超声波导器的分解侧视图；

图36示出图34的超声波导器的剖视图；以及

图37示出图34的超声波导器的止挡件的后侧的立体图。

具体实施方式

参考附图，一些附图标记用于表示所示和所述的多个实施方式和附图中的相同或相对应的部分。通过添加小写字母来在不同的实施方式中标示出相对应的部分。描述了附图中示出的相对应的部分的形式或功能上的变体。应该理解的是，实施方式中的变体通常可在不脱离本发明的情况下互换。

如图1至3所示，常见的现有技术超声波换能器10主要包括致动器12，以用于产生超声波频率的横向振动。通常通过多个压电晶体14和背板16来形成这些频率。电源(未示出)向压电晶体14供电，使得它们抵靠背板16纵向振动，以产生通过变幅杆20朝向超声波导器24发出的横向振动。超声波导器24随后与压电晶体14一起振动。应理解的是，可以使用任何能够通过超声波导器24从超声波换能器10产生横向振动的元件，如磁致伸缩组件。

外壳18被设置为将致动器12装入其中。通常，由于防水特性，外壳18由各种塑料材料制成。然而，应理解的是，外壳18可以由任何防水材料制成，例如、但不限于金属材料。

中空的管状变幅杆20在其近端部处通过附接件22被连接至致动器12，这有助于放大致动器12的振动。在变幅杆20的远端部26处，超声波导器24通过波导配件28被连接至变幅杆20。波导配件28的附接端部38将超声波导器26螺纹固定于变幅杆20。波导配件28具有带撞击表面29的波导管耦合器30，其适于接收和牢固地固定于有时被称为细长的探头管构件的波导管32的近端部34，波导配件28产生附接点，以允许波导管32内的管腔36穿过并且与变幅杆20的中空中心部连接。波导管32的远端部40是超声波换能器10的工作端部，其与血块、结石、骨等相接触。超声波导器24接收产生自致动器12的超声波振动，并且通过波导管32传导超声波振动，以接合血块并且帮助融化血块、打碎结石、钻骨等。

止挡件42位于波导管32上并且连接至波导管32，其接合弹簧46和冲击脉冲体48，弹簧46和冲击脉冲体48均插入止挡件42与波导配件28的撞击表面29之间。止挡件42邻接鼻锥体50，鼻锥体50将超声波导器24的部件装入其中，但是不装入延伸穿过位于鼻锥体50顶端的开口44的、波导管32的部分。止挡件42被保持在抵接鼻锥体50的内表面51的位置，使得止挡件42压缩弹簧46，弹簧46继而提供用于冲击脉冲体48振动抵接的阻力(如下文中所述)。鼻锥体50连接至超声波换能器10上的外壳。

冲击脉冲体48被设置为响应超声波振动而在波导配件28的撞击表面29与弹簧46之间振荡。弹簧46继而提供在弹簧46推动止挡件42时产生的物理阻力，其继而还使冲击脉冲体48回到其靠在波导配件28的撞击表面29上的原始位置。

当每次冲击脉冲体48回到其静止位置时，冲击脉冲体48撞击波导配件28的撞击表面29，以产生纵向地(轴向地)传导至波导管32的远端部40的冲击脉冲(未示出)。应该注意的是，变幅杆20也促进和诱导了这些冲击脉冲。这些冲击脉冲的传导促进了波导管32的远端部40处的杰克锤式轴向运动的力(在下文中更详细地描述)，通过使用超声波换能器10，可以有效地融化血块、将大结石破碎为小块、钻取坚硬物体等等。在使用中产生的细小颗粒被波导管32的管腔40抽吸并且随后穿过变幅杆20，变幅杆20与吸气口52相连通，吸气口52与真空源(未示出)相互连接。

应该注意的是，超声波换能器10通常通过伸出外壳18的电源线54来被外部电源(未示出)供电。然而，还应理解的是，超声波换能器10可以由内部电源(未示出)供电，例如，电池工作电源等等。

效率损失是现有技术超声波换能器10面对的问题。从致动器12通过波导管32传导的能量并不是最大化的，并且在超声波导器24的两端之间均产生能量损失。当在手术过程中使用超声波换能器10时，这种能量损失对于使用者产生了问题，因为超声波换能器10的性能不能达到这些手术的标准。最终，由于潜在的使用者会购买他们认为接近于他们的手术需求的标准的竞争器械，因此性能问题对于超声波换能器10的销售产生了负面的经济影响。

如图4所示，超声波振动沿着超声波导器24纵向地传导，产生了一系列的混响位置和停滞位置。这些混响位置和停滞位置产生了正弦状波形曲线56，其与中心轴线58共线，且沿着超声波导器24纵向地延伸。在波形曲线56每次跨过中心轴线58的平面时都产生节点60位置(高应力)，这表示停滞，其中波导管32不轴向移动。在波形曲线56每次到达其峰值振幅位置时都产生反节点62位置(低应力)，其位于对应的峰值振幅的正下方，这表示混响，其中产生了波导管32的轴向位移峰值以及最大轴向运动。波形曲线56的每个全波长由λ表示，该全波长均在节点60位置处开始和结束。由于波形曲线的物理特性，超声波换能器配件28的撞击表面29是沿着超声波导器24的中心轴线58的多个节点60位置和反节点62位置中首先建立的反节点62位置。

本领域的技术人员会发现，可以使用本领域公知的方程式和系统来确定固定的自由杆的半波长。在超声波换能器10的日常使用中，在21kHz的频率和3.76mm的管直径下，沿着波导管32，在距离波导配件28的撞击表面29约为1.5英寸处产生了第一节点60位置。沿着波导管32，在距离波导配件28的撞击表面29约为3.6英寸处产生了第一反节点62，并且之后每隔4.5英寸产生一个。应该理解的是，基于致动器所发出的超声波振动的频率或冲击脉冲的频率，可以在沿着超声波导器24的中心轴线58的不同位置处产生这些节点60位置和反节点62位置。

通过产生冲击脉冲，冲击脉冲体48产生了“杰克锤”效果，以提升超声波换能器10的效率。可以数学地描述冲击脉冲的函数。通过如下等式描述变幅杆20的远端部40的轴向位移：

其中x为变幅杆20的远端部40的顶端位移，A/ω是位移的振幅，t是时间，并且ω是角部频率，2πf中的f是频率。

通过轴向位移的时间导数来得出振动期间变幅杆20的远端部40的位移速度，并且通过如下等式描述：

v＝Asin(ωt)

