CN110712073B - 电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机。该研磨抛光机包括旋转磁极移动传动装置、旋转磁极装置、血管支架管材夹持与送料装置、机座和数控系统。其中旋转磁极装置的磁极滚筒内有一对正负极相对的永磁铁磁极对，磁极表面开有微小沟槽，磁隙大小由螺纹杆调节，旋转磁极装置两端安装有形状和尺寸相同的导向座。本磁粒研磨抛光机能够对不同材质、不同长度、不同孔径的血管支架管材进行内壁表层去除和抛光，快速去除内壁表面存在的缺陷层，显著降低血管支架在植入血管后对病人产生毒副作用、血流物沉积、血栓和血管再狭窄、堵塞等现象的发生。该发明同时适用于各种超细长管材内壁表面的均匀微量去除和镜面抛光加工。

Description

电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机

技术领域

本发明属于超细长管材内壁表面均匀微量去除和镜面抛光加工领域，尤其是超细长血管支架管材内壁表面的缺陷层去除和镜面抛光。

背景技术

血管支架是指在管腔球囊扩张成形的基础上，在病变段置入内支架以达到支撑狭窄闭塞段血管，减少血管弹性回缩及再塑形，保持管腔血流通畅的目的。部分内支架还具有预防再狭窄的作用。主要分为冠脉支架、脑血管支架、肾动脉支架和大动脉支架等。

血管支架依照材质分为金属钽、医用不锈钢、镍钛合金、镁基合金和铁基合金等。血管支架应用临床治疗后取得了令人瞩目的疗效，但易导致血栓形成，支架内再狭窄、堵塞率高等。血管支架管材在制造过程中经常会产生具有毒副作用的变质和缺陷表层，而具有毒副作用的变质和缺陷表层是导致产生血流物沉积、血管炎症、血栓从而造成血管支架内再狭窄及堵塞的重要原因，同时血管支架内壁粗糙度高、光洁度低也是导致血流物沉积造成血管支架内再狭窄的重要原因之一。

已有的研究表明，去除血管支架管材内壁存在的变质和缺陷层、提高表面光洁度，提高血管支架内壁的表面完整性，能够显著降低血管支架在植入血管后对病人产生毒副作用、血流物沉积、血栓和血管再狭窄、堵塞等现象的发生。

目前国际上现有的各种血管支架管材长度大都在1.8m左右，由于此类细长管直径小、长度大，传统的抛光加工方法都无法实现其内壁表层的微量均匀去除和抛光，为此本专利发明人发明了本磁粒研磨抛光机，并在应用中取得了优异的效果。本磁粒研磨抛光机能够对不同材质、不同长度、不同孔径的血管支架管材进行内壁表层均匀微量去除和抛光，快速去除内壁的变质和缺陷表层，提高血管支架内壁的表面完整性，显著降低血管支架在植入血管后对病人产生毒副作用、血流物沉积、血栓和血管再狭窄、堵塞等现象的发生。

发明内容

针对血管支架管材内壁变质、缺陷层去除和抛光的难题，发明人发明了电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，本发明采用了以下技术方案：

1.电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其组成包括旋转磁极移动传动装置1、旋转磁极装置2、血管支架管材夹持与送料装置3、机座4和数控系统5；旋转磁极移动传动装置1由滑台101、同步带导轨102、限位开关103、步进电机104、电机法兰座105、联轴器和同步带106组成，同步带导轨102固定于机座4上，步进电机104通过电机法兰座105固定在同步带导轨102端部；滑台101安装于同步带导轨102上，并连接在同步带106上；旋转磁极装置2安装固定在滑台101上；限位开关103安装在同步带导轨102的两端，对滑台101的移动起限位作用；步进电机104通过联轴器驱动带轮转动带动同步带106运动，同步带106带动滑台101在同步带导轨102上做往复移动；

