CN112470494B - 摆动及弯曲装置中的线性换能器 - Google Patents

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Abstract

一种用于唤起听力感知的骨传导设备的部件,骨传导设备诸如是被动式经皮骨传导设备或主动式经皮骨传导设备、或经皮穿刺骨传导设备,该部件包括壳体以及位于壳体中的弯曲器装置,其中弯曲器装置是压电弯曲器的设备。

Description

摆动及弯曲装置中的线性换能器
相关申请的交叉引用
本申请要求发明人为瑞典Molnlycke的Tommy BERGS、于2018年10月22日提交的题为“LINEAR TRANSDUCER IN A FLAPPING AND BENDING APPARATUS”的美国临时申请号62/748,980的优先权,该申请的全部内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本申请涉及一种摆动及弯曲装置中的线性换能器。
背景技术
可能由于许多不同原因而引起的听力损失通常为以下两种类型:传导性和感觉神经性。感觉神经性听力损失归因于缺乏或者破坏将声信号转化成神经脉冲的耳蜗的毛细胞。可以商购各种听力假体,以向患有感觉神经性听力损失的个体提供感知声音的能力。例如,人工耳蜗使用植入接受者的耳蜗中的电极阵列以绕过耳朵的各个机构。更具体地,经由电极阵列向听觉神经提供电刺激,从而引起听力感知。
当向耳蜗中的毛细胞提供声音的正常机械路径例如由于听小骨链或耳道的损伤而受到阻碍时,发生传导性听力损失。因为耳蜗中的毛细胞可以保持完好无损,所以患有传导性听力损失的个体可能会保留某种形式的残余听力。
患有传导性听力损失的个体通常接收声学助听器。助听器依靠空气传导原理将声音信号传输到耳蜗。特别地,助听器通常使用位于接受者的耳道或外耳中的布置来放大接受者的外耳所接收的声音。这种放大的声音到达耳蜗,从而引起周围淋巴的运动并且对听觉神经的刺激。
与主要依赖于空气传导原理的助听器相反,通常被称为骨传导设备的某些类型的听力假体将接收的声音转换成振动。振动通过颅骨传递到耳蜗,从而引起神经脉冲的生成,这会产生对接收的声音的感知。骨传导设备适合于治疗多种类型的听力损失,并且可以适合于无法从声学助听器、人工耳蜗等获得足够益处的个体或适合于患有口吃问题的个体。
发明内容
根据一个实施例,存在一种骨传导设备的部件,该部件包括壳体以及位于该壳体中的弯曲器装置,其中该弯曲器装置是压电弯曲器的设备。
根据另一实施例,存在一种骨传导设备的部件,该部件包括壳体以及位于该壳体中的摆动器装置,其中该摆动器装置包括压电装置,该压电装置是收缩器和/或扩展器和/或剪切器,并且该摆动器装置至少是有效对称的装置。
根据另一示例性实施例,存在一种骨传导设备的部件,该部件包括壳体和压电-感振质量块组件,该压电-感振质量块组件被配置为由于组件的压电换能器的激励而摆动以唤起听力感知,其中该部件被配置为使得压电-感振质量块组件的压电换能器能够永久防冲击,该永久防冲击超过由阻尼产生的防冲击,同时压电-感振质量块组件的至少一部分相对于壳体固定。
根据另一示例性实施例,存在一种方法,该方法包括:获取骨传导设备的部件,该部件包括位于壳体内的换能器-感振质量块组件;以及操作该组件的换能器,使得组件的第一感振质量块和第二感振质量块以与两个感振质量块之间的平面有效对称的方式以弓形运动向上和向下移动,以产生振动,这些振动经由骨传导唤起第一听力感知,其中该弓形运动由压电系统驱动,该压电系统仅耦合到感振质量块和/感振质量块的支撑结构。
附图说明
下文参考附图对一些实施例进行描述,其中:
图1是其中可以实现至少一些实施例的示例性骨传导设备的透视图;
图2是概念性地图示了被动式经皮骨传导设备的示意图;
图3是概念性地图示了根据至少一些示例性实施例的主动式经皮骨传导设备的示意图;
图4是骨传导设备的可植入部件的外部分的示意图;
图5是骨传导设备的示例性可植入部件的横截面的示意图;
图6是处于操作的图5的示例性可植入部件的横截面的示意图;
图7是处于故障模式的图5的示例性可植入部件的横截面的示意图;
图8是处于故障模式的图5的示例性可植入部件的横截面的另一示意图;
图9至图11给出了各种示例性防冲击装置;
图12给出了示例性换能器组件的示例性实施例;
图13给出了处于操作的图12的实施例的描绘;
图14至图22和图26至图31以及图33至图35给出了示例性换能器组件的附加示例性实施例;
图23给出了示例性换能器组件的另一示例性实施例;
图24和图25给出了处于操作的实施例23的示例性描绘;并且
图32给出了示例性实施例的示例性流程图。
具体实施方式
主要在诸如主动式经皮骨传导设备和被动式经皮骨传导设备以及经皮穿刺骨传导设备之类的骨传导设备方面,对本文中的实施例进行描述。因此,除非另外说明,否则本文中对一者的任何公开内容都与另两者的其他公开内容相对应。除非另外说明,否则本文中的任何公开内容是对与刚刚详述的三种类型的骨传导设备中的任一类型的骨传导设备一起被公开的主题的公开内容。此外,应当指出,本文中所详述的教导和/或其变型也可适用于利用机械致动器的中耳植入物或内耳植入物。此外,本文中的任何公开内容都与在与听力假体不同的假体(诸如,例如,仿生肢或附肢、肌肉刺激器等)中利用本文中的教导的公开内容相对应。而且,本文中的任何公开内容都与在非假体设备(例如,仅仅具有压电换能器的设备)中利用本文中的教导的公开内容相对应。因此,本文中的教导的任何公开内容都与在中耳植入物或内耳机械刺激器、或一般假体设备或非假体设备中使用的公开内容相对应。
图1是其中可以实现实施例的骨传导设备100的透视图。如所示出的,接受者具有外耳101、中耳102、以及内耳103。下文对外耳101、中耳102和内耳103的元件进行描述,然后对骨传导设备100进行描述。
在功能健全的人类听力解剖中,外耳101包括耳廓105和耳道106。声波或者声压107由耳廓105收集,并且取道进入并且通过耳道106。跨耳道106的远端设置的是鼓膜104,鼓膜104响应于声波107而振动。该振动通过中耳102的三根骨耦合到卵形窗或者卵圆窗210,这三根骨统称为听小骨111并且包括锤骨112、砧骨113和镫骨114。中耳102的听小骨111用于过滤和放大声波107,从而使卵形窗210振动。这样的振动在耳蜗139内建立流体运动波。这样的运动转而激活在耳蜗139内部成行的毛细胞(未示出)。对毛细胞的激活使得通过螺旋神经节细胞和听觉神经116向脑部(未示出)传递适当神经脉冲,它们在脑部被感知为声音。
图1还图示了骨传导设备100相对于设备100的接受者的外耳101、中耳102和内耳103而言的定位。骨传导设备100包括外部部件140和可植入部件150。如所示出的,骨传导设备100位于接受者的外耳101后面,并且包括用于接收声音信号的声音输入元件126。声音输入元件可以包括例如麦克风。在一个示例性实施例中,声音输入元件126可以位于例如骨传导设备100上或骨传导设备100中,或位于从骨传导设备100延伸的电缆上。
更具体地,声音输入设备126(例如,麦克风)将接收的声音信号转换为电信号。这些电信号通过声音处理器进行处理。声音处理器生成引起致动器振动的控制信号。换句话说,致动器将电信号转换为机械运动,以向接受者的颅骨施加振动。
备选地,声音输入元件126可以皮下植入接受者中或位于接受者的耳朵中。声音输入元件126还可以是诸如例如从外部音频设备接收指示声音的电子信号的部件。例如,声音输入元件126可以从电连接到声音输入元件126的MP3播放器接收电信号形式的声音信号。
骨传导设备100包括声音处理器(未示出)、致动器(也未示出)、和/或各种其他操作部件。在操作中,声音处理器将接收的声音转换为电信号。声音处理器利用这些电信号来生成控制信号,这些控制信号使得致动器振动。换句话说,致动器将电信号转换为机械振动以供递送给接受者。
根据一些实施例,固定系统162可以用于将可植入部件150稳固到颅骨136。如下文所描述的,固定系统162可以为固定到颅骨136的骨螺钉,并且还附接到可植入部件150。
在图1的一种布置中,骨传导设备100可以为被动式经皮骨传导设备。也就是说,接受者的皮肤132下面没有植入诸如致动器之类的主动式部件。如下文所更详细地讨论的,在这种布置中,主动致动器位于外部部件140中,并且可植入部件150包括磁性板。响应于通过皮肤、机械地和/或经由由外部磁性板生成的磁场传输的振动,可植入部件150的磁性板振动。
在图1的另一布置中,骨传导设备100可以为主动式经皮骨传导设备,其中接受者的皮肤132下面植入诸如致动器之类的至少一个主动式部件,并且因此是可植入部件150的一部分。如下文所描述的,在这种布置中,外部部件140可以包括声音处理器和传输器,而可植入部件150可以包括信号接收器和/或各种其他电子电路/设备。
图2描绘了一个示例性的经皮骨传导设备300,该经皮骨传导设备300包括外部设备340(与例如图1的元件140相对应)和可植入部件350(与例如图1的元件150相对应)。图2的经皮骨传导设备300为被动式经皮骨传导设备,其中振动致动器342(其可以为电磁致动器或压电致动器)位于外部设备340中。振动致动器342位于外部部件的壳体344中,并且耦合到板346。板346可以采用永磁体的形式、和/或生成磁场和/或对磁场做出反应或以其他方式准许在外部设备340与可植入部件350之间建立足以保持外部设备340抵靠接受者的皮肤的磁吸引的其他形式。
