CN108042334A - 液压式冲击波治疗仪 - Google Patents

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舒志君
刘锦泉
任和
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Abstract

本发明涉及医疗设备领域，公开了一种液压式冲击波治疗仪，所述冲击波治疗仪包括：主体，所述主体内形成有行程通道；滑动块，所述滑动块滑动设置于所述行程通道内部，并能够将所述行程通道分隔为正向通道和反向通道；治疗头，所述治疗头设置于所述主体的端部，并具有能够与所述滑动块发生撞击的冲击面；液压动力机构，所述液压动力机构用于交替地向所述正向通道和所述反向通道内输入压力油液，以驱动所述滑动块在所述行程通道内的往复移动并撞击所述冲击面，该冲击波治疗仪以液动力作为治疗头发出脉冲振动的动力源，并同时利用液体作为滑动块的润滑和冷却介质，减少冲击波治疗仪内部的行程通道的磨损、噪音温升过快等问题。

Description

液压式冲击波治疗仪
技术领域
本发明涉及一种医疗设备，具体地涉及一种液压式冲击波治疗仪。
背景技术
现有的冲击波治疗仪的典型结构，包括手柄以及设置于手柄内的滑块，利用充入手柄内的压缩气体驱动滑块加速运动，直至滑块撞击手柄端部的治疗头，滑块的加速撞击使得治疗头向外发出冲击波。冲击波能够经过皮肤、脂肪、肌肉等软组织后作用于损伤处，达到冲击波治疗之目的。
现有的冲击波治疗仪中，需要通过压缩气体推动滑块进行加速运动。在这类压缩气体驱动的冲击波治疗仪中，滑块往往为单行程驱动形式，即，压缩气体仅仅在滑块朝向治疗头移动的一个方向上对其起到驱动作用，滑块的回程需要利用撞击治疗头后的反作用力。单行程驱动形式由于滑块的回程不受控，这类冲击波治疗仪往往存在着响应速度迟缓的问题。
针对上述问题，申请公布号为CN106725646A的中国发明专利公开了一种技术方案，如其说明书附图1中所示，手柄本体内设置有行程通道和外泄腔室，滑块滑动设置于行程通道内，行程通道的一端具有连通至压缩气体入口的压缩气体通道、另一端具体有连通至外泄腔室的泄气孔，外泄腔室上设有连通至行程通道的通气孔，治疗头的位于手柄本体内的一端与行程通道的内壁密封连接，工作时，压缩气体通过压缩气体入口进入压缩气体通道内，驱动滑块朝向治疗头加速运动，行程通道内位于滑块和治疗头之间的气体经过泄气孔被挤出至外泄腔室中，外泄腔室内的流入的气体经过通气孔进入行程通道内，由于自通气孔流入行程通道的气体的方向与推动滑块加速运动的方向压缩气体方向相反，滑块逐渐达到受力平衡状态，并在惯性作用下撞击治疗头；回程时，滑块撞击治疗头后反弹，此时，驱动滑块朝向治疗头加速动作的压缩气体消失，并且气体可以自压缩气体入口快速排出，此时，外泄腔室内经通气孔流入的行程通道内的气体推动滑块朝远离治疗头的方向动作。
该现有技术中利用外泄腔室与通气孔，虽然在一定程度上实现了滑块的双行程驱动，但是，在上述结构中，滑块在撞击治疗头后返程过程中，当滑块经过泄气孔后，经过通气孔流入行程通道内的气体可以通过泄气孔返回外泄腔室内。也即是说，在滑块移动经过泄气孔后，外泄腔室内的气体对于滑块的返程驱动作用减弱甚至消失。因此，滑块的返程驱动力作用时间有限，滑块的回程停止位置难以控制，加上气体存在的较大的压缩比，这类治疗头输出的冲击波波形较为不稳定。
此外，如上述的冲击波治疗仪中，以压缩气体作为滑块的驱动源时，由于滑块与手柄内部的行程通道为干摩擦的形式，滑块以及行程通道内壁的磨损严重，同时温升高、散热慢且噪音大，这些问题均影响冲击波治疗仪的治疗效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中冲击波治疗仪存在的波形输出不稳定及温升和噪音等问题。根据前述分析不难看出，现有技术导致输出的冲击波波形不稳定的根本原因在于其对滑块的驱动控制方式；而滑块与行程通道的摩擦则导致了温升等问题。
