CN220938786U - 驱动装置及血泵 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种驱动装置，包括外壳、定子、转子与护磁环；转子可转动地设置于外壳，定子固接于外壳内并能够驱动转子转动，定子包括沿转子的转动轴线的周向间隔设置的多个磁芯；护磁环固接于外壳内，并环绕多个磁芯，护磁环护磁环为导磁件。本申请提供的驱动装置，包括外壳、定子、转子和护磁环，转子可转动地设置于外壳，定子固接于外壳内并能够驱动转子转动，定子包括沿转子的转动轴线的周向间隔设置的多个磁芯，通过将导磁的护磁环环绕多个磁芯，增大了定子的磁通量，避免定子的磁芯发生电磁泄露，提高了驱动装置的功率。本申请还提供一种血泵。

Description

驱动装置及血泵

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种驱动装置及血泵。

背景技术

血管内血泵是一种可以经由患者血管探入患者心脏的泵血装置，血管内血泵置于心脏瓣膜的开口内，以便血液能够流经血泵并进入至动脉血管内。血泵通常包括驱动装置和叶轮，其中驱动装置具有转子部分和定子部分，转子部分与叶轮相连，定子部分能够产生驱动转子部分转动的旋转磁场。然而现有驱动装置的定子部分易出现电磁泄露的情况，这会降低驱动装置的功率。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有血泵的驱动装置易出现电磁泄露而导致驱动装置功率低下的技术问题，提供一种驱动装置及血泵。

第一方面，本申请提供一种驱动装置，所述驱动装置包括：外壳、定子、转子与护磁环；

所述转子可转动地设置于所述外壳，所述定子固接于所述外壳内并能够驱动所述转子转动，所述定子包括沿所述转子的转动轴线的周向间隔设置的多个磁芯；

所述护磁环固接于所述外壳内，并环绕多个所述磁芯，所述护磁环为导磁件。

在其中一个实施例中，所述定子还包括沿所述转子的转动轴线的周向设置的多个线圈，所述线圈绕设于对应所述磁芯的外周面上，所述护磁环与所述线圈在轴向上间隔设置。

在其中一个实施例中，所述护磁环具有朝向所述线圈的第一表面，以及背对所述第一表面的第二表面；所述护磁环具有从所述第一表面到所述第二表面的第一厚度δ1，所述第一表面与所述线圈之间具有轴向间距D1，其中，2≤δ1/D1≤4。

在其中一个实施例中，所述转子包括转子磁体，所述护磁环朝向所述转子磁体的正投影位于所述转子磁体的外轮廓之外。

在其中一个实施例中，所述护磁环具有内周面和外周面，所述护磁环还具有自所述内周面到所述外周面的第二厚度δ2，所述护磁环的内周面与所述转子磁体在径向上的最小间距为D2，其中，3≤δ2/D2≤6。

在其中一个实施例中，所述护磁环与所述转子磁体在轴向上具有间距；和/或，所述护磁环靠近所述转子磁体的端面与所述磁芯靠近所述转子磁体的端面齐平。

在其中一个实施例中，所述转子磁体的数量为两个，两个所述转子磁体在轴向上间隔，所述定子位于两个所述转子磁体之间，所述磁芯的相对两个端部中的至少一个设有所述护磁环。

在其中一个实施例中，所述护磁环的内周面沿所述转子的转动轴线的周向间隔设置有多个定位槽，所述磁芯在轴向上的端部与对应的所述定位槽配合。

在其中一个实施例中，所述护磁环沿轴向设置有用于供所述驱动装置内的导线或管线通过的通孔，所述通孔与所述护磁环的内周面在径向上具有间距；和/或，所述护磁环的饱和磁感应强度大于或等于2T。

第二方面，本申请还提供一种血泵，所述血泵包括：套管、叶轮与如上述任一项所述的驱动装置，所述套管与所述驱动装置的外壳的远端固接，所述叶轮设置在所述套管内并与所述驱动装置的转轴固接。