在一个示例性实施例中,振动致动器342是将电信号转换为振动的设备。在操作中,声音输入元件126将声音转换为电信号。具体地,经皮骨传导设备300将这些电信号提供给振动致动器342,或提供给处理电信号的声音处理器(未示出),并且然后将那些经处理的信号提供给振动致动器342。振动致动器342将(经处理的或未处理的)电信号转换为振动。因为振动致动器342机械耦合到板346,所以振动从振动致动器342传递到板346。植入式板部件352是可植入部件350的一部分,并且由铁磁材料制成,该铁磁材料可以采用永磁体的形式,该铁磁材料生成磁场和/或对该磁场做出反应或以其他方式准许在外部设备340与可植入部件350之间建立足以保持外部设备340抵靠接受者的皮肤的磁吸引。因此,外部设备340的振动致动器342所产生的振动从板346跨皮肤传递到板组件352的板355。这可以作为振动通过皮肤的机械传导的结果来实现,该机械传导是由于外部设备340与皮肤直接接触,和/或由于在两个板之间的磁场。在没有关于经皮穿刺骨传导设备的基台之类的固体对象穿透皮肤的情况下,这些振动被传送。
可以看出,在该实施例中,植入式板组件352基本刚性地附接到骨固定装置341。板螺钉356用于将板组件352稳固到骨固定装置341。板螺钉356的与骨固定装置341接口的部分与下文在一些附加细节中讨论的基台螺钉基本对应,因此准许板螺钉356容易适配到用于经皮穿刺骨传导设备中的现有骨固定装置中。在一个示例性实施例中,板螺钉356被配置为使得可以使用用于安装(下文所描述的)基台螺钉和/或从骨固定装置341移除基台螺钉的相同工具和过程,来安装板螺钉356和/或从骨固定装置341移除板螺钉356(以及因此板组件352)。
图3描绘了根据另一实施例的经皮骨传导设备400的示例性实施例,该经皮骨传导设备400包括外部设备440(与例如图1的元件140B相对应)和可植入部件450(与例如图1的元件150相对应)。图3的经皮骨传导设备400为主动式经皮骨传导设备,其中振动致动器452(其可以是电磁致动器或压电致动器等)位于可植入部件450中。具体地,呈振动致动器452形式的振动元件位于可植入部件450的壳体454中。在一个示例性实施例中,非常类似于上文关于经皮骨传导设备300所描述的振动致动器342,振动致动器452是将电信号转换为振动的设备。
外部部件440包括声音输入元件126,该声音输入元件126将声音转换为电信号。具体地,经皮骨传导设备400将这些电信号提供给振动致动器452,或提供给处理电信号的声音处理器(未示出),并且然后将那些经处理的信号经由磁性电感链路通过接受者的皮肤提供给可植入部件450。就这点而言,外部部件440的传输器线圈442将这些信号传输到植入式接收器线圈456,该植入式接收器线圈456位于可植入部件450的壳体458中。然后,壳体458中的部件(未示出)(诸如例如,信号生成器或植入式声音处理器)生成电信号以经由电引线组件460递送到振动致动器452。振动致动器452将电信号转换为振动。
振动致动器452机械耦合到壳体454。壳体454和振动致动器452共同形成振动装置453。壳体454基本刚性地附接到骨固定装置341。
图4和图5描绘了可用于主动式经皮骨传导设备中的可植入部件(本文中为可植入部件550)的另一示例性实施例。图4描绘了可植入部件550的侧视图,该可植入部件550包括壳体554,该壳体554在一个示例性实施例中需要由钛制成的两个壳体本体,该壳体本体在接缝444处焊接在一起以形成气密密封壳体。图5描绘了可植入部件550的横截面图。
在一个示例性实施例中,可植入部件550在图3的实施例中用于代替可植入部件450。可以看出,可植入部件550组合致动器(关于功能性与上文所详述的致动器452相对应)和可选地电感线圈511(与上文所详述的线圈456相对应)。元件555和553组合以建立换能器-感振质量块组件,该换能器-感振质量块组件在本文中有时被称为致动器和/或振动装置等。简而言之,应当指出,振动致动器552包括所谓的配重/质量块553,其由压电部件555支撑。在图5的示例性实施例中,压电部件555在向其暴露电流时挠曲,从而使配重553移动。在一个示例性实施例中,该移动产生振动,该振动最终被传递给接受者以唤起听力感知。应当指出,在一些其他实施例中,与图4的实施例一致,线圈位于壳体553之外,并且经由馈通等与壳体553连通。除非另有说明,否则本文中与一者相关联的任何公开内容都对应于与另一者相关联的公开内容。
根据图5的示意图,应当理解,在一个示例性实施例中,壳体554整体且完全地环绕振动装置552,但是包括馈通505,以便准许电引线组件460与其中的振动致动器452连通。这时,简而言之,应当指出,图5的实施例的部件中的一些和/或所有部件关于纵向轴线559至少大体旋转对称。就这点而言,螺钉356A关于纵向轴线559为圆形。为了清楚起见,省略了背线。
仍然参考图5,可以看出,空间577一般地位于壳体554与配重553之间,并且具体地位于壳体554的内壁与配重553之间。关于使得可植入部件550能够用作换能器,该空间具有实用价值在于:在可植入部件是致动器的场景中,压电材料555可以以弯曲方式挠曲(压电部件555是弯曲器——在一个示例性实施例中,当一个层膨胀而另一层收缩时,两层或更多层元件产生曲率——这些换能器通常被称为弯曲器、双压电晶片、或挠曲元件),这可以使得配重553能够在壳体554内移动,以便生成振动以唤起听力感知。图6描绘了当经受电流时压电材料555的移动以及配重553的移动的示例性场景。可以看出,空间577提供用于致动器552在壳体554内的移动,以使配重553不会与壳体554的内壁接触。该设备可能存在故障模式。具体地,在壳体554和其中部件附接到骨固定装置341之前,壳体和其中部件经受高于一定量的加速度和/或高于一定量的减速度的场景中,压电材料555会弯曲或变形超过其操作极限,这在一些实例中会对压电材料产生有害影响。
图7描绘了示例性故障模式,其中可植入子部件551(没有骨固定装置541)在植入到接受者体内之前(以及因此在附接到骨固定装置541之前),从例如30cm或1.2米等的高度掉落到标准手术室地板等上。根据图7,可以看出,所产生的减速度使得连接到配重553的压电材料555变形。这可能会使压电材料555被破坏或塑性变形(无论配重553是否接触壳体壁,在一些实施例中——实际上,在许多实施例中,压电材料555在配重接触壁之前就会发生故障——因此,给出图7以用于概念说明的目的)。本文中所详述的教导旨在当与这样的减速度和/或加速度相关联时避免这种场景。
应当指出,尽管本文中的公开内容中的许多公开内容涉及一种压电换能器,但是本文中的教导还可适用于电磁换能器。因此,与一者相关联的任何公开内容都对应于与其他相关联的公开内容,反之亦然。
还进一步地,应当指出,在利用压电致动器的经皮骨传导设备的至少一些示例性实施例中,图7并不一定表示总是会导致故障模式的场景。也就是说,在一些实施例中,针对所有类型的压电致动器,图7所描绘的场景不会导致故障模式。在至少一些示例性实施例中,从初始偏转和动量的“弹回”使压电材料沿另一方向经过导致故障模式的静止位置。也就是说,通过仅示例而非限制的方式,在一些场景中,可能会发生反应,使得如图7所描绘的,在压电材料555变形(或在一些实例中,近似地该变形上下,或在一些实例中,多于在甚至极端操作场景中通常都由激活换能器产生的变形)之后,压电材料还朝向其静止位置相反地变形,但是由于以下事实:如图7所描绘的(或如刚刚所描述的),压电材料的变形量相当大,所以在压电材料恢复回到/反弹回到“静止”位置时,配重553具有动量,该动量使得压电材料沿相反方向变形,如图8中的示例所描绘的。实际上,在一些实例中,如同图7中的情况一样,即使具体地配重553或一般地压电致动器不会接触壳体554的内侧,该“摆动”可能会导致压电材料555以没有实用价值的方式被破坏或永久变形。清楚地讲,除了在配重553没有接触壳体554的内侧的情况之外,这种现象还可以是关于图7的场景的情况。也就是说,在至少一些示例性实施例中,摆动会导致压电材料555的永久损坏,而与压电致动器的配重553或其他部件是否接触壳体无关。在本文中所详述的教导的至少一些示例性实施例和/或其变型中,防止发生这种永久损坏,或以其他方式降低了这种永久损坏的可能性,现在,对实现这种防止和/或降低的一些示例性实施例进行描述。
应当指出,如本文中所使用的,短语“摆动(flapping)”和短语“摆动(flap)”本身并不表示故障模式。实际上,图5的设备551的正常操作要摆动(以弯曲方式——更多内容参见下文)。导致故障模式的原因是摆动的量。
图9描绘了通过子部件851的几何中心的横截面。可植入子部件851包括壳体854,该壳体854包围致动器852,该致动器852包括与图7的材料555相对应的压电材料855、以及与图7的配重553相对应的配重853。此外,在图9中可以看出,壳体854包括芯859。在该示例性实施例中,芯859是与壳体的底部成一体的部分。芯859具有通道,螺钉856延伸通过该通道,该螺钉被配置为拧入被植入到接受者的骨中的骨固定装置中,以便将可植入子部件851固定到接受者的骨。在该示例性实施例中,芯859使得螺钉856可以延伸通过该芯,同时在壳体内维持气密密封环境(例如,形成壳体854的顶部的壳体子部件可以在接缝处与壳体子部件一起被激光焊接,该壳体子部件形成壳体854的底部以及芯859)。
图10描绘了图9的实施例的一部分的较大视图。可以看出,压电材料855涂覆有涂层,从而建立压电部件。在一些备选实施例中,压电材料没有涂层。在下文中,除非另外说明,否则对短语压电材料的任何使用都与具有涂层的压电材料的公开内容相对应,因此与压电部件的公开内容以及没有涂层的压电材料(其仍可以是压电部件——只是没有涂层)的公开内容相对应。压电部件855被夹持在两个弹簧910和920之间。垫圈930插置在顶部弹簧910与压电材料855之间。因此,压电部件间接地通过弹簧被部分地夹持。如同在一些实施例中一样,在底部存在垫圈的情况下,夹持可能完全间接地通过弹簧进行,而在一些示例性实施例中,其中没有垫圈930并且弹簧直接接触压电部件,夹持完全直接进行。