对此，本发明独创地提供一种液压式冲击波治疗仪，暂时搁置气压驱动在该领域中的明显优势，突破性地以液动力作为治疗头发出脉冲振动的动力源，并同时利用液体作为滑动块的润滑和冷却介质，减少冲击波治疗仪内部的行程通道的磨损、噪音温升过快等问题。
具体地，为了解决上述技术问题，本发明提供一种液压式冲击波治疗仪，所述冲击波治疗仪包括：
主体，所述主体内形成有行程通道；
滑动块，所述滑动块滑动设置于所述行程通道内部，并能够将所述行程通道分隔为正向通道和反向通道；
治疗头，所述治疗头设置于所述主体的端部，并具有能够与所述滑动块发生撞击的冲击面；
液压动力机构，所述液压动力机构用于交替地向所述正向通道和所述反向通道内输入压力油液，以驱动所述滑动块在所述行程通道内的往复移动并撞击所述冲击面。
优选地，所述主体上设有分别与所述正向通道和所述反向通道连通的第一油口和第二油口，所述液压动力机构包括连接于所述第一油口和第二油口并用于选择将压力油液输入至所述正向通道或所述反向通道的换向阀。
优选地，所述行程通道在靠近所述治疗头的位置迂回，以使得所述第一油口和所述第二油口位于所述主体的远离所述治疗头的同一端。
优选地，沿垂直于所述滑动块滑动的方向，所述滑动块与所述冲击面对齐。
优选地，所述主体的远离所述治疗头的一端设置有握持部，所述握持部内形成有安装腔室，所述换向阀设置于所述安装腔室内。
优选地，所述安装腔室内具有电连接至所述换向阀的控制器，该控制器间歇性地控制所述换向阀换向，以能够使得所述液压动力机构交替地向所述正向通道和所述反向通道内输入压力油液。
优选地，所述握持部上形成有延伸方向与所述滑动块的滑动方向具有夹角并分别连通至所述正向通道和所述反向通道的第一油路和第二油路，所述第一油口和所述第二油口分别形成于第一油路和第二油路的连接至所述换向阀的一端，沿所述滑动块的滑动方向，所述滑动块的两端均具有锥面，以使得流入的压力油液能够在所述滑动块的锥面上产生驱动其动作的轴向力。
优选地，所述治疗头具有延伸至所述主体内的冲击部，所述冲击部与所述主体之间设置密封体，所述冲击面形成于该冲击部的延伸至所述主体内的一端。
优选地，沿着所述滑动块的滑动方向，所述密封体的长度不小于所述冲击部的长度。
优选地，所述主体上靠近所述治疗头的一端可拆卸地设有盖体，所述治疗头自所述盖体伸出，所述治疗头与所述盖体的接触处设置有第一弹性体，并且/或者，所述治疗头与所述主体的接触处设置有第二弹性体。
通过上述技术方案，由压力油液作为滑动块双程动作的驱动力，滑动块在行程通道内的可控性提高，根据治疗头的输出需要，可以驱动滑动块在行程通道内的任意位置开始运动，以调整输出的冲击波的输出幅度与频率。此外，形成通道内的压力油也同时可以作为滑动块移动的润滑和冷却介质，从而克服气压驱动下滑动块与行程通道内壁之间干摩擦导致的温升、噪音等问题，获得了预料之外的技术效果。
本发明的其他有益效果将在具体实施方式中予以进一步说明。
附图说明
图1是本发明一种优选实施方式的液压式冲击波治疗仪的结构视图。
附图标记说明
1-主体；10-盖体；11-握持部；110-安装腔室；111第一油路；112-第二油路；12-行程通道；120-正向通道；121-反向通道；13-防尘密封圈；2-滑动块；3-治疗头；30-冲击部；31-冲击面；32-定位凸起；4-液压动力机构；40-液压泵；41-油箱；42-换向阀；5-密封体；6-第一弹性体；7-第二弹性体；8-开关；9-控制器。
具体实施方式
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指针对附图所示的方向而言或者是针对竖直、垂直或者中立方向上而言的各个部件相互位置关系描述用词。
如图1所示，根据本发明一种优选实施方式的液压式冲击波治疗仪，包括主体1，主体1内形成有行程通道12，该行程通道12内滑动设置有滑动块2，并通过滑动块2将行程通道12分隔为正向通道120和反向通道121。主体1的一端设置有治疗头3，该治疗头3具有能够与滑动块2发生撞击的冲击面31。所述液压式冲击波治疗仪还包括液压动力机构，该液压动力机构用于交替地向正向通道120和反向通道121内输入压力油液，以驱动滑动块2在行程通道12内往复移动，并撞击治疗头3的冲击面31。