所述的旋转磁极装置2是由导向座201-1、201-2，磁极支座202，磁极滚筒前端盖203，固定套204，螺纹杆205，永磁铁磁极206，磁极滚筒207，磁极滚筒后端盖208，空心主轴直流无刷电动机支架209和空心主轴直流无刷电动机210组成，磁极滚筒前端盖203和磁极滚筒后端盖208同磁极滚筒207装配紧固；磁极滚筒后端盖208与空心主轴直流无刷电动机210主轴连接，空心主轴直流无刷电动机210带动磁极滚筒207转动；在磁极滚筒207内部，加工有内螺纹的固定套204通过粘结剂固定于永磁铁磁极206上，螺纹杆205穿过位于磁极滚筒207中间位置的孔与固定套204进行螺纹连接，通过转动螺纹杆205实现永磁铁磁极206在磁极滚筒207中运动，起动调节磁隙211大小的作用，从而实现对磁隙211间磁场强度的调节；旋转磁极装置2两端安装有形状和尺寸均相同的导向座201-1、201-2，对穿入磁极滚筒207的血管支架管材6起导向作用，保持血管支架管材6位于永磁铁磁极对磁隙211的中间部位；空心主轴直流无刷电动机210通过空心主轴直流无刷电动机支架209固定在磁极支座202上，滑台101与磁极支座202连接，使得旋转磁极移动传动装置1可以带动旋转磁极装置2做往复移动。

所述的血管支架管材夹持与送料装置3由后支座301，送料软管302，磁性磨料注射器303，磁性磨料注射器支架304，手紧式自锁夹头支架305-1、305-2，手紧式自锁夹头306-1、306-2，夹头支架与手动平移台连接板307，手动平移台滑台308，手动平移台旋钮309，丝杠310，手动平移台支座311和前支座312组成，前支座312安装有手动平移台，手紧式自锁夹头支架305-2通过夹头支架与手动平移台连接板307与手动平移台连接，后支座301固定有手紧式自锁夹头支架305-1，两个手紧式自锁夹头支架305-1、305-2均安装有手紧式自锁夹头306-1、306-2，血管支架管材6由两个手紧式自锁夹头306-1、306-2夹持；其中手动平移台由手动平移台滑台308、手动平移台旋钮309、丝杠310与手动平移台支座311组成，通过转动手动平移台旋钮(309)实现对血管支架管材6的拉紧。

所述的前支座312和后支座301均安装在机座4上，机座4上开有两条平行槽，前支座312固定，后支座301能够沿两条平行槽滑动，通过调整后支座301在机座4上的位置，从而调整后支座301与前支座312的距离，实现对不同长度血管支架管材6的安装；后支座301安装有送料装置，送料装置由磁性磨料注射器支架304、磁性磨料注射器303和送料软管302组成，磁性磨料注射器303固定于磁性磨料注射器支架304上，送料软管302连接磁性磨料注射器303出口和血管支架管材6管口，推动磁性磨料注射器303便可向血管支架管材6内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液。

所述的数控系统5能够实现旋转磁极装置2移动和磁极滚筒207内永磁铁磁极对转动的联动控制。

2.所述的电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其对血管支架管材6内壁进行微量去除和抛光时，首先将血管支架管材6从导向座201-1、201-2的导向孔穿过保持位于磁极对磁隙的中间位置，再在血管支架管材6内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液，血管支架管材6由血管支架管材夹持与送料装置3夹持并拉紧，最后由数控系统5通过控制旋转磁极移动传动装置1驱动旋转磁极装置2做往复运动，通过控制空心主轴直流无刷电动机210驱动磁极滚筒207做旋转运动，通过转动螺纹杆205控制磁极对磁隙211大小来控制磁隙211间磁场强度，从而使得装入血管支架管材6内的磁性磨料在磁场的作用下与血管支架管材6内壁发生相对运动，实现对血管支架管材6内壁的表层去除和抛光。

本发明与现有技术相比，其优点是：

1.由数控系统5控制空心主轴直流无刷电动机210驱动磁极滚筒207做旋转运动，控制旋转磁极装置2做直线运动，通过转动螺纹杆205调节磁极滚筒207内磁极对磁隙211大小来控制磁隙211间磁场强度，从而使得装入血管支架管材6内的磁性磨料在磁场的作用下与血管支架管材内壁6发生相对运动，并实现对血管支架管材6内壁的表层去除和抛光；