在一个示例性实施例中,弹簧910和920为可植入子部件851提供防冲击。当经受高加速度和/或高减速度时,弹簧准许整个压电部件855向上和/或向下移动。这与当暴露于这些高加速度时仅压电部件的一部分移动的场景相反,如同在本文中的其他实施例中的一些其他实施例的情况一样。就这点而言,压电部件和配重的组合产生了换能器-感振质量块组件。在一个示例性实施例中,当经受高加速度和/或高减速度时,弹簧准许整个换能器-感振质量块组件向上和/或向下移动。这再次与仅该换能器-感振质量块组件的一部分移动的场景相反,如同关于一些其他实施例的情况一样。
应当指出,图9的实施例经由弹簧910和920以及相关联的部件为弯曲器提供了集中式支撑,该集中式支撑产生了安装力。在一个示例性实施例中,安装力提供了将压电弯曲器安装在壳体中的功能,其类似于如果弯曲器被硬安装/刚性固定到芯859相对于将换能器-感振质量块组件定位在壳体中而产生的布置。因此,图9中所看到的布置提供了可变安装力。止挡力对压电材料的弯曲的限制出现在外侧位置处。
示例性实施例包括一个或多个冲击力阻尼器,其设置在换能器的部件(或在一些实施例中,换能器-感振质量块组件——更多内容参见下文)之间。在至少一些示例性实施例中,冲击力阻尼器组件填充质量块与壳体之间的空间/间隙,而在其他实施例中,冲击力阻尼器组件存在于间隙中但不填充空间。在一些实施例中,冲击力阻尼器基本吸收由换能器沿着振动轴线的物理移动产生的冲击力。
参考图11,振动器300A具有换能器302,支撑件301支撑该换能器,该支撑件301机械固定到壳体308的壁上。换能器302包括压电部件,该压电部件分别包括侧板304A、304B(共同对应于上文所详述的压电部件555),其中质量块307A、307B一般地由压电部件制成,并且分别由侧板304A和304B支撑。在一些实施例中,壳体308的内部填充有惰性气体306。在一个示例性实施例中,壳体308的内部填充有氩。
每个质量块307由诸如钨、钨合金、黄铜等之类的材料形成,并且可以具有多种形状。附加地,可以选择每个质量块307A和307B的形状、大小、配置、定向等,以增加机械力从压电换能器302到接受者的颅骨的传递,并且提供换能器的实用频率响应。在某些实施例中,选择每个质量块307A和307B的尺寸和形状以确保生成具有实用性的机械力并且提供换能器302的实用响应。
在特定实施例中,质量块307A和307B的重量介于近似1g和近似50g之间(单独)。更进一步地,形成质量块307的材料的密度可以例如介于近似2000kg/m3与近似22000kg/m3之间。如所示出的,振动器包括以一般术语给出的联接部160。在一些实施例中,联接部是连接到骨固定装置的联接部,而在其他实施例中,联接部是连接到邻接接受者的皮肤的皮肤界面垫的联接部。
换能器302悬置在壳体308中,使得壳体308和质量块之间存在一定距离,这使得换能器302能够沿振动轴线310振动。在图11中图示的实施例中,冲击力阻尼器组件316A至316D设置在壳体内表面314与质量块307的相邻表面312之间,以基本填充壳体内表面314与并置质量块表面312之间的相应距离。在至少一些实施例中,冲击力阻尼器组件316A至316D限制或以其他方式防止质量块307A和307B快速地加速和减速。这种移动可能使得向压电部件施加显著的冲击力。为了便于描述,下文对冲击力阻尼器组件316A进行描述。在下文所指出的例外的情况下,对冲击力阻尼器组件316A的描述适用于冲击力阻尼器组件316B至316D。
在某些实施例中,冲击力阻尼器组件316A包括至少两层,弹力耗散层318A和隔离层320A。
因此,示例性冲击力阻尼器组件316A被配置为通过表现出的刚度足够低的弹性材料的变形以及沿着冲击力阻尼器组件316A的表面邻接相邻层或表面的界面经由明显总体滑移的剪切阻尼的组合来实现冲击力耗散。在一个实施例中,冲击力耗散层318A包括固化液态硅橡胶。
在某些实施例中,冲击力耗散层318A包括具有以下各项中的一项或多项的材料:ASTM技术标准D2240硬度计类型OO的刻度值小于或等于约40;拉伸强度约为325psi;伸长率约为1075%;撕裂强度约为60ppi;100%应变下的应力约为10psi;300%应变下的应力约为30psi;以及500%应变下的应力约为65psi。这种材料的可商购示例为
Figure GDA0003771368160000131
Technology,LLC制造的处于固化状态的型号MED 82-50 1 0-02(一种液体硅橡胶)。
因此,在图11的实施例中,冲击力耗散层318A被配置为表现出对壳体表面314的不可忽略的粘合以及对隔离层320A基本没有粘合。这使得冲击力阻尼器316A能够通过变形和沿着与隔离层320A之间的界面的剪切阻尼的组合来耗散能量。剪切阻尼是指层318A和320A的侧向滑动或滑移,其原因可能是层之间缺乏粘合。
在上文关于图11的实施例中,压电部件为弯曲器。
图12描绘了具有实用价值的示例性可植入子部件1251的示例性实施例,其中这样可以降低与图7所描绘的故障模式以及上文所详述的变型相关联的故障模式的发生的可能性(其包括消除故障模式的发生的可能性)。也就是说,在一些实施例中,该设备仍然可能会经历上述故障模式的发生。进一步地,应当指出,在一些实施例中,该设备实际上不会降低上述情况的发生的可能性。图12的设备和/或上文所详述的其他设备能够抵抗或以其他方式解决上文关于图7所详述的故障模式只是这些实施例中的一些示例性实施例的示例性实施例,而其他实施例没有该能力,或在存在该能力的程度内,可能微不足道。
图12描绘了通过子部件1251的几何中心的横截面(为了语言上的简化,该子部件在本文中有时被称为部件)。可植入子部件1251包括壳体1254,该壳体1254包围致动器1252和弹簧1255,该致动器包括压电材料1257,该压电材料1257不与图7的压电材料相对应,该弹簧1255支撑配重1253,关于唤起听力感知,该配重1253在功能上与上述配重553相对应,但是不同在于,该弹簧1255建立了感振质量块中的至少一部分。
通常,在骨传导设备的可植入壳体/可植入子部件方面,对以下实施例的示例性实施例进行描述。然而,下文教导也可适用于壳体等位于接受者外侧的被动式经皮骨传导设备和经皮穿刺骨传导设备。因此,本文中关于可植入设备的任何公开内容都与其中该设备不可植入或以其他方式作为接受者外部的部件的一部分的其他实施例的公开内容相对应。
而且,本文中所详述的教导可以适用于任何类型的机械致动器,诸如传统助听器中使用的机械致动器。此外,本文中所详述的教导可以用于任何类型的换能器,诸如例如,麦克风。
仍然参考图12,配重1253固定到弹簧1255,该弹簧1255可以是板簧等。在此,弹簧1255如上文图5的压电元件一样弯曲。然而,弯曲由压电元件1257驱动,该压电元件1257不是弹簧1255的一部分。在该示例性实施例中,压电元件1257不会弯曲。取而代之的是,压电元件是收缩器和/或扩展器压电元件。这与弯曲器不同。
在图12的实施例中,压电元件1257是压电堆叠。就这点而言,压电元件包括在水平方向上彼此堆叠的多个层。在一个示例性实施例中,当跨压电材料的片的厚度施加具有给定极性的电场时,零件在厚度方向或纵向方向上膨胀,并且可以在横向方向(垂直于极化轴线)上收缩。当跨片的厚度施加具有相反极性的电场时,零件在厚度方向或纵向方向上收缩,并且可以在横向方向上膨胀。多层电机1252包括彼此堆叠的任何数目的压电层,这些压电层可以实现本文中所详述的教导。在一个示例性实施例中,1257又是压电堆叠。
也就是说,在一个示例性实施例中,1257可以是压电层,该压电层被配置为在横向方向上收缩或膨胀。进一步地,在一些实施例中,1257可以是彼此层叠的多个压电层,同时仍然是收缩器和扩展器。在一个示例性实施例中,当两个层一起膨胀或收缩时,多层元件的行为类似于单个层。如果施加使元件变薄的电场,则会产生沿着长度和宽度的扩展。实际上,在一些实施例中,该分层通常可以与上文所详述的弯曲器的层相对应。也就是说,关于弯曲器,一个层比另一层膨胀得更多和/或收缩得更多,从而导致弯曲。在与图12相关联的实施例中,并且除非另外说明,否则在本文中的实施例和下文的实施例中,该现象特别地不会发生。
图12描绘了处于收缩状态的压电堆叠1257。图13描绘了处于扩展状态的压电堆叠1257。可以看出,这具有以下效果:至少使得感振质量块1253(在此有两个,每侧一个——在一些实施例中,存在两个以上的感振质量块——在至少一些示例性实施例中,可以利用可以实现本文中所详述的教导的感振质量块的任何布置)能够从图12中的位置移动到图13中的位置。在从膨胀状态收缩时,压电堆叠移动到图12中所看到的配置,依此类推,这会导致压电感振质量块组件(弹簧和感振质量块)摆动。在此,摆动由于弹簧的弯曲引起。
在图12的实施例中,存在铰链部件1260,这些铰链部件1260连接到臂1270,这些臂1270连接到致动器1252的托架,可以看出,这些托架将由于膨胀和/或收缩而引起的压电元件的力传递到感振质量块1253。在该实施例中,铰链固定到感振质量块。这关于实现如下的设备具有实用价值,在该设备中,压电元件的收缩将感振块1253朝向彼此“拉动”,并且因此使得弹簧1255向上挠曲,因而使感振质量块向上移动。压电元件1257的扩展推动感振质量块彼此远离,因此使得弹簧向下弯曲,因而使感振质量块向下移动。这使得弹簧-感振质量块组件摆动。
在上述实施例中,弹簧的松弛状态是平坦的弹簧。在一个示例性实施例中,这与压电堆叠1257的松弛状态相对应。也就是说,在一个示例性实施例中,弹簧的松弛状态可以向上和/或向下弯曲/挠曲。在一个示例性实施例中,松弛状态可以如图12和/或图13所描绘的。可以对压电堆叠进行相应配置。
此外,在一个示例性实施例中,控制压电堆叠,使得仅当期望堆叠扩展或收缩而非两者都发生时才施加电压。就这点而言,收缩可以是压电元件返回其松弛状态的结果,这可以通过简单消除施加到其上的电流而发生。备选地,收缩可以与由于施加电流而产生的收缩相对应,并且电流的移除使得压电堆叠朝向其松弛状态膨胀。在至少一些示例性实施例中,可以利用平坦的或弯曲的松弛弹簧和压电堆叠/压电元件的松弛状态和/或膨胀状态和/或收缩状态的、可以具有实用价值的任何组合或排列。
