CN109200348A - 一种流体驱动装置及其应用的尿液引流结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种流体驱动装置及其应用的尿液引流结构，该流体驱动装置主要由本体、拨水件、动力件与控制单元所构成，其中，该本体的内部设有导流通道、该拨水件附着于该导流通道的内表面，并通过该控制单元控制该动力件所提供的动力的强度，以控制该拨水件振动或摆动，而驱动流体于该导流通道内流动，从而达到流控的目的。

Description

一种流体驱动装置及其应用的尿液引流结构

技术领域

本申请实施例涉及一种流体驱动装置。

背景技术

当前驱动液体在管路中的流动的方法多大都是通过在管路的一顶端或或中间的位置形成高压或负压，并配合多是使用各种液泵而达到这一目的成。但是用使用液泵作为驱动动力在管路内部所形成的高压或负压会对液体管路造成不利影响，例如，会将柔软的管路撑开或吸瘪。另外，液泵的结构一般较为复杂，体积较大，不适用一些空间受限的情况。

因此，如何设计一种液体驱动装置以解决现有技术中存在的前述问题，即为本申请亟待解决的技术课题。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本申请的主要目的为提供一种流体驱动装置及其应用的尿液引流结构，可驱动流体朝特定方向流动。

本申请的另一目的在于提供一种流体驱动装置，具有体积小、结构简单的特点。

本申请的流体驱动装置，包括：一本体，其内部设有一导流通道；至少一拨水件，其附着于该导流通道的内表面；一动力件，用于提供动力，以令该拨水件振动或摆动而驱动流体于该导流通道内流动；以及一控制单元，用 于通过控制该动力件所提供的该动力的强度，而控制该拨水件振动或摆动的幅度以及频率。

在本申请实施例中，该本体为两端贯通的一管件。

在本申请实施例中，该本体的两端分别连通流体管路，该本体与该流体管路以套接、卡接、粘接以及螺纹连接中的任意一种方式相互连通。

在本申请实施例中，该本体与该流体管路以软连接的方式相互连通。

在本申请实施例中，该本体为一容器。

在本申请实施例中，该拨水件的组成材料为纤毛、膜片以及鳞片的其中至少一者。

在本申请实施例中，该拨水件的截面形状为圆形、椭圆形、矩形、圆角矩形、三角形、月牙形或其组合。

在本申请实施例中，该拨水件以倾斜方式附着于该导流通道的内表面。

在本申请实施例中，该拨水件与该导流通道的内表面的倾斜角度介于5°到89°之间。

在本申请实施例中，该拨水件为至少两组，且各组拨水件于该组成材料、截面形状、或倾斜角度中的至少一者为不同。

在本申请实施例中，该动力件为振动器。优选的，该振动器为振动马达、气动振动器、液动振动器或压电振动器。

在本申请实施例中，该动力件为电磁线圈或永磁体，该拨水件由磁性材料或包含磁性材料的复合材料所制成，且磁性材料为铁质材料、永磁材料、软磁材料或超顺磁材料。

在本申请实施例中，该动力件设置于该本体的表面、该本体的内部、或导流通道的端部。

在本申请实施例中，该流体驱动装置还包括一传感器，用于感测该导流通道内的该流体的残留量及/或流速，并输出对应的感测值；且该控制单元还用于根据该感测值，输出该控制讯号以调整该动力件所提供的该动力的强度， 从而控制该拨水件振动或摆动的幅度以及频率，以控制该流体于该导流通道内的流向以及流速。

在本申请实施例中，该控制单元为安装于一电子设备中的一流体驱动控制程序。

在本申请实施例中，该控制单元是以有线或无线方式通讯该传感器及/或该动力件。

此外，本申请还提供一种搭配如所述的流体驱动装置所制成的尿液引流结构，其特征在于，透过将该流体驱动装置的本体与导流通道插入输尿管的末端，透过动力件的磁性驱动力而驱动该拨水件振动或摆动，进而将滞留于该输尿管的末端的尿液排出。

