CN110623828A - 一种永磁动圈式冲击波发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁动圈式冲击波发生装置，包括：杯体、水囊、振膜、永磁体和线圈，所述水囊设置于所述杯体上，所述振膜设置于所述水囊下方，所述线圈固定设置于所述振膜下方；所述永磁体设置于所述杯体内，并设置于所述振膜下方；所述线圈在通电时，产生一个与所述永磁体极性方向相同的磁场。本发明所述线圈在通电时，在永磁体的磁场作用下，受到方向为所述线圈中轴线向上的推力；所述线圈固定设置于所述振膜下方，使得所述振膜能够在线圈的驱动下产生脉冲振动，形成冲击波；由于采用永磁体，磁通密度大，线圈的感生磁场与永磁体相互作用强烈，动能转化效率高，产生冲击波的效果显著，能够有效延长产品的使用寿命，并提高产品的可靠性和安全性。

Description

一种永磁动圈式冲击波发生装置

技术领域

本发明涉及一种医用冲击波发生装置，尤其涉及一种永磁动圈式冲击波发生装置。

背景技术

冲击波是在气体或液体中的某一局限空间内突然释放而产生的机械波，其实质是一种能量的传递过程，如今已被广泛应用于临床医学中，主要用于治疗泌尿系结石、肝胆系结石、骨折不愈合、股骨头坏死、无菌性软组织损伤及其引起的疼痛、勃起功能障碍和心血管功能等疾病。现有的电磁式冲击波源由杯体、电磁盘、透镜和水囊组成。电磁盘固定安装在杯体底部，作为发生冲击波的器件；杯体中间设置有透镜，作为改变冲击波传播方向的器件；杯体上设置有水囊，杯体内充水作为冲击波传导的介质。这种冲击波技术的核心部件电磁盘，由瓷盘、线圈、绝缘层、金属振膜和橡胶膜组成。线圈采用圆盘式的绕法，线圈固定在瓷盘上，线圈的上设有绝缘层，绝缘层上方设有金属振膜，金属振膜上方设有橡胶膜，橡胶膜将线圈、绝缘层和金属振膜压紧。对线圈输入脉冲电流后，线圈产生磁场。根据楞次定律，振膜生产的感生磁场使得金属振膜在线圈磁场增大时，受到方向垂直于线圈中轴线向外的推力；在线圈磁场减小时，金属振膜受到方向垂直于线圈中轴线向内的拉力。每次脉冲电流经过线圈，振膜由于上下振动产生一个冲击波。

但是现有技术的冲击波振动能量对电流和电压的要求高，使得其使用寿命和可靠性有相应的局限性，此为其一；其二，由于现有技术的电磁式冲击波源的脉冲电流较大，且线圈贴近振膜设置，那么其发热所产生的热量就会被直接传递到传播介质（比如：水）中，进而传递到人体，因此，需要在水囊内设置水循环系统以实现散热；其三、现有技术中的电磁式冲击波源对配套的电源要求也比较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够产生更大的能量，进而能够有效延长产品使用寿命和提高产品可靠性能的永磁动圈式冲击波发生装置，进而还能够进一步降低对配套的电源和系统配置要求。

对此，本发明提供一种永磁动圈式冲击波发生装置，包括：杯体、水囊、振膜、永磁体和线圈，所述水囊设置于所述杯体上，所述振膜设置于所述水囊下方，所述水囊与所述振膜之间的空腔注满冲击波传导介质；所述永磁体的上部设置有空槽，所述线圈固定设置于所述振膜下方并置于所述永磁体的空槽内；所述永磁体设置于所述杯体内，并设置于所述振膜下方；所述线圈在通电时，产生一个与所述永磁体极性方向相同的磁场。