2.通过转动螺纹杆205调节磁极滚筒207内磁极对磁隙211大小来控制磁隙211间磁场强度，从而控制磁性磨料对血管支架管材6内壁的压力和切削力大小，采用大的磁场强度实现内壁表面变质和缺陷层的快速去除，采用小的磁场强度实现内壁表面的镜面抛光；

3.通过控制旋转磁极装置2往复运动和磁极滚筒207内永磁铁磁极对转动的速度，控制血管支架管材6内磁性磨料沿内壁的运动轨迹；

4.通过调整后支座301与前支座312的距离，从而实现对不同长度血管支架管材6的安装；通过调节手紧式自锁夹头306-1、306-2孔径的大小，实现不同直径血管支架管材6的夹持；

5.能够对不同材质、不同长度、不同孔径的血管支架管材6内壁表层进行同时加工；

6.适用于各种超细长管材内壁表面的均匀微量高效去除和高效镜面抛光加工。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图，其中：1-旋转磁极移动传动装置，2-旋转磁极装置，3-血管支架管材夹持与送料装置，4-机座，5-数控系统，6-血管支架管材。

图2为旋转磁极移动传动装置的结构示意图，其中：101-滑台，102-同步带导轨，103-限位开关，104-步进电机，105-电机法兰座，106-同步带。

图3为旋转磁极装置的结构示意图，其中：201-1、201-2-导向座，202-磁极支座，203-磁极滚筒前端盖，204-固定套，205-螺纹杆,206-永磁体磁极，207-磁极滚筒,208-磁极滚筒后端盖，209-空心主轴直流无刷电动机支架，210-空心主轴直流无刷电动机，211-磁隙。

图4为血管支架管材夹持与送料装置的结构示意图，其中：301-后支座，302-送料软管，303-磁性磨料注射器，304-磁性磨料注射器支架，305-1、305-2-手紧式自锁夹头支架，306-1、306-2-手紧式自锁夹头，307-夹头支架与手动平移台连接板，308-手动平移台滑台，309-手动平移台旋钮，310-丝杠，311-手动平移台支座，312-前支座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本发明的整体结构包括旋转磁极移动传动装置1、旋转磁极装置2、血管支架管材夹持与送料装置3、机座4和数控系统5。

如图2所示，旋转磁极移动传动装置1由滑台101、同步带导轨102、限位开关103、步进电机104、电机法兰座105、联轴器和同步带106组成，同步带导轨102固定于机座4上，步进电机104通过电机法兰座105固定在同步带导轨102端部；滑台101安装于同步带导轨102上，并连接在同步带106上；旋转磁极装置2安装固定在滑台101上；限位开关103安装在同步带导轨102的两端，对滑台101的移动起限位作用；步进电机104通过联轴器驱动带轮转动带动同步带106运动，同步带106带动滑台101在同步带导轨102上做往复移动。

如图3所示，所述的旋转磁极装置2是由导向座201-1、201-2，磁极支座202，磁极滚筒前端盖203，固定套204，螺纹杆205，永磁铁磁极206，磁极滚筒207，磁极滚筒后端盖208，空心主轴直流无刷电动机支架209和空心主轴直流无刷电动机210组成，磁极滚筒前端盖203和磁极滚筒后端盖208同磁极滚筒207装配紧固；磁极滚筒后端盖208与空心主轴直流无刷电动机210主轴连接，空心主轴直流无刷电动机210带动磁极滚筒207转动；在磁极滚筒207内部，加工有内螺纹的固定套204通过粘结剂固定于永磁铁磁极206上，螺纹杆205穿过位于磁极滚筒207中间位置的孔与固定套204进行螺纹连接，通过转动螺纹杆205实现永磁铁磁极206在磁极滚筒207中运动，起动调节磁隙211大小的作用，从而实现对磁隙211间磁场强度的调节；旋转磁极装置2两端安装有形状和尺寸均相同的导向座201-1、201-2，对穿入磁极滚筒207的血管支架管材6起导向作用，保持血管支架管材6位于永磁铁磁极对磁隙211的中间部位；空心主轴直流无刷电动机210通过空心主轴直流无刷电动机支架209固定在磁极支座202上，滑台101与磁极支座202连接，使得旋转磁极移动传动装置1可以带动旋转磁极装置2做往复移动。