简而言之,如下文所更详细的描述的,一些实施例包括作为“剪切器”的压电元件。因此,在一个示例性实施例中,存在骨传导设备的部件,诸如子部件1251,该部件包括壳体,诸如壳体554或1254等,并且还包括摆动器装置,该摆动器装置位于壳体中。摆动器装置包括压电致动器、弹簧、感振质量块、以及支撑它们/将它们保持在一起的随附部件。在一个示例性实施例中,摆动器装置包括压电装置,该压电装置为收缩器和/或扩展器和/或剪切器。
在图12和图13的实施例中,压电装置在一些实例中为收缩器,在其他实例中为扩展器,而在任何其他实例中为收缩器-扩展器。应当指出,关于前述分类,诸如基于当向压电装置施加电时如何利用压电装置。例如,在一个示例性实施例中,如果以交替方式施加正电压和负电压,则压电堆叠可以为收缩器-扩展器,但是如果仅施加正电压,则仅为扩展器,或如果仅施加负电压,则仅为收缩器(或反之亦然)。
在图12和图13的实施例中,部件(子部件)被配置为将压电装置的非弯曲移动转换为摆动器装置的弯曲移动。也就是说,一些实施例不包括具有弯曲移动的设备,但是包括具有刚性摆动移动的设备。
简而言之,应当指出,如本文中所使用的,短语“摆动”覆盖图12和图13的弯曲、以及如下文所描述的图14的刚性摆动。弯曲不包括图14的实施例。就这点而言,图14给出了示例性子部件1451,该示例性子部件1451包括感振质量块1353所建立的摆动器装置、可以与图12和图13的致动器相对应的致动器1252、臂1270、以及铰链1260。第一刚性臂和第二刚性臂1455也包括在该摆动器装置中,该第一刚性臂和第二刚性臂1455在一端刚性连接到质量块1353,并且在另一端刚性连接到相应铰链1360。在一个示例性实施例中,其中图14描绘了处于其松弛状态的致动器1252(在此,致动器为扩展器,尽管在一个备选实施例中,图14可以表示处于其收缩状态的收缩器-扩展器),质量块1353通过致动器向上拉动。在致动器致动时,由于系统关于铰链1360的反作用,所以压电堆叠膨胀并且向外推动质量块1353,并且因此向下推动质量块1353。当从压电元件切断电流时,压电堆叠收缩,并且因此向内拉动质量块1353,并且因此向上拉动质量块1353(由于铰链的反作用),从而使得摆动器装置摆动。在此,因为“翼状物”不会弯曲,所以摆动为刚性的。翼状物作为单个本体/实心本体移动,该单个本体/实心本体在摆动期间不会变形。这与图13的实施例相反,其中弹簧在摆动期间变形。
可以看出,可以与至少间接稳固到壳体554的板相对应的支撑结构1490使压电堆叠分叉。在一些实施例中,两个单独的致动器位于致动器1252存在的地方。也就是说,在一些实施例中,压电元件通过板1490电连接,并且因此实际上与单个致动器相对应。板1490为压电堆叠提供反作用力,以使摆动器装置保持“平衡”。如果没有板1490,则在一些实施例中,翼状物中的一个翼状物将直接朝向壳体的底部落下,并且另一翼状物朝向壳体的顶部移动,并且在至少一些实施例中,致动器的致动可能在壳体内部产生一些咔嗒声。也就是说,在一些备选实施例中,系统被充分配置为使得板1490不存在,并且不必保持系统“平衡”。在一些实施例中,这可以通过利用部件的仔细公差分析和放置来布置。实际上,在一个示例性实施例中,铰链1360为扭转铰链。铰链1360可以例如通过右臂1455上的逆时针扭矩和左臂1455上的顺时针扭矩来偏置系统,这将可以平衡系统。在一个示例性实施例中,致动器1252足够坚固以克服该扭矩,并且使得摆动器装置摆动。在至少一些示例性实施例中,可以利用可以实现本文中所详述的教导的任何布置。
因此,在一个示例性实施例中,子部件被配置为将压电装置的非弯曲移动转换为摆动器装置的刚性摆动移动。
图15给出了具有刚性摆动的摆动器装置的示例性实施例。在此,可以看出,与上文所详述的实施例相反,摆动器是非对称摆动器。简而言之,关于图15中所看到的平面1599,就在上文所详述的图12、图13和图14的实施例而言,该平面是摆动器装置、或摆动器装置的部件中的至少一些部件、或至少摆动器装置的输出的对称平面,在此,摆动器装置关于该平面不是那么对称。实际上,除了板1590的一部分(其已经扩展到壳体的顶部以用于附加支撑)之外,实际上所有部件都位于平面1599的左侧。上文所详述的实施例不是如此。
因此,在一个示例性实施例中,存在如本文中所详述的部件,其中摆动器装置是实际上对称的装置,诸如如图12、图13和图14所看出的,并且在一个备选示例性实施例中,存在如本文中所详述的部件,其中摆动器装置是实际上不对称的。
简而言之,应当指出,本文中根据本文中所详述的教导的结构的任何公开内容都与包括关于给定平面对称的至少一些结构部件的部件的公开内容和/或关于给定平面对称的摆动器装置的公开内容相对应。在一些实施例中,本文中所公开的装置旋转对称,而在其他实施例中,装置关于给定平面对称,但非旋转对称。
在一个示例性实施例中,对称性经由部件的重量和/或空间位置和/或重心等来实现。就这点而言,假如重心被适当地布置并且各个部件的移动被适当地编排,则可能存在在结构上不对称的有效对称装置。也就是说,在一些备选实施例中,存在在结构上对称的有效对称装置。
返回到图15的实施例,虽然在刚性摆动器(尽管具有一个翼状物——一个翼状物可以摆动)方面,已经给出了该实施例,但是在备选实施例中,臂1455可以由诸如板簧之类的弹簧代替。
还应当指出,在一些实施例中,可以组合刚性结构和挠性结构两者,如下文所更详细地描述的。
在一个示例性实施例中,如上文所看到的,摆动器装置包括至少两个配重,该至少两个配重关于摆动器装置至少大致对称地定位。应当指出,在一个示例性实施例中,其他结构部件可以不是大致对称的。在一个示例性实施例中,摆动器装置的翼状物的重心是对称的。
应当指出,与对称实施例相关联的前述公开内容与作为当没有电流施加到致动器时的情况的公开内容相对应。在一个示例性实施例中,摆动器装置可以被配置为使得即使当电流施加到致动器时,它们也保持有效对称。在一个示例性实施例中,摆动器装置可以被配置为使得它们在全部摆动期间(上-下-上,反之亦然)有效保持对称。
在一个示例性实施例中,配重在摆动器装置的摆动期间至少大约彼此同等且彼此相反地旋转。也就是说,在一些备选实施例中,配重不旋转,如下文所更详细地描述的。更进一步地,在一些备选实施例中,配重在摆动期间旋转,但是不会至少大约彼此同等和/或彼此相反地旋转。
图12、图13、图14和图15给出了包括配重和配重支撑结构的摆动器装置。在图12和图13的实施例中,配重支撑结构与弹簧相对应。在图14的实施例中,配重支撑结构包括臂和铰链。在至少一些示例性实施例中,摆动器装置被配置为使得压电装置基本平行于支撑配重的支撑结构延伸。
在一个示例性实施例中,其中摆动器装置也包括配重和配重支撑结构,摆动器装置被配置为使得由压电装置生成的力直接施加到配重或支撑结构中的至少一者上,以使配重以振动方式移动。图12的实施例就是如此,其中致动器1252所生成的力直接施加到配重上。
图16描绘了根据示例性实施例的子部件(子部件1651)的备选实施例。在图12的实施例中,螺栓1680延伸到骨固定装置341,并且在将壳体1654附接到已经植入的骨固定装置341期间,螺栓1680被拧入骨固定装置341中,以便建立可植入部件1651。就这点而言,螺栓1680包括阳螺纹端1686,该阳螺纹端1686旋入到位于骨固定装置341内的阴螺纹中。这作为有效千斤顶操作以将螺栓1680的头部朝向骨固定装置341拉动,从而将壳体1654驱动到固定装置341上,从而将壳体稳固到固定装置341。可以看出,芯1659将用于螺栓的通道与壳体的内部分开。应当指出,在备选实施例中,螺栓不会延伸通过壳体,但是取而代之的是,螺纹凸台附接到壳体外侧。
在图16的实施例中,压电堆叠固定到芯1659。在该示例性实施例中,芯1659具有平坦面,以容纳压电层的大致平坦表面。也就是说,在一个备选实施例中,具有矩形外轮廓或正方形外轮廓和带有穿过其中的孔洞的圆形内轮廓的、由金属或塑料等制成的块适配在芯1659周围,这在压电元件与芯之间提供了界面。实际上,在一个示例性实施例中,致动器1252是包括前述矩形外轮廓部件的组件,该组件在制造期间滑过芯1659,以便将致动器定位在壳体1654中。
一种备选实施例包括致动器组件,该致动器组件围绕芯1659“浮置”。在该示例性实施例中,具有穿过其中的孔洞的前述本体被配置为使得孔洞的直径大于芯1659的外径。该直径足够大,以适应系统中在致动期间可能发生的、使摆动器装置摆动的任何游隙。因此,致动器组件从不接触芯1659。
图17描绘了部件1751的备选实施例,其中致动器1752未固定到由感振质量块元件1753(其在一些实施例中为钨块)和弹簧1255组成的弹簧-感振质量块组件。通过仅示例而非限制的方式,与臂1270所支撑的由金属制成的半球形体相对应的滑动本体1760邻接板1770。在此,对弹簧1255施加预应力,以使该弹簧1255寻求处于该弹簧1255在图18中所处的状态(在一个备选实施例中,其可以是如图17所示的状态,并且在一个备选实施例中,弹簧可以在其松弛状态下,该弹簧是平坦的),并且致动器1752处于其松弛状态或其膨胀状态(应当指出,松弛状态可以为压缩状态——如关于压电元件所使用的短语松弛状态与没有向其施加电流时的情况相对应——这与例如其中没有向其施加力的弹簧的松弛状态区分开)。在一个示例性实施例中,致动器1752防止弹簧进一步向上弯曲。根据图18可以看出,在致动器的致动之后,该致动器可以使得致动器收缩,弹簧1255向上恢复,从而向上驱动质量块1753。这是因为致动器1752的收缩使滑动表面1760向内移动,从而减轻了施加到板1770上的力(其由于由此产生的结果力矩,所以向下推动弹簧,如图17所示),因此,寻求返回到图18的其松弛状态的弹簧向上驱动质量块1753,从而使得摆动器装置向上摆动。在施加电流以使得致动器1752膨胀时,致动器将力施加到板1770上,从而使得摆动器向下摆动。滑动器元件1760沿着板1770的表面滑动。在该实施例中,它们没有固定到彼此之上。板的表面中的滑动器元件的表面为低摩擦表面和/或可以涂有润滑剂。