本发明的进一步改进在于，所述振膜下方设置有线圈基座，所述线圈缠绕设置于所述线圈基座上。

本发明的进一步改进在于，所述空槽为用于容纳所述线圈和线圈基座的环形空槽。

本发明的进一步改进在于，所述线圈基座为空心柱体基座，所述空心柱体基座的高度小于所述振膜和所述环形空槽底部之间的距离。

本发明的进一步改进在于，所述线圈及线圈基座设置于所述永磁体的空槽间隙内，且不与所述永磁体触碰。

本发明的进一步改进在于，所述杯体内部设置有放置台阶，所述永磁体通过所述放置台阶设置于所述杯体内。

本发明的进一步改进所述的永磁动圈式冲击波发生装置，所述振膜的上表面为凸曲面，用于产生发散的冲击波束。

本发明的进一步改进在于，所述振膜的上表面为平面，用于产生平行于所述振膜中轴线的冲击波束。

本发明的进一步改进在于，所述振膜的上表面为凹曲面，用于产生汇聚的冲击波束。

本发明的进一步改进在于，所述振膜的上表面为球冠曲面，用于产生在球心处聚焦的冲击波。

本发明的进一步改进在于，所述振膜的上表面为圆柱体切面曲面，用于产生圆柱体中心轴上的线聚焦的冲击波。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：在所述线圈通电时，所述线圈产生一个与所述永磁体极性方向相同的磁场，所述线圈在所述永磁体的磁场作用下，受到方向为所述线圈中轴线向上的推力；而所述线圈固定设置于所述振膜下方，使得所述振膜能够在线圈的驱动下产生脉冲振动，形成冲击波；由于本发明采用的是永磁体，且所述线圈优选缠绕设置于所述永磁体的环形空槽中，磁通密度大，所述线圈的感生磁场与所述永磁体相互作用强烈，动能转化效率高，产生冲击波的效果显著，因此，获得相同的动能所需要的脉冲电流更小，进而，得以有效延长产品的使用寿命，并提高产品的可靠性和安全性，对于外部配套的电源和系统配置要求也更小。

在此基础上，所述线圈优选缠绕设置于所述线圈基座上，与所述振膜直接接触的面积很小，甚至于可以不直接接触，且由于所述需要的脉冲电流更小，因此，所述线圈产生的热量也大幅减小，而振膜是不发热的，因此，所述水囊包裹的内部就不再需要水循环系统实现散热。

加之，还可以进一步将作用于所述线圈的脉冲电能设置为可调节，从而调节冲击波能量的大小，能够根据不同的患者和适应症来选择合适冲击波能量；由于所述振膜的物理形状可以改变，采用凸面、平面、凹面、球冠面、圆柱体切面可分别产生发散、直线、汇聚、点聚焦、线聚焦的冲击波波束，以达到不同的治疗应用目的。

附图说明

图1是本发明一种实施例的剖面结构示意图；

图2是本发明一种实施例的立体结构示意图；

图3是本发明一种实施例中振膜的上表面为凸曲面的结构示意图；

图4是本发明一种实施例中振膜的上表面为凹曲面的结构示意图；

图5是本发明一种实施例中振膜的上表面为球冠曲面的结构示意图；

图6是本发明一种实施例中振膜的上表面为圆柱体切面曲面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本例提供一种永磁动圈式冲击波发生装置，包括：杯体1、水囊2、振膜3、永磁体4和线圈5，所述水囊2设置于所述杯体1上，所述振膜3设置于所述水囊2下方，所述水囊2与所述振膜3之间的空腔注满冲击波传导介质；所述永磁体4的上部设置有空槽7，所述线圈5固定设置于所述振膜3下方并置于所述永磁体4的空槽7内；所述永磁体4设置于所述杯体1内，并设置于所述振膜3下方；所述线圈5在通电时，产生一个与所述永磁体4极性方向相同的磁场。

本例所述水囊2用于装传导介质8，所述传导介质8可以是水或是其他液体；所述永磁体4为用永磁材料制成的。在所述线圈5通电时，所述线圈5将产生一个与所述永磁体4极性方向相同的磁场，由于同性相斥的原理，所述线圈5在所述永磁体4的磁场作用下，受到方向为所述线圈5中轴线向上的推力；而所述线圈5固定设置于所述振膜3下方，使得所述振膜3能够在线圈5的带动下产生脉冲振动，形成冲击波。

也就是说，在实际应用中，只需要对所述线圈5输入脉冲电流，所述永磁体4受力在电流脉冲上升沿时会逐渐增大；当电流脉冲达到峰值时，所述线圈5的磁场最强，所述线圈5受力最大；电流脉冲下降时，所述线圈5的磁场逐渐减弱，所述线圈5的受力逐渐减小，所述振膜3的振动能量也逐渐减小。而所述线圈5与所述振膜3固定连接，所述振膜3在所述线圈5的带动下产生脉冲振动，形成能量远超现有技术的冲击波。