上述驱动装置及血泵，驱动装置包括外壳、定子、转子和护磁环，转子可转动地设置于外壳，定子固接于外壳内并能够驱动转子转动，定子包括沿转子的转动轴线的周向间隔设置的多个磁芯，通过将导磁的护磁环环绕多个磁芯，增大了定子的磁通量，避免定子的磁芯发生电磁泄露，提高了驱动装置和血泵的功率。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的血泵的结构示意图。

图2为图1提供的血泵在A-A方向上的剖面图。

图3为本申请一实施例提供的转动装置的剖面图。

图4为图3所提供的转动装置去掉第一轴承与第二轴承之后的剖面图。

图5为本申请一实施例提供的护磁环的立体结构示意图。

图6为图2在B处的局部放大示意图。

其中，附图中的标号说明如下：

10、血泵；100、驱动装置；110、外壳；111、壳体主体；112、第一端盖；1121、第一台阶面；113、第二端盖；1131、第三台阶面；120、定子；121、磁芯；122、线圈；130、转子；131、第一转子单元；1311、第一转子磁体；1312、第一飞轮；132、第二转子单元；1321、第二转子磁体；1322、第二飞轮；140、护磁环；141、第一护磁环；142、第二护磁环；143、第一表面；144、第二表面；140a、定位槽；140b、通孔；140c、内周面；140d、外周面；150、转轴；151、第三台阶面；152、定位凸环；161、第一轴承；162、第二轴承；200、套管；210、导管主体；220、插片；200a、进液口；200b、出液口；300、叶轮；400、导管。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

需要说明的是，全文中的“远端”和“近端”仅是为了表示相对位置关系，部件的“远端”是指该部件在正常操作过程中相较于另一端首先进入患者体内的一端和/或更远离操作者的一端，而“近端”是指相较于另一端更晚进入患者体内的一端和/或更靠近操作者的一端。

参见图1及图2，本申请一实施例提供了一种驱动装置100，驱动装置100可应用于血泵中，用于向血泵提供动力，以实现血泵的泵血功能。该驱动装置100包括外壳110、定子120、转子130与护磁环140。转子130可转动地设置于外壳110，定子120固接于外壳110内并能够驱动转子130转动，定子120包括沿转子130的转动轴线的周向间隔设置的多个磁芯121，其中，转子130的转动轴线指的是转子130在转动过程中未发生摆动时的轴线；护磁环140固接于外壳110内，并环绕多个磁芯121，护磁环140为导磁件，即，护磁环140能够导磁。

通过将导磁的护磁环140环绕多个磁芯121设置，增大了定子120的磁通量，避免定子120的磁芯121发生电磁泄露，提高了驱动装置100的功率。

驱动装置100还包括转轴150；转轴150可转动地设置于外壳110上；转子130与转轴150固接，以使转子130能够带动转轴150转动。

具体地，外壳110的外部形貌大致呈图3所示的圆筒状。其中，参见图1，外壳110的近端通过第一轴承161与转轴150连接，外壳110的远端也通过第二轴承162与转轴150连接。第一轴承161与第二轴承162不仅对转轴150起到支撑作用，而且也利于转轴150的转动。可选地，第一转轴150与第二轴承162皆可包括外圈与内圈，内圈通过滚珠可转动地设置在外圈内。

为了便于各个轴承与外壳110、转子130间的装配，参见图3，外壳110可具体包括壳体主体111、第一端盖112与第二端盖113；第一端盖112对接于壳体主体111的近端上，第二端盖113对接于壳体主体111的远端上；转子130与定子120皆安装在壳体主体111内，第一轴承161安装在第一端盖112与转轴150之间，第二轴承162安装在第二端盖113与转轴150之间。

其中，如图4所示，第一端盖112具有第一台阶面1121，转轴150的近端具有第二台阶面151，第一轴承161的外圈与第一台阶面1121抵接、第一轴承161的内圈与第二台阶面151抵接，以使第一轴承161压紧于第一台阶面1121与第二台阶面151之间。第二端盖113具有第三台阶面1131，第二轴承162的外圈固接于第三台阶面1131上。