因此,可以看出,在一个示例性实施例(诸如图12、图13、图14和图15的实施例)中,压电装置将推力或拉力中的至少一种力施加到包括感振质量块的组件上,以使感振质量块以振动方式移动。进一步地,在一个示例性实施例(诸如图17和图18中所看到的实施例及其变型)中,压电装置仅施加推力,在一个备选实施例中,压电装置仅施加拉力。下文对该实施例的一些附加特征进行描述。
图19给出了部件1951的备选实施例,该部件在杠杆臂连接在致动器与感振质量块和/或其支撑件之间时利用该杠杆臂。在此,杠杆臂1780附接到臂1270上的铰链1960。该杠杆臂1780可以提供从致动器1952到感振质量块和/或其支撑件的力传递,同时还提供刚性解耦,但维持两个部件之间的耦合。此外,应当指出,在一个备选实施例中,代替铰链1960,可以使用弹簧(例如,活动铰链——除非另外说明,否则本文中的铰链的所有公开内容都与活动铰链的公开内容相对应)。
图20描绘了部件2051的备选实施例,该部件利用支撑结构,该支撑结构包括相对于壳体554固定的固定臂2055(实际上,在这个实施例中,只有一个臂)。在此,感振质量块2053由附接到臂2055的相应铰链2020支撑。在一个示例性实施例中,在致动器2052致动时,臂2070被移动,臂2070使铰链2070移动。铰链2070附接到臂2080,臂2080附接到质量块2050。在图20所示的实施例中,致动器2052处于松弛状态或收缩状态。在致动器达到扩展状态时,在图21中看到结果。两个感振质量块均以同等且相反方式旋转,使得与致动器具有图20的状态时的情况相比,外侧部分更靠近壳体的底部。在致动器收缩时,质量块旋转回到图20中所看到的位置。通过重复这样做,实现了振动,在一些实施例中,这些振动用来唤起听力感知。
在至少一些示例性实施例中,存在骨传导设备的部件,诸如本文中所详述的子部件中的任一子部件,该部件包括壳体以及位于该壳体中的弯曲器装置。在一个示例性实施例中,弯曲器装置与上文所详述的图12的弹簧和感振质量块部件相对应。在一个示例性实施例中,与本文中所详述的教导一致,弯曲器装置是压电弯曲器的设备。因此,可以看出,在至少一些示例性实施例中,如果没有完整实现,则可以至少近似弯曲器的功能性,而无需利用压电弯曲器部件。取而代之的是,弯曲器的功能性可以利用收缩器和/或扩展器和/或剪切器压电元件来实现。
鉴于上文,在至少一些示例性实施例中,存在骨传导设备的部件,诸如上文所详述的子部件1251,该部件包括弯曲器装置,该弯曲器装置包括压电元件,并且与弯曲器装置的其他部件一起复制压电弯曲器。进一步地,如上文所看到的,在至少一些示例性实施例中,部件包括感振质量块,该感振质量块由弯曲器装置支撑。在至少一些示例性实施例中,弯曲器装置是在壳体中支撑质量块的尺寸的唯一部件。
在一个示例性实施例中,弯曲器装置为基于金属弹簧的装置。也就是说,在一个备选实施例中,弯曲器装置为基于塑料弹簧的装置。在一些实施例中,根据上文所详述的教导,弹簧为释放弹簧。应当指出,图14的实施例不是弯曲器装置/不包括弯曲器装置。取而代之的是,如上文所指出的,这是刚性摆动器装置。在一个示例性实施例中,挠曲摆动器装置可以为弯曲器装置。
在一个示例性实施例中,弯曲器装置包括压电元件,该压电元件被配置为驱动弯曲器装置弯曲,并且压电元件与弯曲器装置的弯曲隔离。通过仅示例而非限制的方式,这可以在图12的实施例中看出。
在一个示例性实施例中,在致动压电部件时,压电部件关于其纵向轴线以线性方式移动。这与弯曲器形成对比。
在一个示例性实施例中,其中弯曲器装置也包括压电元件(在此,以压电致动器的形式),骨传导设备的部件被配置为使得压电致动器用作操纵器以使得弯曲器装置向上弯曲和/或向下弯曲。
在一个示例性实施例中,弯曲器装置包括压电部件,并且弯曲器装置包括弹簧,弹簧在松弛状态下弯曲。进一步地,在一个示例性实施例中,弹簧在压电元件上施加预应力。当经受冲击时,这关于保护压电元件的完整性具有实用性。(更多内容参见下文。)
图22示出了另一实施例,其中存在部件2251,该部件2251包括致动器2252。该致动器与上述致动器1252的不同之处在于,该致动器包括两个单独的压电部分,即,部分2257A和2257B。在一个示例性实施例中,针对用于唤起具有那些频率的听力感知的声音捕获设备所捕获的声音的相应操作频率/频率,对两个单独的部分进行优化。在一个示例性实施例中,针对低频振动,致动部分2257A;并且针对与低频振动不同的频率(例如,中频振动和/或高频振动),致动部分2257B。在一个示例性实施例中,针对直至或大约或不超过600Hz、650Hz、700Hz、750Hz、800Hz、850Hz、900Hz、950Hz、1000Hz、1100Hz、1200Hz、1300Hz、1400Hz、1500Hz、1600Hz、1700Hz、1800Hz、1900Hz或2000Hz或其间的以0.1Hz为增量的任何值或值范围,致动第一部分2257A;并且针对超出那些范围的频率,致动第二部分2257B。虽然图22中描绘的实施例描绘了彼此邻接的相应层,但是在一个示例性实施例中,两个单独的部分的层可以经由类似物的绝缘体彼此分开,或可以具有它们自己的相应托架,相应托架彼此连接。还应当指出,在一些实施例中,不同部分的长度可以不同,以便实现不同结果。在一个示例性实施例中,这些部分刚性连接到彼此。
因此,在一个示例性实施例中,存在一种弯曲器装置,该弯曲器装置包括第一压电部分和第二压电部分(例如,分别为2257A和2257B)。在该实施例中,针对弯曲频率的第一范围,优化第一压电部分,并且针对弯曲频率的高于第一范围的第二范围,优化第二压电部分。第一压电部分和第二压电部分两者均使得弯曲器的相同部件弯曲。在一个示例性实施例中,可以同时致动两个部分,而在其他实施例中,分别致动这些部分,而在其他实施例中,可以同时且分别致动这些部分。进一步地,在一个示例性实施例中,两个致动之间可以存在交叠。例如,在第一时间段期间,因为第二部分未被致动,所以第一部分被致动。在与第一时间段相邻且与其接续的第二时间段期间,第一部分和第二部分两者均被致动,并且在与第二时间段相邻且与其接续的第三时间段期间,仅第二部分被致动。
在操作中,在一个示例性实施例中,单独的电流可以施加到单独的部分以针对给定频率进行致动。也就是说,在一个示例性实施例中,如果期望两个部分同时致动,则电流可以相同方式同时施加到这两个部分。进一步地,应当指出,可以控制同时施加的电流以实现可能具有实用性的不同性能。
鉴于上文,可以看出,在一个示例性实施例中,存在骨传导设备的部件,该部件包括弯曲器装置,该弯曲器装置包括第一压电部分和第二压电部分。在该示例性实施例中,针对弯曲频率的第一范围,优化第一压电部分,而针对弯曲频率的高于第一范围的第二范围,优化第二压电部分。进一步地,根据图22可以看出,第一压电部分和第二压电部分均使得弯曲器的相同部件弯曲。这与利用分别弯曲或以其他方式移动不同部件的两个单独的压电部分的设备区分开。
如上文所指出的,在一个示例性实施例中,压电元件可以为剪切器。图23描绘了根据示例性实施例的利用这种压电元件的示例性可植入子部件351。在此,压电元件2352连接到作为刚性结构部件的臂2365,臂2365连接到在臂的端部处的铰链,铰链连接到感振质量块2353。感振质量块2353由弹簧2355支撑,弹簧2355可以为板簧等。
图23的实施例描绘了广泛用于支撑和移动感振质量块的实心刚性臂。也就是说,应当指出,在一个备选实施例中,反而可以利用全弹簧布置。也就是说,代替刚性实心臂,可以利用其中不存在臂的板簧。图27B示出了可植入部件2751B的示例性实施例,其利用弹簧2399代替臂。(更多内容参见下文。)
图23描绘了根据实施例的处于松弛状态或施加第一电压的状态的压电元件。在施加电压时,如图24所看到的,压电元件剪切,从而向外侧驱动臂2365,因此将向外的力施加到感振质量块2353的顶部上,继而向外推动感振质量块,因而向下推动感振质量块,因此可以看出,弯曲弹簧2355。(应当简要指出,在本文中的设备的致动期间发生的弯曲相对较小,如下文所更详细地描述的,附图在大多数情况下会夸大弯曲。图23和图24描绘了弯曲以及与上述附图中的方式相比不太夸大的方式。)与本文中所详述的教导一致,臂2365不会弯曲,因为它们是刚性结构部件。(如下文所更详细描述的,在其他实施例中,臂2365反而还可以与板簧相对应——在至少一些示例性实施例中,可以利用可以实现本文中所详述的教导的任何结构)。
在移除电流时,弹簧将感振质量块驱动回到图23所示的状态。在一个示例性实施例中,在施加负向电流时,压电元件沿相反方向剪切,根据图25可以看出,因此拉动臂2365和板,从而向上拉动感振质量块2353并且向上弯曲弹簧2355。应当指出,图25的配置还可以是当不施加电压时压电元件的状态。也就是说,图24的配置可以是当不施加电压时压电元件的状态。在至少一些示例性实施例中,可以利用能够实现本文中所详述的教导的任何方案。
图26描绘了子部件2651的备选实施例,该子部件2651利用刚性实心结构将压电元件2352连接到感振质量块2353。在此,如所示出的,存在臂2656和2655。存在板2677以提供附加力矩,尽管应当指出,在一个备选实施例中,臂2656的铰链可以直接连接到感振质量块2353。在该示例性实施例中,压电元件的致动导致感振质量块摆动,但不弯曲。在图26所示的实施例中,铰链耦合到板2677。在一个备选实施例中,该布置可以使得在至少一些位置中,可以利用滑动表面代替铰链。还应当指出,在一个示例性实施例中,代替单独的铰链,板2677本身可以是其自己的板簧或其中的板簧。就这点而言,图27描绘了这种实施例。板簧2777提供了对系统的刚性的松弛,因此感振质量块可以旋转。就这点而言,完全且全部支撑质量块2753的弹簧2777可以刚性附接到臂,但是弹簧使得系统能够移动,以使系统不是刚性系统。还应当指出,在一个备选实施例中,可以利用销系统等,其中质量块基本上夹持在两个臂之间,并且臂和/或质量块在顶部和底部上与相应臂线接触,以使当系统移动时,线接触处可能存在旋转。(例如,可以利用三角形支撑件,其中三角形的“点”与臂和/或感振质量块接界。)应当指出,在图27A的实施例的变型中,传统加紧件可以用于顶部和/或底部,并且弹簧可以用于底部和/或顶部。