如图4所示，所述的血管支架管材夹持与送料装置3由后支座301，送料软管302，磁性磨料注射器303，磁性磨料注射器支架304，手紧式自锁夹头支架305-1、305-2，手紧式自锁夹头306-1、306-2，夹头支架与手动平移台连接板307，手动平移台滑台308，手动平移台旋钮309，丝杠310，手动平移台支座311和前支座312组成，前支座312安装有手动平移台，手紧式自锁夹头支架305-2通过夹头支架与手动平移台连接板307与手动平移台连接，后支座301固定有手紧式自锁夹头支架305-1，两个手紧式自锁夹头支架305-1、305-2均安装有手紧式自锁夹头306-1、306-2，血管支架管材6由两个手紧式自锁夹头306-1、306-2夹持；其中手动平移台由手动平移台滑台308、手动平移台旋钮309、丝杠310与手动平移台支座311组成，通过转动手动平移台旋钮309实现对血管支架管材6的拉紧。前支座312和后支座301均安装在机座4上，机座4上开有两条平行槽，前支座312固定，后支座301能够沿两条平行槽滑动，通过调整后支座301在机座4上的位置，从而调整后支座301与前支座312的距离，实现对不同长度血管支架管材6的安装；后支座301安装有送料装置，送料装置由磁性磨料注射器支架304、磁性磨料注射器303和送料软管302组成，磁性磨料注射器303固定于磁性磨料注射器支架304上，送料软管302连接磁性磨料注射器303出口和血管支架管材6管口，推动磁性磨料注射器303便可向血管支架管材6内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液。

数控系统5能够实现旋转磁极装置2移动和磁极滚筒207内永磁铁磁极对转动的联动控制。

对血管支架管材内壁进行微量去除和抛光步骤如下：

1.将旋转磁极装置2移动到靠近后支座301的位置，将血管支架管材6从导向座201-1、201-2的导向孔穿过、保持位于永磁铁磁极对磁隙211的中间位置，再使血管支架管材6的一端靠近后支座301，另一端靠近前支座312，由手紧式自锁夹头306-2将靠近前支座312的一端夹持。

2.通过转动螺纹杆205使旋转磁极装置2的磁极滚筒207内磁极对磁隙211间达到一定的磁场强度，从靠近后支座301的血管支架管材6一端，通过磁性磨料注射器303向血管支架管材6内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液，并使悬浊液的位置位于磁隙211的中间部位，由磁极对吸住。

3.血管支架管材6由血管支架管材夹持与送料装置3夹持并拉紧。

4.按给定的转速控制空心主轴直流无刷电动机210驱动磁极滚筒207做旋转运动，同时按给定的移动速度控制旋转磁极装置2做直线往复运动，控制血管支架管材6内磁性磨料沿内壁的运动轨迹，从而使得装入血管支架管材6内的磁性磨料在磁场的作用下与血管支架管材内壁发生轨迹呈螺旋的相对运动，实现对血管支架管材6内壁表层的微量去除和抛光；每当旋转磁极装置2移动到限位位置，数控系统5就会控制其做反向移动，这样就实现了磁性磨料在血管支架管材6内的往复移动。