其中v是位移速度。当撞击的能量损失和持续时间可忽略不计并且变幅杆20的质量比冲击脉冲体48大得多时，使用动量和能量守恒，变幅杆20与冲击脉冲体48之间的相互作用通过如下等式描述：

v_mf＝v_mi+2v

其中v_mi是冲击脉冲体48在与变幅杆20相互作用之前的速度，并且v_mf是冲击脉冲体48在与变幅杆20相互作用之后的速度。

通过弹簧的长度、圈数、用于构成弹簧的钢丝直径来改变弹簧的弹簧常数。通过在弹簧46中改变这些变量，弹簧常数会增加或减少弹簧46的特性。也可以控制冲击脉冲体48和止挡件42，以增强或减弱沿着超声波导器24的中心轴线58传导的每次冲击脉冲的撞击能量。对于超声波换能器10的不同应用，撞击能量控制是有效的，例如，融化血块对比钻通骨。特别地，冲击脉冲体48的质量越大，在止挡件42与冲击脉冲体48之间产生的每次撞击时的撞击能量越大。实质上，增加冲击脉冲体48的质量增大了波导管32的远端部40处的轴向位移振幅。然而，存在对于会妨碍超声波导器24的作用的过大质量的限制。

如图5、6A和6B所示，现有技术超声波导器24使用冲击脉冲体48，其具有圆形截面66，并且围绕中心轴线58具有圆环形状68。这种冲击脉冲体48的形状和设计的问题是这种冲击脉冲体在几何上被很大地限制。当改变冲击脉冲体48的高度时，卵形的冲击脉冲体极大地限制了振荡时的运动自由度。当改变圆形截面66的直径时，冲击脉冲体48迅速地变得不成比例地过重，并且极大地限制了运动的适当的自由度。通过在止挡件42与冲击脉冲体48之间的每次撞击期间的横向力，冲击脉冲体48的平坦侧面也会导致撞击能量损失，尤其是在止挡件42或波导配件28的角部撞击冲击脉冲体48时。由于这些横向力，因此难以引导每次撞击的能量直接前进，以便沿着超声波导器24传导能量。过多的撞击能量被误导并且损失。因此，通过现有技术冲击脉冲体48的形状，难以实现使传导至波导管32的远端部40的每次撞击的能量最大化的目的。与这种冲击脉冲体48形状和设计相关的其他问题是冲击脉冲体48会通过像锤一样击打变幅杆20上的撞击表面29的边缘而损坏该边缘，直到边缘变形。这种变形不仅导致冲击脉冲体48不能正常工作，还在通过扳手拧下变幅杆20时难以夹持变幅杆20。

对于现有技术超声波换能器10的所有限制，存在很大的改进空间。本文中提供和讨论了多种改进。如图7所示，使超声波换能器的性能最大化的一种方式是控制不同部件的位置，以利用超声波导器24a的振动的优势。实线波形曲线64a表示波导管32a在轴向方向上(即，水平地沿着x轴线)的位移。实线波形曲线64a的每个全波长由λ表示，其均在节点60a位置处开始和结束。轴向位移的第一顶峰表示第一反节点62a位置，其在本实施方式中位于撞击表面29a处。由于沿着探头的共振增益(即，由反节点62a位置表示的、轴向位移的振幅在波导管32a处更高)，因此所述反节点62a位置比其余反节点62a位置具有更小的轴向位移。

通过将撞击表面29a直接布置在所述第一反节点62a位置处，在波导管32a的远端部处发生的位移得到了提升。将撞击表面29a布置在反节点62a位置，使得在波导管32a的远端部40a处产生了相应的反节点62a位置。还发现，止挡件42a布置为越接近反节点62a位置，则在波导管32a的远端部处会产生更多轴向位移。当止挡件被布置为距反节点62a位置为至少λ/3时，会开始在波导管32a的远端部40a处产生最少量的额外的轴向位移，同时随着止挡件42a越接近反节点62a位置而产生越多的轴向位移。为了在波导管32a的远端部处的有效量的轴向位移，止挡件42a应在波导管32a上被布置为距离沿着超声波导器24a的中心轴线58a产生的反节点62a位置为至少λ/6的范围内。为了确保这种配置的最大效果，止挡件42a应尽可能的位于反节点56a位置处。然而，如上所述，本领域的技术人员会理解的是，当止挡件42a靠近反节点62a位置时，也能够得到这种超声波导器24a配置的益处。

如图7所示，在到达最近的节点60a位置之前，在每个反节点62a位置两侧有大约20毫米。随着止挡件42a每远离其中一个反节点62a位置的一侧一毫米，这种布置的性能增强效果就会减弱。因此，如果止挡件42a被布置为在反节点62a位置的两侧大于约10毫米处，则会损失这种超声波导器24a配置的大部分增强效果。

通过特殊的制造工序来生产包含这种概念的超声波导器24a。如图8所示，超声波导器24a在其相应位置处被装配在钎焊基部94a上。钎焊基部94a为用于超声波导器24a的制造中的每个部件提供了稳定的基部。钎焊基部94a通常由陶瓷材料制成，其能够承受在制造工序中使用的热量。然而，应该理解的是，可以使用能够承受在制造工序中使用的热量的任何材料。

首先，波导配件28a的附接端部38被放置在钎焊基部94a上。随后，波导管32a被插入波导配件28a的波导管耦合器30a中，以产生附接点。钎焊复合物44a被添加到附接点。在所述附图示出的实施方式中，两个冲击脉冲体48a和弹簧46a在整个波导管32a上各自滑动，以抵靠波导配件28a。图中示出的冲击脉冲体48a具有围绕中心轴线的圆形截面或具有圆形截面和管长度。然而，应该理解的是，只要冲击脉冲体正确运作，冲击脉冲体就可以具有任意形状。如本文及其他所述，冲击脉冲体的数量和位置可以改变。

随后，止挡件42a被插在波导管32a上方，以抵靠其他部件。当安装在钎焊基部94a上时，止挡件42a是波导配件24a上最上方的部件。在此处示出的示例中，止挡件42a抵接两个冲击脉冲体48a中的一个，但是(如本文中详细说明)可以理解的是，止挡件42a可抵接弹簧46a。还应理解的是，超声波导器24可被制造为仅包含一个冲击脉冲体48a。

在装配了超声波导器24a的部件之后，通过压缩套管96a上的套管开口98，压缩套管96a被插在波导管32a周围并在其上滑动。压缩套管96a被螺纹安装在钎焊基部94a上的对应位置。当正确安装时，压缩套管96将在恒定的压缩状态下偏置止挡件42a并且保持弹簧46a，使得止挡件42a位于沿着超声波导器24a的中心轴线58的反节点位置。随后，通过压缩套管96a的套管开口98a，第二层钎焊复合物44a被布置在止挡件42a与波导管32a的交界处。