图26的实施例描绘了广泛用于支撑和移动感振质量块的实心刚性臂。也就是说,应当指出,在一个备选实施例中,反而可以利用全弹簧布置。
可以存在或可以不存在其他铰链附件。就这点而言,本文中关于利用弹簧等的任何公开内容都与其中利用具有很少挠曲特征或没有挠曲特征的刚性实心臂的备选方案的公开内容相对应。反之亦然。本文中关于利用刚性臂或坚硬臂等的任何公开内容都与其中反而利用弹簧或挠性部件的备选实施例的公开内容相对应。所有这些都具有以下附带条件:没有指出相反情况,并且该领域实现了这种情况。
根据图23、图24、图25和图26可以看出,压电元件具有相对于壳体554固定的底部表面。顶部表面相对于壳体移动,从而移动臂。在一个备选实施例中,顶部表面固定,底部表面相对于壳体移动。就这点而言,应当指出,本文中的对特定布置的任何公开内容也都与该布置被颠倒的备选实施例的公开内容相对应,除非另外说明,并且该领域实现了这种情况。以某个相似方式,图28给出了利用压电元件的不同固定和不同支撑的备选实施例。在此,存在中心梁2872,该中心梁最终刚性连接到壳体或其另一部件。在图28所示的实施例中,中心梁2872延伸到附图的平面中并且延伸到附图的平面外。在一些实施例中,它延伸到壳体的侧壁,并且以其他方式稳固到该壳体的侧壁,而在一个备选实施例中,中心梁由U形结构支撑,该U形结构支撑中心梁的没有板簧2577的侧面,该U形结构具有向下延伸到壳体的地板的臂,其中U形结构稳固到该臂上。在至少一些示例性实施例中,可以利用能够实现本文中所详述的教导的支撑压电元件2852的任何布置。
在描绘了可植入子部件2851的图28的实施例中,当压电元件2852如示出地剪切时(或在一个备选实施例中,这可以是松弛状态等),则向下驱动或向下弯曲弹簧2855;并且当压电元件2852在此处于相反方向上时,向上弯曲弹簧。应当指出,该示例性实施例利用滑动铰链和固定铰链的组合来以功能方式维持系统。就这点而言,在感振质量块中的一个感振质量块上发生推动动作,而在感振质量块中的另一感振质量块上发生推动动作。当这种情况被颠倒时,则发生相反情况。因此,关于具有准许在该实施例中利用的刚性臂与感振质量块的相对移动的耦合布置,存在实用价值。在一些实施例中,可以通过利用杠杆系统和/或开槽系统来获得这种实用价值,该杠杆系统和/或开槽系统准许相对部件移动,同时仍使得质量块能够以防止它们脱离臂2865等移动的方式保持。
在一个备选实施例中,关于利用全弹簧布置,可能存在实用价值,如图29所示。图29描绘了主弹簧2855和两个辅助弹簧2965,一个辅助弹簧附接到顶部压电元件的顶部并且一个辅助弹簧附接到底部压电元件的底部。由于利用了单独的辅助弹簧,质量块2853在致动期间不会摆动或以其他方式自由摇摆。在至少在一些示例性实施例中,可以利用任何如下的布置,这样的布置可以使得能够利用剪切压电元件,以使感振质量块以弓形运动向上和向下移动,使得感振质量块的质量块以可以实现具有实用性的骨传导的听力感知被唤起的方式被控制。
图30描绘了可植入部件3051的又一备选实施例。在此,相应压电元件2852被安装为使得顶部压电元件2852的顶部部分经由刚性连接到壳体壁的支撑件2872进行牢固安装,该支撑件2872可以为由金属等制成的板或实心本体,并且底部压电元件2852的底部部分经由第二支撑件2872进行牢固安装,该第二支撑件又刚性连接到壳体壁。在该实施例中,连接是到壳体壁的顶部和底部,但是应当理解,在一个示例性实施例中,代替向下和向上延伸的支撑件2872,支撑件可以向内和向外延伸到侧壁(基本上以上文所详述的图23的实施例的方式连接到侧壁,除了两个支撑件2872之外——应当指出,在一个备选实施例中,图23的实施例可以连接到底部和/或顶部颜色壁计划装置,该底部和/或顶部颜色壁计划装置在压电元件周围从支撑件2872延伸,然后向上/向下延伸到考虑了H结构的压电元件的侧面,其中交叉部件为2872——双交叉H结构可以与图28的实施例一起使用)。在至少一些示例性实施例中,可以利用可以实现刚性支撑用于连接到壳体壁和/或最终连接到骨螺钉的连接的任何布置。
图30描绘了向右剪切的压电元件,其在图30的布置中使得质量块弧形向下移动。应当指出,在备选实施例中,情况可能恰好相反——向右剪切会使得质量块向上移动。在一个示例性实施例中,如所示出的,可以预先张紧弹簧或以其他方式使其具有松弛状态,从而向右驱动压电元件。在一个备选实施例中,这可以是压电元件的默认状态。
在另一实施例中,可植入部件可以包括防止弹簧和/或感振质量块在错误方向上移动(例如,一个质量块向上移动而一个质量块向下移动)的装置。通过仅示例而非限制的方式,在松弛状态下,主弹簧2855可以是平面的,而辅助弹簧在一个方向或另一方向上被偏置,使得辅助弹簧在适当方向上“引导”质量块。
图31给出了可植入部件3151的备选实施例,其利用单个刚性臂3155代替主弹簧。在此,铰链部件位于臂3155的端部,以使质量块在致动期间可以在其附近铰接。
图32给出了用于示例性方法3200的示例性算法。方法3200包括方法动作3210,该方法动作3210包括:获取骨传导设备的部件,该部件包括位于壳体内的换能器-感振质量块组件。方法3200还包括方法动作3220,该方法动作3220包括:操作组件的换能器,使得组件的第一感振质量块和第二感振质量块(例如,弹簧/臂的任一侧上的质量块)以关于两个感振质量块之间的平面(例如,平面1399)有效对称的方式以弓形运动向上和向下移动,以产生振动,这些振动经由骨传导唤起第一听力感知。在该实施例的一个示例性实施例中,前述弓形运动由压电系统驱动,该压电系统仅耦合到感振质量块和/或感振质量块的支撑结构。通过示例,根据图13可以看出这种情况。与上述教导一致,在一个示例性实施例中,第一感振质量块和第二感振质量块由与支撑结构相对应的弹簧支撑,该弹簧随着感振质量块的弓形移动而向上和向下弯曲。压电系统的元件与弯曲隔离。
在至少一些示例性实施例中,关于施加到感振质量块上的扭矩,压电系统的压电元件所经历的扭矩的量总计不超过施加到感振质量块上的扭矩的50%、40%、30%、25%、20%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、或1%或甚至零。
在一些实施例中,前述弓形移动通过施加到感振质量块和/或感振质量块的支撑结构上的推力或拉力中的至少一种力来实现,这些力由压电系统的压电元件生成。进一步地,根据上文所详述的教导,压电系统的压电元件不形成支撑质量块的支撑结构的一部分。通过仅示例而非限制的方式,如果在所有其他条件相同的情况下,从可植入部件中完全移除了压电元件和/或压电系统,则响应于1000Hz的纯正弦波(其表示100dB的这种声音的输入),关于其重心或任何其他具有实用性的测量点,感振质量块中的质量块的相对定位不超过换能器的最大偏转的15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4.5%、4%、3.5%、3%、2.5%、2%、1.5%、1.4%、1.3%、1.2%、1.1%、1.0%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%或甚至百分之零。
在至少一些实施例中,压电系统的压电元件分别使分别支撑感振质量块的相应支撑结构的相应第一部分移动,并且仅间接地使分别支撑感振质量块的相应支撑结构的相应第二部分移动。因此,这样的示例性实施例涉及其中支撑结构包括压电系统的实施例。就这点而言,在一个示例性实施例中,在没有压电元件和/或压电系统的情况下,不再支撑感振质量块。进一步地,在一些实施例中,压电系统的压电元件分别支撑分别支撑感振质量块的相应支撑结构的相应第一部件,并且压电元件不直接或间接地支撑相应支撑结构的第二部分。
在任何情况下,根据上文,可以看出,在至少一些示例性实施例中,压电系统的压电元件为非弯曲部件。这与上文所详述压电供应部相反。这并不是说元件没有任何痕迹弯曲——所有形状改变部件都有一些变化。也就是说,本领域普通技术人员应当认识到这不是用于弯曲目的的压电元件。
图33给出了可植入部件(可植入部件3351)的另一示例性实施例,该可植入部件利用刚性臂3355和挠性部件3366的组合。在该示例性实施例中,部件3366为弹簧,诸如板簧。因此,支撑结构的弯曲和/或铰接在弹簧3366处发生。在该实施例中,弹簧3366刚性连接到壳体。还应当指出,在至少一些示例性实施例中,反而可以利用旋转铰链(球或销等)代替挠性部件3366。图34给出了可植入部件3451的备选示例性实施例,该可植入部件包括位于臂3355外侧的附加挠性部件3376,如可以看出的。这可以为整个支撑结构提供其他挠性,以使得感振质量块能够根据本文中所详述的教导移动。
就这点而言,在一个示例性实施例中,存在骨传导设备的部件(诸如上文所详述的子部件)或被动式经皮骨传导设备的外部部件和/或经皮穿刺骨传导设备的可移除部件,这样的部件包括壳体。在该示例性实施例中,部件还包括压电-感振质量块组件,该压电-感振质量块组件被配置为由于组件的压电换能器的激励而摆动以唤起听力感知。进一步地,在该示例性实施例中,部件被配置为使得压电-感振质量块组件的压电换能器能够永久防冲击,该永久防冲击超过由阻尼产生的防冲击(在一个示例性实施例中,可能不存在满足该特征的阻尼),同时压电-感振质量块组件的至少一部分相对于壳体固定。可以以多种方式实现这种永久防冲击。在一些实施例中,利用本文中所详述的压电元件的类型是在压电-感振质量块组件的最极端移动时抵抗故障或以其他方式不破坏的类型。