由以上技术方案可见，本发明的流体驱动装置通过于导流通道的内表面附着拨水件，并利用动力件驱动拨水件振动或摆动，以驱使流体于该导流通道内流动，并可通过控制拨水件振动或摆动的幅度以及频率，而控制流体于该导流通道内的流向及流速，从而达到流控的目的。与现有技术相比，本申请的有益效果具体如下：

(1)采用拨水件的振动或摆动驱动液体，不会在导流通道的局部产生较大负压。

(2)本申请的流体驱动装置的结构设计简单，易于实现微型化，更适用于窄小的人体管腔。

(3)拨水件的振动或摆动方式及幅度能够通过外部电流控制，从而实现多样化的流体驱动方式。

此外，本申请所提供的尿液引流结构通过搭配该流体驱动装置，能够促进输尿管末端的滞留的尿液排出，具有排尿平缓、流量易控的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的流体驱动装置的整体结构示意图；

图2至图4为本申请的拨水件的各种实施例的剖面图；

图5为本申请的拨水件的截面形状的各种实施例示意图；

图6A及图6B为本申请的流体驱动装置的第一实施例的示意图；

图7为本申请的流体驱动装置的第二实施例的示意图；以及

图8为本申请的流体驱动装置的第三实施例的示意图。

元件标号

1 流体驱动装置

11 本体

111 导流通道

12 拨水件

12a,12b,12c,12d,12e,12f 拨水件的截面形状

121,122,123 膜片

13 动力件

131 压电陶瓷振动器

132 振动器

133 电磁线圈

15 控制单元

2 流体管路

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如「上」、「第一」、「第二」及「一」等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。

图1为本申请的流体驱动装置的第一实施例的整体结构示意图，图2至图4为本申请的流体驱动装置的各种拨水件的示意图。如图所示，本申请的流体驱动装置1主要包括有一本体11、至少一拨水件12、一动力件(未示出)、以及一控制单元(未示出)。

请配合参阅图2至图4，该本体11的内部设有一导流通道111，于具体的实施例中，该本体11为一管件，其两端贯通以供流体通过。然并不以此为限，该本体11亦可为一容器，例如非圆筒状的一槽体(如图7所示)。请配合参阅图1，于本案的实施例中，该本体11(即管件)的两端分别连通流体管路2，且本体11与流体管路2之间可以各种方式相互连通，例如套接、卡接、粘接、螺纹连接，然并不以此为限，其他各种连通方式均可适用于本案。于另一实施例中，该本体11与流体管路2之间还可以软连接的方式相互连通，以防止将该本体11所受到的振动传递给流体管路2(如图1所示)。

该拨水件12附着于该导流通道111的内表面(也就是导流通道111的内管壁)。于具体的实施例中，该拨水件12的组成材料可例如为膜片(如图2所示)、纤毛(如图3所示)或鳞片(如图4所示)中的任意一种，其中 纤毛适用于粘稠度较小的流体，而膜片则更适用于具有粘稠度较大的流体。请配合参阅图5，本申请的拨水件12的截面形状亦可设计为各种形状，例如圆形(12a)、椭圆形(12b)、矩形(12c)、圆角矩形(12d)、三角形(12e)、月牙形(12f)或其组合。该拨水件12可以倾斜方式附着于该导流通道11的内表面，较佳者，该拨水件12与该导流通道111的内表面的倾斜角度介于5°至89°之间，较佳者，可设置为30°至45°之间。

于其他的实施例中，于同一导流通道111内还可同时设置至少两组的拨水件12。较佳者，各组拨水件12在组成材料、截面形状、或倾斜角度中的至少一个方面是不同的。例如，各组拨水件12的组成不限于一种形式或材料，当该拨水件12是由纤毛所制成时，各组拨水件12可以使用同一种的纤毛，也可以使用两种或两种以上的纤毛，所谓不同的纤毛是指纤毛的材质或形状有所不同。