随后，一对感应加热线圈100a靠近布置了钎焊复合物44a的每个位置被布置为围绕压缩套管96a和超声波导器24a。随后，感应线圈100a被激活，加热钎焊复合物44a，并且使得钎焊复合物44a永久地连接其被施加于超声波导器24a上的全部位置。

如前所述，当止挡件42a位于反节点位置时，在波导管32a的远端部40处产生了轴向位移的最大性能。然而，当止挡件42a并不完全位于反节点位置上而是靠近反节点位置时，本领域的技术人员仍然可见性能的益处。因此，在某些情况下，当止挡件42a接近反节点位置时性能也可最大化。

图9A和9B示出了一种实施方式，其中通过使得超声波导器24b上的止挡件42b的位置可调节而使性能最大化。超声波换能器10b包含有具有可调节的位置的止挡件42b。止挡件42b被螺纹固定于波导管32b，以允许其具有可调节的位置。

该实施方式的超声波导器24b具有两个冲击脉冲体48b。两个冲击脉冲体48b的其中之一被弹簧46b推动、抵住止挡件42b。由于弹簧46b的推力，冲击脉冲体48b的位置也可以与止挡件42b一起调节。这种调节还改变了弹簧46b的压缩特性，这会恰巧影响位于超声波导器24b上的每个冲击脉冲体48b的运动特性。应该注意的是，在超声波换能器10b的这种实施方式中，外壳18b不具有与其连接的鼻锥体，但是可以添加鼻锥体来覆盖超声波换能器10b的超声波导器24b。

图10A和10B示出另一个实施方式，其中通过使得超声波导器24c上的止挡件42c的位置可调节而使性能最大化。在本实施方式中，超声波换能器10c的外壳18c在连接点88c处连接至内鼻锥体86c。内鼻锥体86c的一部分带螺纹，使得内鼻锥体86c能可调节地固定至外鼻锥体90c上的对应螺纹。在拧动外鼻锥体90c时，通过螺纹来将外鼻锥体90c附接于内鼻锥体86c允许了外鼻锥体90c沿着超声波换能器10c的中心轴线58c具有可调节的位置。

通过沿着波导管32c的长度滑动，非固定地连接至波导管32c的止挡件42c允许其具有可调节的位置。通过弹簧46c的推力，止挡件42c抵接并且压住外鼻锥体90c，使得在调节外鼻锥体90c的位置时，止挡件42c将与外鼻锥体90c的位置一起被相应的调节。超声波导器24c上具有两个冲击脉冲体48c。两个冲击脉冲体48c的其中之一被弹簧46c推动、抵住止挡件42c，并且冲击脉冲体48c的位置也将与外鼻锥体90c和止挡件42c一起被调节。这种调节也改变了弹簧46c的压缩特性，这会恰巧影响位于超声波导器24c上的每个冲击脉冲体48c的运动特性。

图11示出了超声波换能器10d的另一个实施方式，其包含具有可调节的位置的止挡件42d。在本实施方式中，超声波换能器10d的外壳18d在连接点88d处被连接至内鼻锥体86d。内鼻锥体86d的一部分可调节地固定于外鼻锥体90d。外鼻锥体86d通过调节设备92d控制，调节设备92d在本实施方式中为杆。通过设置调节设备92d来按需推拉外鼻锥体90d，以调节外鼻锥体90d。应该理解的是，调节设备92d可以是其他方式而不是杆。调节设备的其他实施方式包括但不限于按钮、滑块、扭转装置、锁和钥匙装置等等。

止挡件42d连接至外鼻锥体90d。因此，当调节外鼻锥体90d的位置时，止挡件42d将与外鼻锥体90d的位置一起被相应的调节。

超声波导器24d具有两个冲击脉冲体48d。两个冲击脉冲体48d的其中之一被弹簧46d推动、抵住止挡件42d。由于弹簧46d的推力，冲击脉冲体48d的位置也将与外鼻锥体90d和止挡件42d一起被调节。这种调节也改变了弹簧46d的压缩特性，这会恰巧影响位于超声波导器24d上的每个冲击脉冲体48d的运动特性。应该理解的是，可基于应用来改变冲击脉冲体的配置的数量。

还发现超声波导器24的部件的定位的变化可以提供上述优势。如图12A和12B所示，弹簧46e、冲击脉冲体48e和止挡件42e位于波导配件28e上，同时仍然在波导管32e的远端部40e处提供了与前述实施方式相同的最大位移。在本实施方式中，波导配件28e伸长到了突出穿过鼻锥体50e的顶端处的开口44e的点。设置在波导配件28e上并且与其相连的止挡件42e接合弹簧46e和冲击脉冲体48e，弹簧46e和冲击脉冲体48e均插入止挡件42e与波导配件28e的撞击表面29e之间。止挡件42e邻接鼻锥体50e，鼻锥体50e将超声波导器24e的部件装入其中，但是不装入延伸穿过位于鼻锥体50e顶端的开口44e的波导配件28e和波导管32e的部分。止挡件42e被保持在抵接鼻锥体50e的内表面51e的位置，使得止挡件42e压缩弹簧46e，弹簧46e继而提供用于冲击脉冲体48e振动抵接的阻力(如上所述)。鼻锥体50e连接至超声波换能器10e上的外壳。

波导配件28e的附接端部38e将超声波导器26e螺纹固定至变幅杆20e。波导配件28e具有带撞击表面29e的波导管耦合器30e，波导管耦合器30e适于接收并牢固地固定于波导管32e的近端部34e，以产生附接点。在本实施方式中，附接点从鼻锥体50e的外部位置开始且经过波导配件28e的主体到达变幅杆20e。与上述实施方式相似，超声波导器24e接收产生自致动器12e的超声波振动，并且通过波导管32e传导超声波振动，以接合并且帮助融化血块、打碎结石、钻骨等。

如前所述，可通过冲击脉冲体来在另一个方面提升性能。如图13至15B所示，为了克服与现有技术形状有关的性能限制，对冲击脉冲体48f的形状进行了改变。最好如图15A和15B所示，通过增大冲击脉冲体48f的截面66f的直径并且随后在冲击脉冲体48f的每侧上从截面66f的中心刻出圆形槽67f，来产生双犬骨形状。双犬骨形状68f在不限制运动自由度的情况下向冲击脉冲体48f增加了更多材料，并且避免圆形截面66f的直径不成比例地增大，或避免了改变冲击脉冲体48f的高度。