如图1和图2所示，本例所述振膜3下方设置有线圈基座6，所述线圈5缠绕设置于所述线圈基座6上。

值得一提的是，本例所述线圈5优选缠绕设置于所述线圈基座6上，与所述振膜3直接接触的面积很小，甚至于可以不直接接触，且由于所述需要的脉冲电流更小，因此，所述线圈5产生的热量也大幅减小，而振膜3是不发热的，因此，所述水囊2包裹的内部就不再需要水循环系统实现散热。因此，与现有技术中需要通过水囊中的水及其水循环系统来实现传导和散热效果相比，本申请所述传导介质8仅仅只需要用于实现传导效果，整个产品在结构上要比现有技术简单很多，成本更低，并且也有利于安装和维护；在此基础上，由于不再需要水循环实现散热，还能够再进一步延长产品的使用寿命，并提高产品的可靠性能。

如图1和图2所示，本例所述永磁体4的上部设置有用于容纳所述线圈5和线圈基座6的环形空槽，即所述空槽7优选为用于容纳所述线圈5和线圈基座6的环形空槽，所述环形空槽指的是一个头尾相连的环状的空槽，优选为圆环空槽。

也就是说，所述线圈5是被包围式设置于所述永磁体4上，因此，磁感线会更加集中，磁场相互作用更加强烈，电磁能和动能之间的转化效率也更高，获得相同的动能所需要的脉冲电流更小，进而，得以有效延长产品的使用寿命，并提高产品的可靠性能和安全性，对于外部配套的电源要求也更小；另一方面，由于需要的脉冲电流更小，所述线圈5所产生的热量也很小，不会对人体造成损伤，因此，所述水囊2包裹的内部就不再需要水循环系统实现散热，这样也能够进一步延长产品的使用寿命，并提高产品的可靠性能和安全性。

本例所述线圈基座6为空心柱体基座，所述空心柱体基座的高度小于所述振膜3和所述环形空槽底部之间的距离。所述空心柱体基座优选为圆环式的空心柱体基座，所述空心柱体基座的高度小于所述振膜3和所述环形空槽底部之间的距离，便于将所述线圈基座6直接插入至所述环形空槽中，在实际应用中，所述线圈基座6不仅仅限制于圆环式的空心柱体基座，还可以是其他形状；相应的，所述环形空槽的形状只要跟所述线圈基座6相配套，能够将所述线圈5和线圈基座6套设于所述环形空槽里面，就可以了。本例所述线圈基座6优选设置为圆环式的空心柱体基座，因为这样的结构最简单，也便于上下方向的运动。

优选的，本例所述线圈5及线圈基座6设置于所述永磁体4的空槽7的间隙内，且不与所述永磁体4触碰，避免对脉冲振动产生影响，保证所述永磁动圈式冲击波发生装置的正常工作。

如图1所示，本例所述杯体1内部设置有放置台阶9，所述永磁体4通过所述放置台阶9设置于所述杯体1内。本例所述永磁体4的上平面等于或低于所述线圈5高度的中点。也就是说，所述永磁体4不超过所述线圈5的中段，这样设计的理由在于，所述永磁体4如果超过所述线圈5的中段，那么，高于所述线圈5的高度中点的永磁体4会对所述线圈5起到反方向作用力，进而削弱所述线圈5向上的作用力，本例避免了这种消极的情形，能够有效提高其操控性。

值得一提的是，本例所述振膜3的上表面不仅仅局限于图1和图2的这种平面，可以通过替换成不同上表面的振膜3来达到不同的治疗目的；优选的，如图3所示，本例所述振膜3的上表面可以为凸曲面，表面为凸曲面的振膜3能够用于产生发散的冲击波束，进而能够有效用于除皱、治疗软组织等疾病，便于为需要发散冲击波束的冲击波发生装置提供基础。如图1和图2所示，本例所述振膜3的上表面可以为平面，用于产生平行于所述振膜3中轴线的冲击波束，为需要平行冲击波束的冲击波发生装置提供基础，比如用于治疗勃起功能障碍等。如图4所示，本例所述振膜3的上表面可以为凹曲面，上表面为凹曲面的振膜3能够用于产生汇聚的冲击波束，为需要汇聚冲击波束的冲击波发生装置提供基础，即提供介于平行和聚焦之间的冲击波。如图5所示，本例所述振膜3的上表面为球冠曲面，上表面为球冠曲面（即球形曲面）的振膜3能够用于产生在球心处聚焦的冲击波，进而能够用于治疗泌尿系结石、阴茎硬结症、股骨头坏死、骨不连和冠心病等。如图6所示，本例所述振膜3的上表面为圆柱体切面曲面，即所述振膜3的上表面类似于圆柱体中切出来的一个弧形切面，在该圆柱体中切出来的一个弧形切面的圆柱体中心处，会产生圆柱体中心轴上的线聚焦，进而能够用于产生线聚焦的冲击波，非常适合用于治疗男性勃起功能障碍以及其他需要特定长度的线聚焦治疗的疾病。。