压力油液不同于压缩气体，其压缩比很小可以忽略不计。因此，本发明通过液压驱动可以获得高于气压驱动的控制精度。但是，相比于气压传动，液压传动的制造成本也相对较高，因此，以往的冲击波治疗仪设计中，考虑到制造成本、密封性能以及可控性等因素，液压驱动滑动块的形式并未被考虑。但是，冲击波治疗仪在用作不同治疗过程时，需要的冲击波幅值、频率等均不尽相同，但是，气体的压缩比较大，导致由压缩气体驱动的滑动块难以按照人们预想的加速度和行程移动，而滑动块位于治疗仪手柄的内部，其停止位置、运动情况均难以直观的被观察到，因此，冲击波治疗仪的功能的进一步发展，一直受制于滑动块的控制精度。
在本发明的冲击波治疗仪中，治疗头3直接接触人体，而治疗头3上的冲击面31又要与滑动块2发生撞击以产生冲击波，这就对主体1的密封性提出了很高的要求。同时，如背景技术中所指出的典型的现有气压式冲击波治疗仪的结构，其往往采用的是单程驱动式，压缩气体在驱动滑动块的同时，阻碍滑动块滑动的气体就直接排放至空气或者外部腔室中。液压油不能直接排放，这就必然要求液压式冲击波治疗仪相比于传统气压式冲击波治疗仪具有截然不同的结构，并非单纯替换传动介质即可，还需要考虑诸多适应于冲击波治疗仪实际设计需要的结构改进。
滑动块2将主体1内部的行程通道12分隔为正向通道120和反向通道121，使滑动块2可以双程受压力油液驱动。本发明中所称的滑动块2受双程驱动，并不限定滑动块2的初始位置，即，滑动块2可以在行程通道12内的任意位置开始受压力油液的驱动而滑动。并且，由于压力油液的可压缩性可以忽略不计，滑动块2的位置是可以通过油压、时间等参数进行计算的，因此，滑动块2的可控性会提高。
滑动块2撞击冲击面31的速度计算公式为：
v2＝2a*S0
其中：S0为滑动块2行程通道12内的滑动距离；并且，
其中：P正为正向通道120内的油压；
P反为反向通道121内的油压；
A为滑动块2的截面面积；
m为滑动块2的质量。
依据上述两个公式可以看出：滑动块2的撞击速度受控于三个参数，P正、P反以及S0。两个油压可以通过液压动力系统4进行精确控制，而S0也可以控制，因此，在液压式冲击波治疗仪中，滑动块2撞击治疗头3的速度是可以精确、方便地控制的，因此，治疗头3向外输出的冲击波的波形受控性更好，能够适应于不同冲击波输出的需求。
此外，滑动块2在行程通道12内的移动频率高时(即，治疗仪向外输出高频率冲击波时)，滑动块2与行程通道12内壁之间的摩擦磨损严重，并且，两者的摩擦还进一步导致主体1存在大量的摩擦热。采用压力油液驱动滑动块2的移动时，压力油液在对滑动块2进行润滑的同时，还能够将主体1内的摩擦热带走。
液压动力机构4还包括向外输出压力油的液压泵40，液压泵40连接至油箱41。当压力油液输入正向通道120时，前述的P正取决于液压泵40的额定压力，在此工况下，P反为油液流回油箱41的压力，当前液压泵40的额定压力可以达到300个大气压左右，而P反可以控制在1个大气压左右，两者之间的压力差值可以通过选用不同额定压力的液压泵40、通过适当的液压元件调整回油压力等方式进行精确调整。尤其是在液压驱动控制下，滑动块2可以从任意位置开始受压力油液驱动开始动作，因此行程S0也能够进行精确调整，因此，治疗头3输出的冲击波的幅值、频率调整十分方便，且调整的精度较高。
进一步地，主体1上设有分别与正向通道120和反向通道121连通的第一油口和第二油口，液压动力机构4包括连接于所述第一油口和第二油口的换向阀42，以将压力油液选择输入至正向通道120或反向通道121内，从而驱动滑动块2的正反两向运动。
换向阀42并不特指液压传动领域的换向阀，一切可以实现将压力油液选择输入至两个通道的控制阀均属于本发明中的换向阀42。换向阀42优选为电磁、电液比例或者液控换向阀，这类阀的阀芯动作可以通过电控或编程控制，有利于液压式冲击波治疗仪的控制编程。尤其是采用电液比例控制时，换向阀42的阀芯动作控制精度较高，进而能够使得滑动块2获得更好的可控性。