图13和14示出了超声波导器24f的实施方式，其包括两个冲击脉冲体48f，每个冲击脉冲体48f都具有圆形截面66f，并且围绕其中心轴线58f具有双犬骨形状68f。可以理解的是，只要具有槽的一侧直接撞击止挡件42f或波导配件28f，就有必要仅在冲击脉冲体48f的一侧具有从其截面中切出的圆形槽67f。

图16A至16G示出了双犬骨形状68f的冲击脉冲体48f的性能，示出了图13和14的超声波导器24f在操作时的放大图。当超声波换能器10f操作时，冲击脉冲体48f均在响应超声波振动而振荡时颤动。冲击脉冲体48f能够与超声波导器24f的中心轴线58f同心地并且自由地上下移动，而不受到横向方向上的限制。这种自由运动允许冲击脉冲体48f与止挡件42f或波导配件28f不均匀地撞击，其中在每次撞击过程中仅接触冲击脉冲体42f的侧面的一部分。为了实现超声波导器24f的最大性能，一个冲击脉冲体48f应被布置在弹簧46f和波导配件28f的撞击表面29f之间，并且另一个冲击脉冲体48f被布置在弹簧46f与止挡件42f之间。

最好如图16C和16E所示，当每次冲击脉冲体48f的一部分撞击止挡件42f或波导配件28f的角部时，圆形槽67f在每次撞击期间都卡住所述元件的角部。圆形槽67f减少了横向撞击并且使表面接触最小化，确保了向前并且沿着超声波导器24f施加最佳量的撞击能量。当冲击脉冲体48f的侧面部分撞击止挡件42f的角部时，还使得低频冲击脉冲沿着超声波导器24f的中心轴线58f纵向和横向地传导。这种低频冲击脉冲随后导致在波导管32f的远端部40f处的低频“摆动”位移。“摆动”是指在纵向和横向方向上同时发生波导管32f的远端部40f的位移，这对于超声波换能器10f的某些应用是十分有益的。

冲击脉冲体48f通常由医用钢材或不锈钢制成。可以通过使用不同类型的材料来调节来自每个冲击脉冲体48f的撞击能量。由比钢更软的材料制成的冲击脉冲体48f倾向于具有弹性撞击，使得每次撞击都吸收更多能量，以致冲击脉冲体48f移动更慢并且低效。如果材料过软，则将吸收过多能量，使得波导管32f的远端部40f处的轴向位移较弱，以致冲击脉冲体48f低效。由比钢更硬的材料制成的冲击脉冲体48f在与止挡件42f或波导配件28f相撞之后具有更快的碰撞运动并且吸收较少能量。如果材料过于硬，则冲击脉冲体48f会倾向于在长时间使用后破裂和碎裂。应该理解的是，也可通过改变弹簧46f的特性来调节来自冲击脉冲体48f的撞击能量，例如但不限于改变弹簧常数或压缩量。

图17至21E示出了冲击脉冲体48g的不同的实施方式，其中以牺牲其运动自由度为代价，冲击脉冲体48g的质量和重量增加。由于在该例子中运动的限制不是问题，于冲击脉冲体48g的圆形横截面直接增加质量和重量，以帮助增加每次碰撞的能量。如图17至19C可见，该实施方式的超声波导器26包含具有围绕中心轴线58g的圆形横截面66g和管长度70g的冲击脉冲体48g。从管长度70g被切开的沟槽72g允许不干扰弹簧46g的功能地增大质量。沟槽72g大致一半地进入到冲击脉冲体48g的管长度70g中，并且足够宽，以当被安装于超声波导器26上时将弹簧46g容纳到沟槽72g中。这确保了当振荡时，冲击脉冲体48g仍然稳定且完全地与中心轴线58g同心。在该实施方式中，冲击脉冲体48g被放置于弹簧46g和波导配件28g的碰撞表面29g之间。然而，应了解的是，冲击脉冲体40g可位于止挡件42g和弹簧46g之间。

如图20A至20E可见，冲击脉冲体48g的受限制的轴向运动产生了高能量轴向碰撞，当冲击脉冲体48g与止挡件42g碰撞时，几乎没有由于横向运动导致的能量损失。这里，冲击脉冲体48g的整个表面同时碰撞波导配件28g，导致具有大量能量的冲击脉冲轴向地移动，以沿超声波导器24行进。波导管32g的远端部将从而在纵向的杰克锤式运动中具有最大轴向位移。

如上述讨论的，冲击脉冲体48g通常由手术用钢或不锈钢制成。来自冲击脉冲体48g的碰撞的能量能通过使用不同类型的材料来调节。由比钢更软的材料制成的冲击脉冲体48g趋向于具有弹性碰撞，使得每次碰撞吸收更多的能量，以便冲击脉冲体48g移动得更慢，并且低效。如果材料太软，将吸收太多的能量，导致波导管32g的远端部40g处的轴向位移太弱，以致冲击脉冲体48g无效。由比钢更硬的材料制成的冲击脉冲体48g在与止挡件42g或另一冲击脉冲体48g发生碰撞之后，具有更快的振荡运动，并且吸收更少的能量。然而，材料太硬，冲击脉冲体48g在长期使用之后容易开裂和断裂。应理解的是，来自冲击脉冲体48g的碰撞的能量还能通过改变诸如但并不限制于弹簧常数或其压缩的弹簧46g的特性来调节。

如图21A至21E可见，在超声波导器24h的另一实施方式中，两个冲击脉冲体48h能被安装于超声波导器24h上。一个冲击脉冲体48h被放置在弹簧46h和波导配件28h的碰撞表面29h之间，而另一个被放置在止挡件42h和弹簧46h之间。冲击脉冲体48h的受限制的横向运动产生高能量的横向碰撞，其中当冲击脉冲体48h与止挡件42h或波导配件28h碰撞时几乎没有能量损失。这里，每个冲击脉冲体48h的整个表面同时与波导配件28h或止挡件42h碰撞。波导管32h的远端部40h从而被导致为在杰克锤式的运动中具有最大的轴向位移。

在超声波导器24h上具有多于一个的冲击脉冲体48h通过使用额外的碰撞能量加强每次脉冲而促进了冲击脉冲的放大。本领域的技术人员会看出的是，第二冲击脉冲体82h的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器24h的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