进一步地,在一个示例性实施例中,压电系统与弯曲器装置的其余部分之间的附接或连接使得在一定量的偏转下,压电系统至少部分与弯曲器装置的其余部分解耦,从而准许感振质量块由于冲击而继续行进,但是压电部件不随感振质量块行进,因为这些压电部件不再直接或间接耦合到感振质量块和/或感振质量块的行进的量不会产生到压电系统的相同的行进的量。
通过仅示例而非限制的方式,在一个示例性实施例中,臂1270可以通过伸缩系统建立,在一定量的力下,臂向外伸缩。通过仅示例而非限制的方式,两个同心管可以位于彼此之内,同心管被保持在一起或其位置利用在某个力下将“释放”或“让位”的部件相对于彼此维持,该力可以在感振质量块移动超过一定量时(诸如在唤起听力感知的子部件的正常操作期间经历的最大量和/或从统计学上讲不太可能对压电元件和/或压电系统造成损坏的某个量)存在。
进一步地,在诸如其中对系统施加预应力的实施例之类的一个示例性实施例中,管可以滑移适配到彼此,使得管维持最小的塌缩状态,但是在感振质量块移动超过一定量时,可以膨胀。就这点而言,在一个示例性实施例中,施加有预应力的弹簧施加足够的力,以在子部件的前述正常操作场景期间始终将管维持处于摆动状态。这有点类似于施加有预应力的混凝土等。不管在弯曲器部件在正常操作期间的行进期间弯曲器部件的位置如何,上述系统中的一个系统处总会存在某种形式的压缩应力。在弯曲器部件在异常操作期间的行进期间,该预应力变为零,然后这两个部件可以分开并且相对于彼此滑动,从而准许一个部件在感振质量块的整个行进中随感振质量块移动,同时其他部件相对于压电元件保持固定。这使感振质量块的极端移动与压电元件有效解耦。
对弹簧施加预应力如果没有提供全部防冲击,也可以提供一些防冲击。
在一个示例性实施例中,堆叠被预先加载到小于、大于、或约等于在1000Hz的纯正弦波的输入信号(表示100dB的声音)下由压电堆叠生成的力的最大量的5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍、50倍、55倍、60倍、65倍、70倍、75倍、80倍、85倍、90倍、95倍、100倍、110倍、120倍、130倍、140倍、150倍、160倍、170倍、180倍、190倍、200倍、210倍、220倍、230倍、240倍、250倍、260倍、270倍、280倍、290倍、300倍、325倍、350倍、375倍、400倍、450倍或500倍或更多倍或其间的以整数为增量的任何值或值范围。
在一个示例性实施例中,预先加载使得在正常操作期间的最大偏转期间,预先加载仍会保留在堆叠上。关于质量块将与堆叠解耦的布置,这可能具有实用价值。该布置可以被配置为以使在比可能消除预先加载的力小的力下,发生解耦。关于夹持布置也可以如此,其中在压电叠堆可能扩展超过其全部预先加载值之前,停止压电堆叠的最大膨胀量。
简而易见,应当指出,在至少一些示例性实施例中,在没有施加到压电元件的电压的情况下,压缩或收缩压电元件。
在至少一些示例性实施例中,在施加表示100dB的声音的纯正弦波时,堆叠的扩展量小于、大于或约等于0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1.0微米、1.1微米、1.2微米、1.3微米、1.4微米、1.5微米、1.6微米、1.7微米、1.8微米、1.9微米、2.0微米、2.1微米、2.2微米、2.3微米、2.4微米、2.5微米、2.6微米、2.7微米、2.8微米、2.9微米、3.0微米、3.1微米、3.2微米、3.3微米、3.4微米、3.5微米、3.6微米、3.7微米、3.8微米、3.9微米、4.0微米、4.1微米、4.2微米、4.3微米、4.4微米、4.5微米、4.6微米、4.7微米、4.8微米、4.9微米、5.0微米、5.1微米、5.2微米、5.3微米、5.4微米、5.5微米、5.6微米、5.7微米、5.8微米、5.9微米、6微米、6.25微米、6.5微米、6.75微米、7微米、7.25微米、7.5微米、7.75微米、8微米、8.5微米、9微米、9.5微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14或15微米或其间的以0.01微米为增量的任何值或值范围。
应当指出,上文仅仅是本文中所详述的教导实现防冲击的方式中的一些方式。还更进一步地,在一个示例性实施例中,再次,通过利用预应力的概念,尽管在其他实施例中,无需预应力,但是弹簧部件本身或铰接部件提供了防冲击。通过仅示例而非限制的方式,弹簧可以被配置为以使在一定量的力下,弹簧将以与正常操作期间发生的方式不同的方式偏转,该偏转可能潜在抵消压电元件的扩展中的至少一些扩展,在没有该偏转的情况下原本将发生该扩展。这如果没有提供全部防冲击,也可以提供一些防冲击。
图35给出了利用距离约束器3577的另一示例性实施例。约束器3577被给出为从压电堆叠的一侧延伸到压电堆叠的另一侧的金属夹具状设备。夹具表面被配置为限制压电元件膨胀超过一定量。在一个示例性实施例中,约束器3577在夹具表面之间的距离大于在子部件的正常操作期间发生的压电元件的最大膨胀。该距离小于如下的距离,如果压电元件被准许关于感振质量块在冲击场景期间的全部移动完全膨胀会导致该距离。在图35所示的实施例中,约束器的一侧固定安装到换能器的一侧,而另一侧具有间隙以准许正常操作时膨胀。
在至少一些示例性实施例中,压电元件被配置为承受高压缩力。因此,无需约束器3577来约束压电元件向内移动,而仅向外移动。
还应当指出,在图35的实施例的变型中,约束器反而可以安装在感振质量块等上。
在至少一些示例性实施例中,堆叠从中立位置延伸的量使得小于、大于或约等于感振质量块上的最外位置处的偏转的1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.25、6.5、6.75、7、7.25、7.5、7.75、8、8.5、9、9.5、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、或150或更大或其间的以0.01为增量的任何值或值范围。
在一个示例性实施例中,与可能使得质量块偏转相同量的经优化的压电弯曲器相比较,弯曲器堆叠所使用的功率的量比经优化的弯曲器所消耗的功率的量小至少1.0倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2.0倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、2.9倍、3.0倍、3.1倍、3.2倍、3.3倍、3.4倍、3.5倍、3.6倍、3.7倍、3.8倍、3.9倍、4.0倍、4.1倍、4.2倍、4.3倍、4.4倍、4.5倍、4.6倍、4.7倍、4.8倍、4.9倍、5.0倍、5.1倍、5.2倍、5.3倍、5.4倍、5.5倍、5.6倍、5.7倍、5.8倍、5.9倍、6倍、6.25倍、6.5倍、6.75倍、7倍、7.25倍、7.5倍、7.75倍、8倍、8.5倍、9倍、9.5倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、16倍、17倍、18倍、19倍、20倍、21倍、22倍、23倍、24倍、25倍、26倍、27倍、28倍、29倍、或30倍。
在一个示例性实施例中,当经历使得质量块组件移动最大量(例如,相对于与当组件在正常操作期间摆动以唤起听力感知时或当经受的G力使得移动超过但不是与最大移动相对应的量时移动的量)的G力时,存在永久防冲击,同时从感振质量块组件至少延伸到壳体的振动路径保持处于适当位置。实际上,在一个示例性实施例中,骨传导设备的部件被配置为使得从组件延伸到壳体的振动路径保持处于适当位置,直到部件被破坏为止。
一种示例性实施例包括一种示例性方法,该方法包括执行本文中所详述的方法动作中的任一个或多个方法动作,然后执行使部件经受使得质量块摆动的至少XYZ G加速度的方法动作;或在该方法动作之前,执行本文中所详述的方法动作中的任一个或多个方法动作。在一个示例性实施例中,XYZ为10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450或500或更高。
该方法还包括:防止压电元件移动完全距离,该完全距离在其他情况下原本将会由于感振质量块经受那些加速度而全部移动而产生。这可以通过本文中可适用的教导中的任何教导来实现。
还应当指出,在一个示例性实施例中,出现上述加速度,除了方法包括防止整个系统移动如下的量之外,在没有本文中所详述的在没有阻尼的情况下实现防冲击教导的情况下原本将会存在该量。
进一步地,在换能器的操作期间,换能器经由换能器的操作期间的气体阻尼或剪切阻尼中的至少一种阻尼被阻尼。同样,在一些实施例中,在换能器的操作期间,换能器主要经由换能器的操作期间的气体阻尼或剪切阻尼中的一种阻尼被阻尼。
在另一示例性方法中,存在一种方法,该方法包括执行方法3300,并且还包括使该部件经受至少XYZ G加速度,该XYZ G加速度使得换能器挠曲或弯曲。该方法还包括:防止换能器挠曲或弯曲超过如下的最大挠曲量或最大弯曲量,这样的最大挠曲量或最大弯曲量在没有无需将部件的状态从换能器操作期间存在的状态改变的防止动作的情况下原本将出现。就这点而言,在骨传导设备中使用的一些抗冲击装置具有将设备交替置于防冲击和不防冲击的配置,从而改变部件的状态。而且,在图9的实施例中,换能器-感振质量块组件相对于壳体整体的移动也会改变部件的状态。在此,部件的状态保持不变。
应当具体指出,本文中所详述的防冲击中的至少一些防冲击没有利用阻尼。实际上,图35的实施例不是阻尼的。相反,它是停止压电元件的进一步移动/扩展的二进制设备。就这点而言,至少一些示例性实施例是阻尼的对立面。应当说存在部件的碰击,但是在可能发生损坏之前,碰击防止损坏。
还进一步地,在本文中的教导的一个示例性实施例中,在换能器的操作期间,感振-质量块组件的质量块相对于换能器移动。再次,这与图9的实施例区分开,其中质量块(实际上为多个质量块)随着换能器的移动以一比一关系移动。