加之，还可以进一步将作用于所述线圈5的脉冲电能设置为可调节，从而调节冲击波能量的大小，能够根据不同的患者和适应症来选择合适冲击波能量；由于所述振膜3的物理形状可以改变，采用凸面、平面、凹面、球冠面、圆柱体切面可分别产生发散、直线、汇聚、点聚焦和线聚焦的冲击波波束，以达到不同的治疗应用目的。

综上所述，本例在所述线圈5通电时，所述线圈5产生一个与所述永磁体4极性方向相同的磁场，所述线圈5在所述永磁体4的磁场作用下，受到方向为所述线圈5中轴线向上的推力；而所述线圈5固定设置于所述振膜3下方，使得所述振膜3能够在线圈5的驱动下产生脉冲振动，形成冲击波；由于本例采用的是永磁体4，且所述线圈5优选缠绕设置于所述永磁体4的环形空槽中，磁通密度大，所述线圈5的感生磁场与所述永磁体4相互作用强烈，动能转化效率高，产生冲击波的效果显著，因此，获得相同的动能所需要的脉冲电流更小，进而，得以有效延长产品的使用寿命，并提高产品的可靠性和安全性，对于外部配套的电源要求也更小。

在此基础上，所述线圈5优选缠绕设置于所述线圈基座6上，不与所述振膜3直接接触，且由于所述需要的脉冲电流更小，因此，所述线圈5产生的热量也大幅减小，而振膜3是不发热的，因此，所述水囊2包裹的内部就不再需要水循环系统实现散热。

加之，还可以进一步将作用于所述线圈5的脉冲电能设置为可调节，从而调节冲击波能量的大小，能够根据不同的患者和适应症来选择合适冲击波能量；由于所述振膜3的物理形状可以改变，采用凸面、平面、凹面、球冠面、圆柱体切面可分别产生发散、直线、汇聚、点聚焦、线聚焦的冲击波波束，以达到不同的治疗应用目的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，包括：杯体、水囊、振膜、永磁体和线圈，所述水囊设置于所述杯体上，所述振膜设置于所述水囊下方，所述水囊与所述振膜之间的空腔注满冲击波传导介质；所述永磁体的上部设置有空槽，所述线圈固定设置于所述振膜下方并置于所述永磁体的空槽内；所述永磁体设置于所述杯体内，并设置于所述振膜下方；所述线圈在通电时，产生一个与所述永磁体极性方向相同的磁场。

2.根据权利要求1所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述振膜下方设置有线圈基座，所述线圈缠绕设置于所述线圈基座上。

3.根据权利要求2所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述空槽为用于容纳所述线圈和线圈基座的环形空槽。

4.根据权利要求3所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述线圈基座为空心柱体基座，所述空心柱体基座的高度小于所述振膜和所述环形空槽底部之间的距离。

5.根据权利要求2所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述线圈及线圈基座设置于所述永磁体的空槽间隙内，且不与所述永磁体触碰。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述杯体内部设置有放置台阶，所述永磁体通过所述放置台阶设置于所述杯体内。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述振膜的上表面为凸曲面，用于产生发散的冲击波束。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述振膜的上表面为平面，用于产生平行于所述振膜中轴线的冲击波束。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述振膜的上表面为凹曲面，用于产生汇聚的冲击波束。

10.根据权利要求1至5任意一项所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述振膜的上表面为球冠曲面，用于产生在球心处聚焦的冲击波。

11.根据权利要求1至5任意一项所述的永磁动圈式冲击波发生装置，其特征在于，所述振膜的上表面为圆柱体切面曲面，用于产生圆柱体中心轴上的线聚焦的冲击波。