冲击脉冲体的另一实施方式也是可行的，其中冲击脉冲体并不位于超声波导器24i上，但在波导配件28i的后方。如图22所示，扰乱超声波振动波长的冲击脉冲能通过接合在变幅杆20i中的中心腔体74i中的冲击脉冲体48i产生。在该实施方中，冲击脉冲体48i实际上与腔体的近端76i直接有效碰撞，有助于在超声波导器24i的远端部40i处的轴向位移。在该实施方式中，超声波导器26i的近端部是波导配件28i的附接端部38i的尾端。变幅杆20i被连接到超声波换能器(未示出)的致动器(未示出)。变幅杆20i的远端部被螺纹地固定于超声波导器24i的近端部78i。两个反节点62i位置位于超声波导体24i的近端部78i和腔体74i的近端部76i。

腔体74i的远端部与变幅杆20i的远端部一致。腔体74i的远端部周围的内壁是螺纹的，其允许超声波导器24i的近端部78i被螺纹地固定于变幅杆20i和腔体的远端部。腔体74i通常通过穿过中心轴线58i以优选的距离直接在变幅杆20i中打洞且大致地在其远端部刻出螺纹来产生。还应理解的是，在变幅杆含有中心腔体的实施方式中，波导管32i中不存在管腔，并且变幅杆20i不是中空的。

冲击脉冲体48i在本实施方式中是诸如球形轴承的球形的球体，并且弹簧46i分别被接合于腔体74i中。这里，接下来，冲击脉冲体48i被弹簧46i的力压迫抵靠腔体74i的近端部。在腔体74i的近端部76i处的来自反节点62i位置的轴向位移碰撞冲击脉冲体48i，并且朝前推它。弹簧46i提供阻力，并且回推冲击脉冲体48i，复位冲击脉冲体48i，并且使其与腔体74i的近端部76i碰撞抵靠，提供沿超声波导器24i的杰克锤式的脉冲。该运动非常迅速且循环地发生，导致冲击脉冲体48i振荡，并且当冲击脉冲沿超声波导器24i连续地传导时，冲击脉冲形成了相应的波。应了解的是，冲击脉冲体48i可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48i能在位于腔体74i中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

如图23所示，在超声波换能器的另一实施方式中，其中变幅杆20j具有被接合于中心腔体74j中的冲击脉冲体48j，第二冲击脉冲体82j被放置于超声波导器24j上。在该实施方式中，冲击脉冲体48j是诸如球形轴承的球形形状，而第二冲击脉冲体82j具有圆形的横截面和围绕中心轴线58j的圆环形状。应了解的是，冲击脉冲体48j可具有非球形的其他形状，只要冲击脉冲体48j能在位于腔体74j中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

这里，第二冲击脉冲体82j被非固定地接合到超声波导器24j的主体上，在波导配件28j和止挡件42k之间。自超声波导器24j的近端部78j朝前产生的冲击脉冲将导致第二冲击脉冲体82j在每次冲击脉冲下朝前推进。该推进运动通过使用来自第二冲击脉冲体82j与止挡件42j的碰撞的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82j的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器82j的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

如图24所示，在超声波换能器的另一实施方式中，两个冲击脉冲体48k被接合于中心位体腔74k中。这里，冲击脉冲体48k和第二冲击脉冲体82k每个都是球形形状的球形轴承。接下来，冲击脉冲体48k被压迫抵靠腔体74k的近端部76k，并且第二冲击脉冲体82k在冲击脉冲体48k的另一侧被压迫抵靠冲击脉冲体48k，它们都通过弹簧46k的力被压迫。在腔体74k的近端部76k处的来自反节点62k的位置的轴向位移与冲击脉冲体48k碰撞，其随后与第二冲击脉冲体82k碰撞，并且每个都被朝前推进。弹簧46k提供阻力，并且回推冲击脉冲体48k和第二冲击脉冲体82k，复位每个冲击脉冲体，并且碰撞腔体74k的近端部76k，提供沿超声波导器24k的杰克锤式的脉冲。该运动非常迅速且循环地发生，导致冲击脉冲体48k和第二冲击脉冲体82k振荡，并且当冲击脉冲沿超声波导器24k连续地传导时，冲击脉冲形成了相应的波。应了解的是，冲击脉冲体48k和第二冲击脉冲体82k可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48k和第二冲击脉冲体82k能在位于腔体74k中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

第二冲击脉冲体82k通过使用来自与超声波导器24k的近端部78k碰撞的第二冲击脉冲体82k的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大每个冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82k的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器24k的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

图25所示，在超声波换能器的另一实施方式中，第二冲击脉冲体82l被接合于中心腔体74l中。这里，冲击脉冲体48l和第二冲击脉冲体82l每个都是球形形状的球形轴承。接下来，冲击脉冲体48l被压迫抵靠腔体74l的近端部76k，并且第二冲击脉冲体82l被压迫抵靠超声波导器78l的近端部，它们都通过弹簧46l的力被压迫。在腔体74l的近端部76l处的来自反节点62l的位置的轴向位移与冲击脉冲体48l碰撞，并且其被朝前推进。弹簧46l提供阻力，并且回推冲击脉冲体48l和第二冲击冒出体82l，复位每个冲击脉冲体，并且碰撞它们的原始位置的表面。这些在超声波导器78l的近端部上的碰撞提供了沿超声波导器24l的杰克锤式的脉冲。该运动非常迅速且循环地发生，导致冲击脉冲体48l振荡，并且当冲击脉冲沿超声波导器24l连续地传导时，冲击脉冲形成了相应的波。应了解的是，冲击脉冲体48l和第二冲击脉冲体82l每个可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48l和第二冲击脉冲体82l能在位于腔体74l中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

第二冲击脉冲体82l通过使用来自与超声波导器24l的近端部78l碰撞的第二冲击脉冲体82l的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大每个冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82l的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器24l的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

图26所示，在超声波换能器的另一实施方式中，球形形状的球形轴承的冲击脉冲体48m通过弹簧46m的力被压迫抵靠超声波导器78m的近端部76m。来自反节点62m的位置的在腔体74m的远端部的轴向位移与冲击脉冲体48m碰撞。冲击脉冲体48m被推到弹簧46m中，其中弹簧46m复位冲击脉冲体48m，并且与超声波导器24m的近端部78m碰撞，提供了沿超声波导器24m的杰克锤式的脉冲。该运动非常迅速且循环地发生，导致冲击脉冲体48m振荡，并且当冲击脉冲沿超声波导器24m连续地传导时，冲击脉冲形成了相应的波。应了解的是，冲击脉冲体48m可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48m能在位于腔体74m中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