请配合参阅图6A至图8，该动力件用于提供动力，以令该拨水件12振动或摆动，从而驱动流体于该导流通道111内流动。较佳者，该动力件还通过控制该拨水件12振动或摆动的幅度以及频率，而实现控制该流体于该导流通道111内的流向以及流速的目的(请容后详述)。于具体的实施例中，该动力件为振动器，包括但不限于振动马达、气动振动器、液动振动器或压电振动器。于其他的实施例中，该动力件也可为电磁线圈或永磁体，相应的，该拨水件12可设计为由磁性材料或包含磁性材料的复合材料所制成，且该磁性材料为铁质材料、永磁材料、软磁材料或超顺磁材料。此外，该动力件可设置于该本体11的表面(如图6A,图6B及图7所示)、该本体11的内部、或该导流通道111的端部(如图8所示)。

该控制单元15用于通过控制该动力件所提供的该动力的强度，而控制该拨水件12振动或摆动的幅度以及频率。

于具体的实施例中，该流体驱动装置1还包括一传感器(未予图示)，其用于感测该导流通道111内的该流体的残留量及/或流速，并输出对应的 感测值；该控制单元15还用于根据该感测值，输出该控制讯号以调整该动力件所提供的该动力的强度，从而控制该拨水件12振动或摆动的幅度以及频率，以控制该流体于该导流通道内的流向以及流速。需说明的是，该传感器14所感测的项目并不以残留量及/或流速为限，亦可根据实际需求进行调整。

于具体实施例中，该控制单元15可以有线或无线的方式与该传感器14及/或该动力件通讯连接，优选的，可采用蓝牙、WIFI等无线方式通讯连接该传感器14及/或该动力件。该控制单元15可例如为安装于一电子设备(未予图示)中的一流体驱动控制程序，其中该电子设备可以是电脑、智能手机、或其他类型的电子产品，而该流体驱动控制程序则是安装于该电子设备中的一个软件控制程序，如安装于智能手机中的一个APP程序，并可以由操作人员预先在该流体驱动控制程序中进行设置相应的控制参数，以令控制单元15根据该设置的控制参数输出该控制讯号。

具体而言，该控制参数可包括该导流通道111内可残留的流体量的合理数值，该传感器14可用于感测流体通道111内流体的流体量，并将感测值传送至该控制单元15，当该控制单元15根据该感测值以及该设定的合理数值，于判断该流体量大于该合理数值时，即代表该流体通道111内当前残留有大量的流体未予排出，则输出该控制讯号以启动该动力件提供动力，从而驱动该拨水件12作动以排出该流体通道111内残留的流体。

又如，该控制参数还可包括该导流通道111内流体的残留量以及流速的设定值，该传感器14可用于感测流体通道111内流体的流体量以及流速，并将感测值传送至该控制单元15，当该控制单元15根据该感测值以及该残留量及流速的设定值，于判断该流体通道111内当前的残留量较大，然而流速相对较慢时，即输出该控制讯号以令该动力件所输出的动力增加，从而调整该拨水件12振动或摆动的幅度以及频率，以加速该流体于该导流通道111内流速，从而达到快速排水的目的。

以下将配合多种实施形态，详细说明该流体驱动装置1的技术原理。

实施例1

请配合参阅图6A及图6B，于本申请的第一实施例中，该动力件可为压电陶瓷振动器131，该压电陶瓷振动器131具有多个，并可以等间隔的形式粘贴于本体(管件)11的外表面，该拨水件12为排布于该导流通道111内表面的膜片121，该膜片121具有一定的韧性。如图6A所示，于导流通道111中设有多组膜片121，各组膜片121为轴向均匀的布置在管件11的内表面，而每组膜片121亦沿着管件11的内表面圆周均匀布置(如图6B所示)，每个膜片121与导流通道111的内表面具有相同的倾斜角度，优选的，该倾斜角度可设置为5°至89°之间。当该控制单元15驱动压电陶瓷振动器131动作时，压电陶瓷振动器131会带动管件11和膜片121一起左右振动，膜片121的左右振动会拨动导流通道111内的流体流动，由于膜片121与导流通道111的内表面不垂直，因此，对流体的左右拨动的幅度会有差别，从而使得流体在导流通道111内定向的流动。通过控制单元15根据感测值所输出的对应的控制讯号(也就是给压电陶瓷振动器131施加不同的驱动信号)，能够控制压电陶瓷振动器131振动幅度和频率，即可以控制膜片121的振动状态，从而驱动流体在不同的流速下流动。