5.加工完毕后，旋转磁极装置2的平动和磁极滚筒207的转动停止，松开血管支架管材6两端的手紧式自锁夹头306-1、306-2，将血管支架管材6从旋转磁极装置2中抽出，再用高速水流从一端管口注入，让磁性磨料流出，将内壁清洗干净。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其特征在于：包括旋转磁极移动传动装置(1)、旋转磁极装置(2)、血管支架管材夹持与送料装置(3)、机座(4)和数控系统(5)；旋转磁极移动传动装置(1)由滑台(101)、同步带导轨(102)、限位开关(103)、步进电机(104)、电机法兰座(105)、联轴器和同步带(106)组成，同步带导轨(102)固定于机座(4)上，步进电机(104)通过电机法兰座(105)固定在同步带导轨(102)端部；滑台(101)安装于同步带导轨(102)上，并连接在同步带(106)上；旋转磁极装置(2)安装固定在滑台(101)上；限位开关(103)安装在同步带导轨(102)的两端，对滑台(101)的移动起限位作用；步进电机(104)通过联轴器驱动带轮转动带动同步带(106)运动，同步带(106)带动滑台(101)在同步带导轨(102)上做往复移动；

所述的旋转磁极装置(2)是由导向座(201-1、201-2)，磁极支座(202)，磁极滚筒前端盖(203)，固定套(204)，螺纹杆(205),永磁铁磁极(206)，磁极滚筒(207),磁极滚筒后端盖(208)，空心主轴直流无刷电动机支架(209)和空心主轴直流无刷电动机(210)组成，磁极滚筒前端盖(203)和磁极滚筒后端盖(208)同磁极滚筒(207)装配紧固；磁极滚筒后端盖(208)与空心主轴直流无刷电动机(210)主轴连接，空心主轴直流无刷电动机(210)带动磁极滚筒(207)转动；在磁极滚筒(207)内部，加工有内螺纹的固定套(204)通过粘结剂固定于永磁铁磁极(206)上，螺纹杆(205)穿过位于磁极滚筒(207)中间位置的孔与固定套(204)进行螺纹连接，通过转动螺纹杆(205)实现永磁铁磁极(206)在磁极滚筒(207)中径向位置的调节，调节磁隙(211)大小，从而实现对磁隙(211)间磁场强度的调节；旋转磁极装置(2)两端安装有结构和尺寸均相同的导向座(201-1、201-2)，对穿入磁极滚筒(207)的血管支架管材(6)起导向作用，保持血管支架管材(6)位于永磁铁磁极对磁隙(211)的中间部位；空心主轴直流无刷电动机(210)通过空心主轴直流无刷电动机支架(209)固定在磁极支座(202)上，滑台(101)与磁极支座(202)连接，使得旋转磁极移动传动装置(1)可以带动旋转磁极装置(2)做往复移动；

所述的血管支架管材夹持与送料装置(3)由后支座(301)，送料软管(302)，磁性磨料注射器(303)，磁性磨料注射器支架(304)，手紧式自锁夹头支架(305-1、305-2)，手紧式自锁夹头(306-1、306-2)，夹头支架与手动平移台连接板(307)，手动平移台滑台(308)，手动平移台旋钮(309)，丝杠(310)，手动平移台支座(311)和前支座(312)组成，前支座(312)安装有手动平移台，手紧式自锁夹头支架(305-2)通过夹头支架与手动平移台连接板(307)与手动平移台连接，后支座(301)固定有手紧式自锁夹头支架(305-1)，两个手紧式自锁夹头支架(305-1、305-2)均安装有手紧式自锁夹头(306-1、306-2)，血管支架管材(6)由两个手紧式自锁夹头(306-1、306-2)夹持；其中手动平移台由手动平移台滑台(308)、手动平移台旋钮(309)、丝杠(310)与手动平移台支座(311)组成，通过转动手动平移台旋钮(309)实现对血管支架管材(6)的拉紧；

所述的前支座(312)和后支座(301)均安装在机座(4)上，机座(4)上开有两条平行槽，前支座(312)固定，后支座(301)能够沿两条平行槽滑动，通过调整后支座(301)在机座(4)上的位置，从而调整后支座(301)与前支座(312)的距离，实现对不同长度血管支架管材(6)的安装；后支座(301)安装有送料装置，送料装置由磁性磨料注射器支架(304)、磁性磨料注射器(303)和送料软管(302)组成，磁性磨料注射器(303)固定于磁性磨料注射器支架(304)上，送料软管(302)连接磁性磨料注射器(303)出口和血管支架管材(6)管口，推动磁性磨料注射器(303)便可向血管支架管材(6)内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液。