如图27所示，在超声波换能器的另一实施方式中，第二冲击脉冲体48n被接合于中心腔体74n中。这里，冲击脉冲体48n和第二冲击脉冲体82n每个都是球形形状的球形轴承。接下来，冲击脉冲体48n和第二冲击脉冲体82n都通过弹簧46n的力被压迫抵靠超声波导器24n的近端部76n。在波导配件78n的近端部处的来自反节点62n的位置的轴向位移与第二冲击脉冲体82n碰撞。来自碰撞的能量随后被邻近地推动穿过冲击脉冲体48n，并且每个冲击脉冲体都被邻近地推进。弹簧46n提供阻力，并且回推冲击脉冲体48n和第二冲击脉冲体82n，复位每个冲击脉冲体，并且碰撞波导配件28n的近端部78n，提供了沿超声波导器24n的杰克锤式的脉冲。该运动非常迅速且循环地发生，导致冲击脉冲体48n和第二冲击脉冲体82n振荡，并且当冲击脉冲沿超声波导器24n连续地传导时，冲击脉冲形成了相应的波。应了解的是，冲击脉冲体48n和第二冲击脉冲体82n每个可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48n和第二冲击脉冲体82n能在位于腔体74n中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

第二冲击脉冲体82n通过使用来自与超声波导器24n的近端部78n碰撞的第二冲击脉冲体82n的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大每个冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82n的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器24n的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

如图28所示，在超声波换能器的另一实施方式中，其中变幅杆20o具有被接合于中心腔体74o中的冲击脉冲体48o、被放置在超声波导器24o上的第二冲击脉冲体82o。在该实施方式中，冲击脉冲体48o是球形形状的球形轴承，而第二冲击脉冲体82o具有圆形的横截面和围绕中心轴线58o的圆环形状。应了解的是，冲击脉冲体48o可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48o能在位于腔体74o中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

这里，腔体74o被校准以允许冲击脉冲体48o自由地振荡，而不需要弹簧推动冲击脉冲体抵靠腔体74o的近端部76o或抵靠超声波导器24o的近端部78o。在腔体74o的近端部76o的来自反节点62o的位置的轴向位移与冲击脉冲体48o碰撞。冲击脉冲体48o随后朝前推进，与超声波导器24o的近端部78o碰撞。自在超声波导器24的近端部78o的第二反节点62o的位置的、在超声波导器24o的近端部78o的轴向位移随后与冲击脉冲体碰撞，并且使得其朝向腔体74o的近端部76o弹回。这些对应的轴向位移使得冲击脉冲体48o在腔体74o的近端部和超声波导器24o的近端部之间来回运动，产生了对应的沿超声波导器24o的冲击脉冲。本领域的技术人员可明白的是，腔体74o的长度必须被正确地校准，或者当超声波换能器(未示出)被水平地保持于地面时，冲击脉冲体48o不会来回运动。本领域的技术人员还可明白的是，超声波振动的频率必须被修正，以便反节点62o的位置位于如所示的它们的位置。

第二冲击脉冲体82o被非固定地接合于超声波导器24o的主体上，在波导配件28o、弹簧46o和止挡件42o之间。接下来，第二冲击脉冲体82o通过弹簧46o的力被压迫抵靠超声波导器24o的波导配件28o。从超声波导器24o的近端部78o朝前发散的超声波能量将导致第二冲击脉冲体82o朝前推进。弹簧46o提供阻力，并且回推第二冲击脉冲体82o，将第二冲击脉冲体82o复位到其原始位置，并且与波导配件28m的碰撞表面29o碰撞。

第二冲击脉冲体82o的运动通过使用来自第二冲击脉冲体82o的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大每个冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82o的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器24o的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

如图29所示，在超声波换能器的另一实施方式中，其中变幅杆20p具有被接合于中心腔体腔体74p中的冲击脉冲体48p、被放置在超声波导器24p上的第二冲击脉冲体82p。在该实施方式中，冲击脉冲体48p是球形形状的球形轴承，而第二冲击脉冲体82p具有圆形的横截面和围绕中心轴线58o的双犬骨形状。应了解的是，冲击脉冲体48p可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48p能在位于腔体74p中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

这里，腔体74p被校准以允许冲击脉冲体48p自由地振荡，而不需要弹簧推动它抵靠腔体74p的近端部76p或抵靠超声波导器24p的近端部78p。在腔体74p的近端部76p的来自反节点62p的位置的轴向位移与冲击脉冲体48p碰撞。冲击脉冲体48p随后朝前推进，与超声波导器24p的近端部78p碰撞。自另一反节点62p的位置的、在超声波导器24p的近端部78p的轴向位移随后与冲击脉冲体碰撞，并且使得其朝向腔体74p的近端部76p向后弹。这些对应的轴向位移使得冲击脉冲体48p在腔体74p的近端部和超声波导器24p的近端部之间来回运动，产生了对应的沿超声波导器24p的冲击脉冲。本领域的技术人员可明白的是，腔体74p的长度必须被正确地校准，或者当超声波换能器(未示出)被水平地保持于地面时，冲击脉冲体48p不会来回运动。本领域的技术人员还可明白的是，超声波振动的频率必须被修正，以便反节点62p的位置位于如所示的它们的位置。

第二冲击脉冲体82p被非固定地接合于超声波导器24p的主体上，在波导配件28p和止挡件42p之间。波导配件28p和止挡件42p之间的距离被校准以允许第二冲击脉冲体48p自由地振荡，而不需要弹簧推动它抵靠波带配件28p或止挡件42p。从超声波导器24p的近端部78p朝前发散的冲击脉冲和超声波振动将导致第二冲击脉冲体82p随着每次冲击脉冲朝前推进，并且与止挡件42p碰撞。在与止挡件42p碰撞之后，第二冲击脉冲体82p弹离止挡件42p并且反弹回其原始位置。第二冲击脉冲体82p的运动模式使得它在波导配件28p和止挡件42p之间来回运动，通过来自冲击脉冲体48p的运动模式有助于产生冲击脉冲。

第二冲击脉冲体82p的运动通过使用来自碰撞止挡件42p的第二冲击脉冲体82p的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82p的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器24p的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

如图30所示，在超声波换能器的另一实施方式中，其中变幅杆20q具有被接合于中心腔体74q中的冲击脉冲体48q、每个都被放置在超声波导器24q上的第二冲击脉冲体82q和第三冲击脉冲体84q。在该实施方式中，冲击脉冲体48q是球形形状的球形轴承，而第二冲击脉冲体82q和第三冲击脉冲体84q具有圆形的横截面和围绕中心轴线58q的双犬骨形状。应了解的是，冲击脉冲体48q可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48q能在位于腔体74q中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