本实施例中所采用的压电陶瓷振动器131可以减小整个流体驱动装置1的体积，可适用于空间较为狭小的人体管腔，如驱动血管中血液的流动。导流通道111两端与血管密封连接，膜片121的振动能够驱动血液在导流通道111内定向流动，并且血液的流速能够通过控制单元15调节。

实施例2

请参阅图7，于本申请的第二实施例中，本发明提供的流体驱动装置应用于水体的输送。该动力件为一振动器132，该振动器132例如为振动马达、气动振动器、液动振动器、压电振动器，然并不以此为限。该本体11为可供水体流动的槽型容器，该拨水件12为具有一定韧性的膜片122。该振动器 132固定于槽型容器11的外壁，该膜片122均匀布置在槽型容器11的内壁。该膜片122与槽型容器111的内壁具有一定的倾角，倾角的优选倾斜角度为5°至89°之间。当该控制单元15驱动该振动器132振动时，振动器132会带动槽型容器11与膜片122一起左右振动，膜片122的左右振动会拨动槽型容器11内的水体流动，由于膜片122与槽型容器11的内表面不垂直，因此，膜片122对于水体左右拨动的幅度会有差别，从而使水体在槽型容器11中定向的流动。此外，设置于槽型容器11内壁不同位置的膜片122的种类及数量能够根据需要进行调整，此外，该振动器132的振动频率也能够通过控制单元15所输出的控制讯号加以控制，从而使膜片122能以多种方式拨动水体流动，以调节水体的流速。

采用上述方式驱动水流动具有结构简单、水流平缓的特点，为了增大水流速度，该槽型容器111的外壁和内部均可以设置振动器132，且振动器的数量不限于一个。

实施例3

请参阅图8，于本申请的第三实施例中，该动力件为一电磁线圈133(亦可设计为永磁体)，其可仅设置于该本体11的一端，亦可分别设置于该本体11的两端，较佳者，电磁线圈133的轴线与导流通道111的轴线重合。该电磁线圈133可产生强度大小可变的磁场。该拨水件12为具有韧性的且含有磁性材质的磁性膜片123，并排布于该导流通道111的内表面，该磁性膜片123由磁性材料或包含磁性材料的复合材料制成。该磁性材料为能够与磁场发生作用的材料，包括但不限于铁质材料、永磁材料、软磁材料。优选的，该拨水件12为超顺磁材料的膜片123。

该电磁线圈133所产生的可控磁场在当磁场强度增大时能够吸引该导流通道111内的磁性膜片123朝同一方向弯曲，并当磁场强度减小或消失时，磁性膜片123由于自身的韧性而恢复至初始状态，藉此可通过控制磁场强度 的大小使得磁性膜片123按照特定的规律摆动，从而驱动导流通道111内的流体流动。

具体而言，该电磁线圈133设置于该导流通道111的右端，其能够在外加电流的作用下产生平行于轴线的磁力，该电磁线圈133通过接通电流以产生磁力，在磁力的作用下导流通道111内的磁性膜片123会向右摆动并弯曲，通过磁性膜片123的向右摆动而带动流体向右流动。当逐渐减小电磁线圈133的电流时，则电磁线圈133的磁力逐渐减弱，磁性膜片123会由于其自身的韧性而恢复至初始状态，从而完成一次循环。通过控制电流的强弱，使得磁性膜片123不断地往复运动，从而驱动导流通道111内的流体向右流动。