2.根据权利要求1所述的电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其特征在于：首先将血管支架管材(6)从导向座(201-1、201-2)的导向孔穿过保持位于磁极对磁隙(211)的中间位置，再在血管支架管材(6)内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液，血管支架管材(6)由血管支架管材夹持与送料装置(3)夹持并拉紧，最后由数控系统(5)通过控制旋转磁极移动传动装置(1)驱动旋转磁极装置(2)做往复运动，通过控制空心主轴直流无刷电动机(210)驱动磁极滚筒(207)做旋转运动，通过转动螺纹杆(205)调节磁极对磁隙(211)大小来控制磁隙(211)间磁场强度，从而使得装入血管支架管材(6)内的磁性磨料在磁场的作用下与血管支架管材(6)内壁发生相对运动，实现对血管支架管材(6)内壁的表层去除和抛光。

3.根据权利要求1所述的电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其特征在于：通过控制旋转磁极装置(2)往复运动和磁极滚筒(207)内永磁铁磁极对转动的速度，控制血管支架管材(6)内磁性磨料沿内壁的运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其特征在于：通过转动螺纹杆(205)调节磁极滚筒(207)内永磁铁磁极对磁隙(211)大小控制磁隙(211)间磁场强度，从而控制磁性磨料对血管支架管材(6)内壁的压力和切削力大小。

5.根据权利要求1所述的电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其特征在于：数控系统(5)能够实现旋转磁极装置(2)移动和磁极滚筒(207)内永磁铁磁极对转动的联动控制。

6.根据权利要求1所述的电动机与永久磁铁串接式血管支架管材内壁磁粒研磨抛光机，其特征在于对血管支架管材(6)内壁进行微量去除和抛光步骤如下：

步骤一、将旋转磁极装置(2)移动到靠近后支座(301)的位置，将血管支架管材(6)从导向座(201-1、201-2)的导向孔穿过，保持位于永磁铁磁极对磁隙(211)的中间位置，再使血管支架管材(6)的一端靠近后支座(301)，另一端靠近前支座(312)，由手紧式自锁夹头(306-2)将靠近前支座(312)的一端夹持；

步骤二、通过转动螺纹杆(205)使旋转磁极装置(2)的磁极滚筒(207)内磁极对磁隙(211)间达到一定的磁场强度，从靠近后支座(301)的血管支架管材(6)一端，通过磁性磨料注射器(303)向血管支架管材(6)内注入定量的磁性磨料和研磨液混合的悬浊液，并使悬浊液的位置位于磁隙(211)的中间部位，由磁极对吸住；

步骤三、血管支架管材(6)由血管支架管材夹持与送料装置(3)夹持并拉紧；

步骤四、按给定的转速控制空心主轴直流无刷电动机(210)驱动磁极滚筒(207)做旋转运动，同时按给定的移动速度控制旋转磁极装置(2)做直线往复运动，控制血管支架管材(6)内磁性磨料沿内壁的运动轨迹，从而使得装入血管支架管材(6)内的磁性磨料在磁场的作用下与血管支架管材内壁发生轨迹呈螺旋的相对运动，实现对血管支架管材(6)内壁表层的微量去除和抛光；每当旋转磁极装置(2)移动到限位位置，数控系统(5)就会控制其做反向移动，这样就实现了磁性磨料在血管支架管材(6)内的往复移动；

步骤五、加工完毕后，旋转磁极装置(2)的平动和磁极滚筒(207)的转动停止，松开血管支架管材(6)两端的手紧式自锁夹头(306-1、306-2)，将血管支架管材(6)从旋转磁极装置(2)中抽出，再用高速水流从一端管口注入，将血管支架管材内壁冲洗干净。

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