进一步地，行程通道12在靠近治疗头3的位置迂回，以使得第一油口和第二油口位于主体1的远离治疗头3的同一端。主体1为液压式冲击波治疗仪的操控部分，一般为手持操控式，而第一油口和第二油口需要连接换向阀42，或者至少需要经油管连接至液压动力机构中，因此，将第一油口和第二油口通过行程通道12的迂回设置在主体1的同一端，可以方便于主体1上的液压管路的连接和布置。本领域技术人员应当理解的是，行程通道12的迂回形式可以是多种的。例如图1中所示的形式，即在主体1内加工出迂回的行程通道12；或者主体1内装配隔挡结构，以形成类似于图示的迂回的形成通道；又或者，在主体1内的合适位置安装油管，在保证滑动块2与冲击面31的撞击的前提下，形成类似于图示的迂回的形成通道。
并且，沿垂直于滑动块2的滑动方向，滑动块2与冲击面31对齐。换言之，行程通道12的迂回，并不遮挡冲击面31，以使滑动块2能够正对冲击面31而与治疗头3发生撞击，保证冲击波的可靠输出。
进一步地，为了便于主体1的操控，在主体1的远离治疗头3设置的一端形成有握持部11，该握持部11可以与主体1的其他部分一体成型，也可以采用分体加工再进行装配。握持部11内形成有安装腔室110，液压动力机构4内的换向阀42优选地设置于该安装腔室110内部。并且，为了控制换向阀42的换向动作，以选择地将压力油液输入至正向通道120或反向通道121内，安装腔室110内还设有与换向阀42电性连接的控制器9，该控制器9可以通过编程或者电路方式对换向阀42的阀芯动作时机与幅度进行控制，从而间歇地将压力油液输入至正向通道120或反向通道121内。此外，控制液压式冲击波治疗仪启动与停止的开关8也优选设置于握持部11上，以便于将该开关8电性连接至控制器9，并便于操控该开关8。
更进一步地，握持部11上形成有延伸方向与滑动块2滑动方向具有夹角、并分别连通至正向通道120和反向通道121的第一油路111和第二油路112，前述的第一油口和第二油口分别形成于第一油路111和第二油路112的连接至换向阀42的一端。并且，沿滑动块2的滑动方向，滑动块2的两端均具有锥面，以使得流入的压力油液能够在滑动块2的锥面上产生驱动滑动块2在行程通道12内滑动的轴向力。
通过采用上述设置，第一油路111和第二油路112的设置使得正向通道120和反向通道121与液压动力机构4的连接形式更加灵活。当滑动块2的端面抵靠行程通道12的内壁时，锥面的设置可以使滑动块2在压力油液输入时获得一个轴向力，驱动滑动块2离开该位置，并朝向治疗头3的一端滑动。
治疗头3具有延伸至主体1内的冲击部30，冲击面31形成于该冲击波30的延伸至主体1内的一端，冲击波30与主体1之间设置有密封体5，并且，较佳地，沿滑动块2的滑动方向，密封体5的长度不小于冲击部30的长度，以使治疗头3的伸入主体1的部分与主体1之间形成可靠的密封，满足于液压传动对于密封性的要求。
此外，主体1的靠近治疗头3的一端可拆卸地设置有盖体10，治疗头3自盖体10伸出。可选地，盖体10与主体1之间通过螺纹连接，并且连接处设置防尘密封圈13，以防止外部尘土或者内部泄露油液通过两者的连接位置。
进一步地，治疗头3的位于盖体10与冲击部30之间的位置处设置有定位凸起32，沿盖体10连接至主体1的方向，在该定位凸起32的两侧分别设置有第一弹性体6和第二弹性体7，其中：第一弹性体6位于盖体10与治疗头3接触处，第二弹性体7位于治疗头3与主体1接触处。如此设置，当治疗头3受到滑动块2的撞击时，两个弹性体均发生弹性变形，将冲击力转换为弹性势能进行存储，并在滑动块2撞击完成的瞬间，释放该弹性势能形成滑动块2的反向运动的动能。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述冲击波治疗仪包括：
主体(1)，所述主体(1)内形成有行程通道(12)；