在一些实施例中,感振质量块在其最外侧位置处移动的最大移动量是从静止位置沿任一方向ABC微米。在一个示例性实施例中,ABC为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、或其间的以大约0.1为增量的任何值或值范围。在一些实施例中,这与G力环境无关,而在其他实施例中,在部件的正常操作期间仅处于1G环境中。
在一个示例性实施例中,从弯曲器装置的中心到弯曲器装置的最外边缘的距离为约2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0mm、4.1mm、4.2mm、4.3mm、4.4mm、4.5mm、4.6mm、4.7mm、4.8mm、4.9mm、5.0mm、5.1mm、5.2mm、5.3mm、5.4mm、5.5mm、5.6mm、5.7mm、5.8mm、5.9mm、6mm、6.25mm、6.5mm、6.75mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、12mm、13mm或14mm或15mm或其间的以大约0.01mm为增量的任何值或值范围。
在一个示例性实施例中,在所有其他条件相同的情况下,根据本文中的实施例的布置或其变型的谐振频率低于根据图11的实施例及其之前的实施例产生的谐振频率。也就是说,对于相同尺寸的弯曲器装置和相同重量的感振质量块,在相同尺寸的壳体中(高度、长度、宽度),针对相同类型的连接),谐振频率比根据图11的实施例的情况低至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、或80%。
简而言之,应当指出,在一些实施例中,当暴露于10G、15G或20G的加速度和/或减速度时,在没有本文中所公开的移动限制设备(例如,模拟质量块和力矩布置)的情况下,响应于1000Hz、80dB的纯正弦波(如在与外部部件的麦克风一起使用时在该麦克风处测量的),所产生的摆动和/或弯曲使感振质量块发生的移动量为正常操作期间发生的移动量的至少4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍、或50倍。
简而言之,应当指出,在一些实施例中,当暴露于10G、15G或20G的加速度和/或减速度时,利用本文中所公开的移动限制设备,响应于1000Hz、80dB的纯正弦波(如在与外部部件的麦克风一起使用时在该麦克风处测量的),所产生的摆动和/或弯曲使弯曲装置发生的移动量不大于在正常操作期间发生的移动量的1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2.0倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、2.9倍、3倍、3.5倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、或20倍或其间的以0.01为增量的任何值或值范围。
应当指出,本文中的设备和/或系统的任何公开内容都与利用这种设备和/或系统的方法的公开内容相对应。还应当指出,本文中的设备和/或系统的任何公开内容都与制造这种设备和/或系统的方法的公开内容相对应。还应当指出,本文中所详述的方法动作的任何公开内容都与用于执行该方法动作的设备和/或系统/具有与该方法动作相对应的这种功能性的设备和/或系统的公开内容相对应。还应当指出,本文中的设备的功能性的任何公开内容都与包括与该功能性相对应的方法动作的方法相对应。同样地,本文中所详述的任何制造方法的任何公开内容都与从这样的制造方法中得到的设备和/或系统的公开内容和/或利用所得到的设备和/或系统的方法的公开内容相对应。
除非另外说明或本领域未实现,否则本文中关于一个实施例所详述的任一个或多个教导可以与本文中关于其他实施例所详述的任何其他教导中的一个或多个教导组合。同样地,在一些实施例中,除非另外说明或无法实现,否则本文中所详述的任一个或多个教导可以从与一个或多个其他教导的组合中排除。
虽然上文已经对各个实施例进行了描述,但是应当理解,它们通过仅示例而非限制的方式给出。对于相关领域的技术人员而言,显而易见的是,在没有背离本发明的精神和范围的情况下,可以在形式和细节上做出各种改变。因此,本发明的广度和范围不应由上述示例性实施例中的任何示例性实施例限制,而应当仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种骨传导设备的部件,包括:
壳体;
压电弯曲器,位于所述壳体中,其中
所述压电弯曲器包括弯曲器装置,所述弯曲器装置包括压电元件,所述压电元件被配置为驱动所述弯曲器装置的弯曲;并且所述压电元件与所述弯曲器装置的弯曲分离,其中,所述弯曲器装置包括弹簧,所述弹簧在松弛状态下弯曲;并且所述弹簧在所述压电元件上施加预应力;以及
感振质量块,由所述弯曲器装置支撑,其中所述弯曲器装置是在所述壳体中支撑所述感振质量块的唯一部件。
2.根据权利要求1所述的部件,其中:
所述弯曲器装置是基于金属弹簧的装置。
3.根据权利要求1所述的部件,其中:
所述弯曲器装置包括压电致动器;并且
所述部件被配置为使得所述压电致动器用作操纵器,以使所述弯曲器装置向上弯曲和/或向下弯曲。
4.根据权利要求1所述的部件,其中:
所述弯曲器装置包括第一压电部分和第二压电部分;
所述第一压电部分针对弯曲频率的第一范围被优化;
所述第二压电部分针对弯曲频率的第二范围被优化,所述第二范围高于所述第一范围;并且
所述第一压电部分和所述第二压电部分两者均使所述弯曲器的相同部件弯曲。
5.根据权利要求1所述的部件,其中:
所述压电元件与所述弯曲器装置的其他部件一起构成压电弯曲器。
6.一种骨传导设备的部件,包括:
壳体;以及
摆动器装置,位于所述壳体中,其中
所述摆动器装置包括压电装置,所述压电装置是收缩器和/或扩展器和/或剪切器,并且
所述摆动器装置至少是有效对称的装置,
其中,所述摆动器装置包括配重和配重支撑结构;并且所述摆动器装置被配置为使得所述压电装置基本平行于支撑所述配重的所述支撑结构延伸,
其中,所述部件被配置为将所述压电装置的非弯曲移动转换为所述摆动器装置的弯曲移动。
7.根据权利要求6所述的部件,其中:
在所述摆动器装置的摆动期间,配重至少彼此同等、且彼此相反地旋转。
8.根据权利要求6所述的部件,其中:
所述摆动器装置被配置为使得由所述压电装置生成的力直接施加到所述配重或所述支撑结构中的至少一者上,以使所述配重以振动方式移动。
9.根据权利要求6所述的部件,其中:
所述压电装置将推力或拉力中的至少一种力施加到包括感振质量块的组件上,以使所述感振质量块以振动方式移动。
10.一种骨传导设备的部件,包括:
壳体;以及
压电-感振质量块组件,被配置为由于所述组件的压电换能器的激励而摆动以唤起听力感知,其中,所述压电-感振质量块组件包括压电非弯曲器以及一个或多个配重,其中,所述压电非弯曲器基本平行于支撑所述一个或多个配重的支撑结构延伸,
所述部件被配置为使得所述压电-感振质量块组件的所述压电换能器能够永久防冲击,所述永久防冲击超过由阻尼产生的防冲击,同时所述压电-感振质量块组件的至少一部分相对于所述壳体固定。
11.根据权利要求10所述的部件,其中:
当经历使所述组件移动最大量的G力时,存在所述永久防冲击,同时从所述压电-感振质量块组件延伸到所述壳体的振动路径保持处于适当位置。
12.根据权利要求10所述的部件,其中:
所述部件被配置为使得从所述组件延伸到所述壳体的振动路径保持处于适当位置,直到所述部件被破坏为止。
13.根据权利要求10所述的部件,其中:
存在所述永久防冲击,即使所述部件被配置为使得所述组件和/或由所述组件承载的部分在所述壳体经受G力时,能够无阻尼地撞击所述壳体、或由所述壳体直接支撑的任何其他部件,所述G力在没有所述防冲击的情况下原本将破坏所述组件。
14.根据权利要求10所述的部件,其中:
所述部件被配置为:当在与所述配重的振动方向对应的第一方向上经历大于特定值的G力时,使所述配重与所述压电换能器至少部分地解耦,从而使所述组件防冲击。
15.根据权利要求10所述的部件,其中:
所述部件被配置为使得所述压电换能器吸收由于所述配重在与所述配重的振动方向对应的第一方向上经历200G而产生的所有冲击力。
16.一种用于听力的方法,包括:
获取骨传导设备的部件,所述部件包括位于壳体内的换能器-感振质量块组件;以及
操作所述组件的所述换能器,使得所述组件的第一感振质量块和第二感振质量块以与两个所述感振质量块之间的平面有效对称的方式,以弓形运动向上和向下移动以产生振动,所述振动经由骨传导唤起第一听力感知,其中,所述第一感振质量块和所述第二感振质量块由弹簧支撑,所述弹簧与支撑结构相对应,所述弹簧随着所述感振质量块的所述弓形运动而向上和向下弯曲;以及
所述弓形运动由压电系统驱动,所述压电系统仅耦合到所述感振质量块和/或所述感振质量块的支撑结构,其中所述压电系统的压电元件与所述弯曲分离,
所述压电系统的压电元件是非弯曲部件。
17.根据权利要求16所述的方法,其中:
所述弓形运动通过施加到所述感振质量块和/或所述感振质量块的所述支撑结构上的推力或拉力中的至少一种力来实现,所述力由所述压电系统的压电元件生成。
18.根据权利要求16所述的方法,其中:
所述压电元件不形成支撑所述质量块的所述支撑结构的一部分。
19.根据权利要求16所述的方法,其中:
所述压电系统的压电元件分别使分别支撑所述感振质量块的相应支撑结构的相应第一部分移动,并且仅间接地使分别支撑所述感振质量块的相应支撑结构的相应第二部分移动。
20.根据权利要求16所述的方法,其中:
所述压电系统的压电元件分别支撑相应支撑结构的相应第一部件,所述相应支撑结构分别支撑所述感振质量块;并且
相应支撑结构的第二部分不由所述压电元件直接或间接地支撑。
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