该实施例所提供的流体驱动装置具有流动平缓、导流通道负压小、结构简单等特点，可应用于输尿管皮肤造口患者的尿液引流。将该本体及导流通道通过皮肤造口插入输尿管末端，电磁线圈留置于皮肤造口外部。当磁性膜片在电磁线圈的驱动下摆动时，能够将输尿管末端的滞留的尿液排出，其过程类似于输尿管自身的蠕动排尿。本液体驱动装置应用在输尿管皮肤造口的患者，具有排尿平缓、流量易控的特点，能够有效防止因尿液积聚引起的造口溃烂等病症。

综合上述，本申请的流体驱动装置通过于导流通道的内表面附着拨水件，并利用动力件控制拨水件振动或摆动以驱动流体于该导流通道内流动，并可通过控制拨水件振动或摆动的幅度以及频率，而控制流体于该导流通道内的流向及流速，从而达到流控的目的。此外，本申请的流体驱动装置的结构简单，易于实现微型化，可广泛应用于各类技术领域，尤其适用于医疗器械领域。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使 相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种流体驱动装置，包括：

一本体，其内部设有一导流通道；

至少一拨水件，其附着于该导流通道的内表面；

一动力件，用于提供动力，以令该拨水件振动或摆动而驱动流体于该导流通道内流动；以及

一控制单元，用于通过控制该动力件所提供的该动力的强度，而控制该拨水件振动或摆动的幅度以及频率。

2.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，该本体为两端贯通的一管件。

3.根据权利要求2所述的流体驱动装置，其特征在于，该本体的两端分别连通流体管路，该本体与该流体管路以套接、卡接、粘接以及螺纹连接中的任意一种方式相互连通。

4.根据权利要求3所述的流体驱动装置，其特征在于，该本体与该流体管路以软连接的方式相互连通。

5.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，该本体为一容器。

6.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，该拨水件的组成材料为纤毛、膜片以及鳞片的其中至少一者。

7.根据权利要求6所述的流体驱动装置，其特征在于，该拨水件的截面形状为圆形、椭圆形、矩形、圆角矩形、三角形、月牙形或其组合。

8.根据权利要求7所述的流体驱动装置，其特征在于，该拨水件以倾斜方式附着于该导流通道的内表面。

9.根据权利要求8所述的流体驱动装置，其特征在于，该拨水件与该导流通道的内表面的倾斜角度介于5°至89°之间。

10.根据权利要求9所述的流体驱动装置，其特征在于，该拨水件为至少两组，且各组拨水件于该组成材料、截面形状、或倾斜角度中的至少一者为不同。

11.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，该动力件为振动器。

12.根据权利要求11所述的流体驱动装置，其特征在于，该振动器为振动马达、气动振动器、液动振动器或压电振动器。

13.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，该动力件为电磁线圈或永磁体，该拨水件由磁性材料或包含磁性材料的复合材料所制成，且该磁性材料为铁质材料、永磁材料、软磁材料或超顺磁材料，以透过该动力件所提供的磁性驱动力而驱动该拨水件振动或摆动。

14.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，该动力件设置于该本体的表面、该本体的内部、或导流通道的端部。

15.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，该流体驱动装置还包括：

一传感器，用于感测该导流通道内的该流体的残留量及/或流速，并输出对应的感测值；且其中，

该控制单元还用于根据该感测值，输出该控制讯号以调整该动力件所提供的该动力的强度，从而控制该拨水件振动或摆动的幅度以及频率，以控制该流体于该导流通道内的流向以及流速。

16.根据权利要求15所述的流体驱动装置，其特征在于，该控制单元为安装于一电子设备中的一流体驱动控制程序。

17.根据权利要求16所述的流体驱动装置，其特征在于，该控制单元是以有线或无线方式通讯该传感器及/或该动力件。

18.一种搭配如权利要求13所述的流体驱动装置所制成的尿液引流结构，其特征在于，透过将该流体驱动装置的本体与导流通道插入输尿管的末端，透过动力件的磁性驱动力而驱动该拨水件振动或摆动，进而将滞留于该输尿管的末端的尿液排出。