这里，腔体74q被校准以允许冲击脉冲体48q自由地振荡，而不需要弹簧推动它抵靠腔体74q的近端部76q或抵靠超声波导器24q的近端部78q。在腔体74q的近端部76q的来自反节点62q的位置的轴向位移与冲击脉冲体48q碰撞。冲击脉冲体48q随后朝前推进，与超声波导器24q的近端部78q碰撞。自另一反节点62q的位置的、在超声波导器24q的近端部78q的轴向位移随后与冲击脉冲体48q碰撞，并且使得其朝后且朝向腔体74q的近端部76q反弹。这些对应的轴向位移使得冲击脉冲体48q在腔体74q的近端部和超声波导器24q的近端部之间来回运动，产生了对应的沿超声波导器24q的冲击脉冲。本领域的技术人员可明白的是，腔体74q的长度必须被正确地校准，或者当超声波换能器(未示出)被水平地保持于地面时，冲击脉冲体48q不会来回运动。本领域的技术人员还可明白的是，超声波振动的频率必须被修正，以便反节点62q的位置位于如所示的它们的位置。

第二冲击脉冲体82q和第三冲击脉冲体84q都被非固定地接合于超声波导器24q的主体上，且在波导配件28q和止挡件42q之间。波导配件28q和止挡件42q之间的距离被校准以允许第二冲击脉冲体82q和第三冲击脉冲体84q自由地振荡，而不需要弹簧推动它们中的任意一个抵靠波导配件28q或止挡件42q。从超声波导器24q的近端部78q朝前发散的冲击脉冲和超声波振动将导致第二冲击脉冲体82q随着每次冲击脉冲朝前推进，并且与第三冲击脉冲体84q碰撞，第三脉冲体84q随后与止挡件42q碰撞。在与止挡件42q碰撞之后，第三冲击脉冲体82q弹离止挡件42q，并且与第二冲击脉冲体82q碰撞，将两个冲击脉冲体都送回到它们的原始位置。第二冲击脉冲体82q和第三冲击脉冲体84q的运动模式使得每个冲击脉冲体都在波导配件28q和止挡件42q之间来回运动。该运动模式通过来自冲击脉冲体42q的其他运动模式也有助于产生冲击脉冲。

第二冲击脉冲体82q和第三冲击脉冲体84q的运动通过使用来自碰撞止挡件42q的第三冲击脉冲体84q的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82q和第三冲击脉冲体82q的位置和效果都将控制冲击脉冲，以便其可有效地改变在超声波导器24q的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

如图31所示，超声波换能器的实施方式以与上面图28所示的实施方式大致相同的方式作用。然而，在该实施方式中，超声波导器24r的近端部78r比上面讨论的任何实施方式都更深得多地延伸到变幅杆20r中。冲击脉冲体48r是球形形状的球形轴承，而第二冲击脉冲体82r具有圆形的横截面和围绕中心轴线58r的双犬骨形状。应了解的是，冲击脉冲体48r可具有非球体的形状，只要冲击脉冲体48r能在位于腔体74r中时产生冲击脉冲。这些形状包括，但不限于活塞形状、八边形形状或立方体形状等。

这里，腔体74r被校准以允许冲击脉冲体48r自由地振荡，而不需要弹簧推动它抵靠腔体74r的近端部76r或抵靠超声波导器24r的近端部78r。在腔体74r的近端部76r的来自反节点62r的位置的轴向位移与冲击脉冲体48r碰撞。冲击脉冲体48r随后朝前推进，与超声波导器24r的近端部78r碰撞。自另一反节点62r的位置的、在超声波导器24r的近端部78r的轴向位移随后与冲击脉冲体碰撞，并且使得它朝后且朝向腔体74r的近端部76r反弹。这些对应的轴向位移产生了冲击脉冲体48r在腔体74r的近端部和超声波导器24r的近端部之间的一致且相等的来回运动，产生了对应的沿超声波导器24r的冲击脉冲。本领域的技术人员可明白的是，腔体74r的长度必须被正确地校准，或者当超声波换能器(未示出)被水平地保持于地面时，冲击脉冲体48r不会来回运动。本领域的技术人员还可明白的是，超声波振动的频率必须被修正，以便反节点62r的位置位于如所示的它们的位置。

第二冲击脉冲体82r被非固定地接合于超声波导器24r的主体上，且在波导配件28r和止挡件42r之间。波导配件28r和止挡件42r之间的距离被校准以允许第二冲击脉冲体48r自由地振荡，而不需要弹簧推动它抵靠波导配件28r或止挡件42r。从超声波导器24r的近端部78r朝前发散的冲击脉冲和超声波振动将导致第二冲击脉冲体82r随着每次冲击脉冲朝前推进，并且与止挡件42r碰撞。在与止挡件42r碰撞之后，第二冲击脉冲体82r弹离止挡件42r，并且弹回到其原始位置。第二冲击脉冲体82r的运动模式使得其在波导配件28r和止挡件42r之间来回运动,通过来自冲击脉冲体42r的运动模式有助于产生冲击脉冲。

第二冲击脉冲体82r的运动通过使用来自碰撞止挡件42r的第二冲击脉冲体82r的额外的碰撞能量来增强冲击脉冲，以帮助放大冲击脉冲。本领域的技术人员可看出的是，第二冲击脉冲体82r的位置和效果将控制冲击脉冲，以便它们可有效地改变在超声波导器24r的远端部的轴向位移，其对于超声波换能器的不同的应用是有用的。

如图32所示，超声波换能器的长期使用导致混合有流体的磨损产物102慢慢地流动穿过在鼻锥体50的末端的开口31，并且在超声波导器24的波导管32上显现出来。由于对于手术操作，它被认为是一个卫生问题，这种现象引起了超声波换能器的使用者的注意。更进一步，当在向上的方向上使用超声波换能器时，来手术操作的流体容易找到自己的方式进入到开口31中。该不需要的流体对于手术会成为问题，因为它产生了衰减通过波导器的冲击脉冲体48产生的振动能量的粘滞阻力。在它们的手术期间，它们根据波导管32以一定幅度振动的同时，振动能量的损失对手术产生了效率问题。不需要的流体也成问题，因为流体可导致在超声波导器的构件上形成铁锈。

图33至37所述的实施方式被给出以处理关于磨损产物和不需要的流体的问题。在该实施方式中，具有锥形内表面51s的鼻椎体位于鼻椎体50s的开口31s的旁边。超声波导器24s具有对应的锥形形状止挡件42s，止挡件42具有渐缩的锥形侧104和平的背侧106s。止挡件42s的锥形形状允许它固定于鼻椎体50s的内表面51s的末端和弹簧46s之间，以便止挡件42s的锥形侧104s压上且抵靠内表面51s的末端。止挡件42s和内表面51s的定向允许两个构件彼此互锁。如下面进一步讨论的，来自弹簧46s和冲击脉冲体42s的压力将止挡件42s的锥形侧104s压靠鼻椎体50s，并且确保两个构件保持彼此互锁。