滑动块(2)，所述滑动块(2)滑动设置于所述行程通道(12)内部，并能够将所述行程通道(12)分隔为正向通道(120)和反向通道(121)；
治疗头(3)，所述治疗头(3)设置于所述主体(1)的端部，并具有能够与所述滑动块(2)发生撞击的冲击面(31)；
液压动力机构(4)，所述液压动力机构(4)用于交替地向所述正向通道(120)和所述反向通道(121)内输入压力油液，以驱动所述滑动块(2)在所述行程通道(12)内的往复移动并撞击所述冲击面(31)。
2.根据权利要求1所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述主体(1)上设有分别与所述正向通道(120)和所述反向通道(121)连通的第一油口和第二油口，所述液压动力机构(4)包括连接于所述第一油口和所述第二油口并用于选择将压力油液输入至所述正向通道(120)或所述反向通道(121)的换向阀(42)。
3.根据权利要求2所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述行程通道(12)在靠近所述治疗头(3)的位置迂回，以使得所述第一油口和所述第二油口位于所述主体(1)的远离所述治疗头(3)的同一端。
4.根据权利要求3所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，沿垂直于所述滑动块(2)滑动的方向，所述滑动块(2)与所述冲击面(31)对齐。
5.根据权利要求2所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述主体(1)的远离所述治疗头(3)的一端设置有握持部(11)，所述握持部(11)内形成有安装腔室(110)，所述换向阀(42)设置于所述安装腔室(110)内。
6.根据权利要求5所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述安装腔室(110)内具有电连接至所述换向阀(42)的控制器(9)，该控制器(9)间歇性地控制所述换向阀(42)换向，以能够使得所述液压动力机构(4)交替地向所述正向通道(120)和所述反向通道(121)内输入压力油液。
7.根据权利要求5所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述握持部(11)上形成有延伸方向与所述滑动块(2)的滑动方向具有夹角并分别连通至所述正向通道(120)和所述反向通道(121)的第一油路(111)和第二油路(112)，所述第一油口和所述第二油口分别形成于第一油路(111)和所述第二油路(112)的连接至所述换向阀(42)的一端，沿所述滑动块(2)的滑动方向，所述滑动块(2)的两端均具有锥面，以使得流入的压力油液能够在所述滑动块(2)的锥面上产生驱动其动作的轴向力。
8.根据权利要求1所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述治疗头(3)具有延伸至所述主体(1)内的冲击部(30)，所述冲击部(30)与所述主体(1)之间设置密封体(5)，所述冲击面(31)形成于该冲击部(30)的延伸至所述主体(1)内的一端。
9.根据权利要求8所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，沿着所述滑动块(2)的滑动方向，所述密封体(5)的长度不小于所述冲击部(30)的长度。
10.根据权利要求1所述的液压式冲击波治疗仪，其特征在于，所述主体(1)上靠近所述治疗头(3)的一端可拆卸地设有盖体(10)，所述治疗头(3)自所述盖体(10)伸出，所述治疗头(3)与所述盖体(10)的接触处设置有第一弹性体(6)，并且/或者，所述治疗头(3)与所述主体(1)的接触处设置有第二弹性体(7)。
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