在本实施方式中是弹性的O形圈的密封件108s被放置于鼻椎体50s的内表面和止挡件42s的锥形侧104s之间。当止挡件42s被向上压靠鼻椎体50s的内表面51s时，止挡件42s和密封件108s彼此共同协作地形成了封闭开口31s的密封。该密封防止磨损产物穿过开口31s流出且沿波导管32s显现出来。该密封还防止不需要的流体进入到鼻椎体50s内部，并且防止引起相关的衰减问题或生锈问题或者均防止引起这两个问题。应了解的是，密封件108s可为不是O形圈的其他物体，或可由非弹性材料的其他材料制成。形成适合的密封的任何密封件108s都是可接受的。

参考图35至37，止挡件42s的背侧106s具有圆形的凹痕110s，当弹簧46s压靠止挡件42s时，圆形的凹痕110s有助于弹簧46s和止挡件42s的互锁。冲击脉冲体48s具有圆形的横截面66s和围绕中心轴线58s的管长度70s的实施方式对于超声波导器(如图18所示的)的这个实施方式是理想的。因为与止挡件42s的背侧106s的连接相媲美，在冲击脉冲体48s的管长度70s中切开的圆形的沟槽72s可互锁弹簧46s，并且当弹簧与止挡件42s互锁时建立了弹簧46s的稳定性。应理解的是，沟槽72s可为被切割以配合对应的冲击脉冲体48s的任何形状。

已参考多个优选的实施方式描述了本发明。通过阅读和理解前面的说明可产生许多修改和变化。其意图在于，本发明被理解为包括所有这些变化和修改，只要这些变化和修改在所附的权利要求或这些权利要求的等效条件的范围内。

Claims (23)

1.一种用于传导超声波振动的设备，其沿着超声波导器的中心轴线建立了多个节点位置和反节点位置，所述设备包括：

所述超声波导器，其包括：

波导管以及具有撞击表面的波导配件，所述波导管具有近端部和远端部；所述波导配件具有附接端部和波导管耦合器；所述波导管耦合器适于接收并牢固地固定于所述波导管的所述近端部；

弹簧和冲击脉冲体，它们各自位于所述超声波导器上；

止挡件，其位于所述超声波导器上，并且适于非固定地接合所述弹簧或所述冲击脉冲体；

所述弹簧和所述冲击脉冲体均插在所述止挡件和所述撞击表面之间，所述冲击脉冲体比所述弹簧更靠近所述波导配件的撞击表面；并且

当所述波导配件的所述附接端部被附接于操作的设备时，所述撞击表面位于沿着所述超声波导器的中心轴线的反节点位置的至少一个λ/6内，其中λ被限定为沿着所述超声波导器的中心轴线从各自的节点位置开始并在各自的节点位置结束的全波长。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述止挡件位于沿着所述超声波导器的中心轴线的反节点位置的至少一个λ/6内。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述止挡件位于沿着所述超声波导器的中心轴线的反节点位置的至少一个λ/3内。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述止挡件位于沿着所述超声波导器的中心轴线的反节点位置上。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弹簧、所述冲击脉冲体和所述止挡件中的每一个均位于所述波导配件上。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弹簧、所述冲击脉冲体和所述止挡件中的每一个均位于所述波导管上。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述冲击脉冲体具有圆形截面，并且具有围绕中心轴线的双犬骨形状。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述冲击脉冲体具有圆形截面，并且具有围绕中心轴线的圆环形状。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述冲击脉冲体具有圆形截面以及管长度，所述管长度具有沟槽。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弹簧抵接所述止挡件。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弹簧抵接所述止挡件，并且所述冲击脉冲体抵接所述撞击表面。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述止挡件具有锥形形状。

13.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

第二冲击脉冲体；

所述第二冲击脉冲体抵接所述止挡件；

所述冲击脉冲体抵接所述撞击表面；并且

所述弹簧位于所述冲击脉冲体和所述第二冲击脉冲体之间。

14.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

密封件，其位于所述超声波导器上；并且

当所述超声波导器被安装在操作的设备中时，所述止挡件和所述密封件协同工作创建密封。

15.一种用于传导超声波振动的设备，其沿着超声波导器的中心轴线建立了多个节点位置和反节点位置，所述设备包括：

所述超声波导器，其包括：

波导管以及具有撞击表面的波导配件，所述波导管具有近端部和远端部；所述波导配件具有附接端部和波导管耦合器；所述波导管耦合器适于接收并牢固地固定于所述波导管的所述近端部；

弹簧和冲击脉冲体，它们各自位于所述超声波导器上；

止挡件，其位于所述超声波导器上，并且适于非固定地接合所述弹簧或所述冲击脉冲体，所述弹簧和所述冲击脉冲体均插在所述止挡件和所述撞击表面之间，所述冲击脉冲体比所述弹簧更靠近所述波导配件的撞击表面；

调节装置，其用于调节所述止挡件的沿着所述超声波导器的中心轴线的位置；并且

当所述波导配件的所述附接端部被附接于操作的设备时，所述撞击表面位于沿着所述超声波导器的中心轴线的反节点位置的至少一个λ/6内，其中λ被限定为沿着所述超声波导器的中心轴线从各自的节点位置开始并在各自的节点位置结束的全波长。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述弹簧、所述冲击脉冲体和所述止挡件中的每一个均位于所述波导配件上。

17.根据权利要求15所述的设备，其中，所述弹簧、所述冲击脉冲体和所述止挡件中的每一个均位于所述波导管上。

18.根据权利要求15所述的设备，其中，所述冲击脉冲体具有圆形截面，并且具有围绕中心轴线的双犬骨形状。

19.根据权利要求15所述的设备，其中，所述冲击脉冲体具有圆形截面，并且具有围绕中心轴线的圆环形状。

20.根据权利要求15所述的设备，其中，所述冲击脉冲体具有圆形截面以及管长度，所述管长度具有沟槽。

21.根据权利要求15所述的设备，其中，所述弹簧抵接所述止挡件。

22.根据权利要求15所述的设备，其中，所述弹簧抵接所述止挡件，并且所述冲击脉冲体抵接所述撞击表面。

23.根据权利要求15所述的设备，其中，所述止挡件具有锥形形状。