转子130可包括在轴向上间隔设置的两个转子单元(即如图3示出的第一转子单元131与第二转子单元132)，每个转子单元均包括一个飞轮和对应的转子磁体，即，转子磁体的数量为两个，两个转子磁体在轴向上间隔。定子120位于两个转子单元之间(即位于第一转子单元131与第二转子单元132之间)。第一转子单元131和第二转子单元132均具有磁性，定子120能够产生驱动第一转子单元131和第二转子单元132转动的旋转磁场，当第一转子单元131和第二转子单元132转动时，转轴150将跟随第一转子单元131和第二转子单元132转动，最终使得叶轮300跟随转轴150产生转动。作为一种示例，第一转子单元131设于转轴150的近端，第二转子单元132设于转轴150的远端。

其中，为了便于第二转子单元132的快速安装，转子130的远端具有定位凸环152(参见图4)，定位凸环152的近端面与第二转子单元132接触。

第一转子单元131可如图3所示包括相固接的第一转子磁体1311与第一飞轮1312，第一飞轮1312固接于转轴150的近端上。第一转子磁体1311通过第一飞轮1312固接于转轴150上，既可以提高第一转子磁体1311与转轴150的连接强度，也能降低转轴150在转动过程中发生晃动的幅度，可保证转轴150平稳转动。其中，第一转子磁体1311可以为环状的海尔贝克阵列磁铁。

第二转子单元132的结构与第一转子单元131的结构大致相同，第二转子单元132也包括相固接的第二转子磁体1321与第二飞轮1322，第二飞轮1322固接于转轴150的远端上。其中，第二转子磁体1321可以为环状的海尔贝克阵列磁铁。可以理解的是，第一转子单元131与第二转子单元132的转子磁体沿轴向间隔设置，定在120也势必位于这两个转子磁体之间。

如图3所示，定子120还包括多个线圈122，每个线圈122绕设于对应磁芯121的外周面上，磁芯121固接于壳体主体111内。其中，每个磁芯121的延伸方向均与转轴150的延伸方向一致。磁芯121可大致为柱状，磁芯121的横截面的尺寸保持恒定。磁芯121的横截面的形状可具体呈三角形，每个磁芯121的一个棱边朝向转轴150的轴线。磁芯121的横截面的形状也可呈扇形、圆形、梯形、扇环形等。

需要说明的是，第一转子单元131和第二转子单元132分别靠近磁芯121的轴向两端设置。其中，第一转子单元131的第一转子磁体1311靠近磁芯121的近端，第二转子单元132的第二转子磁体1321靠近磁芯121的远端，如此使得磁芯121能够同时跟第一转子磁体1311和第二转子磁体1321产生磁耦合，从而使得该定子120能同时驱动第一转子单元131和第二转子单元132转动。需要说明的是，为了不影响磁芯121与第一转子磁体1311、第二转子磁体1321的磁耦合，磁芯121轴向的两个端部没有缠绕线圈122。

进一步地，护磁环140的内周面沿转子130的转动轴线的周向间隔设置有多个定位槽140a，磁芯121在轴向上的端部与对应的定位槽140a配合，其中，护磁环140上的定位槽140a可以对磁芯121进行周向定位，以便于将多个磁芯121固定为一整体，利于定子120的快速拆装。定位槽140a的数量可与磁芯121的数量相同，即一个定位槽140a用于安装一个磁芯121。示例地，图5所示出的定位槽140a的数量与磁芯121的数量相同，皆为6个。定位槽140a的形状可与磁芯121的外周面的形状相适配，例如，若磁芯121的横截面呈扇形，定位槽140a为扇形槽；再例如磁芯121的横截面呈梯形，定位槽140a为梯形槽。可以理解，定位槽140a还可以为其它形状，满足与磁芯121配合的目的即可。

护磁环140可与磁芯121的材质相同，也可以不同，例如，磁芯121可以是硅钢件，护磁环140的饱和磁感应强度大于或等于2T，例如，护磁环140的饱和磁感应强度可以是2.2T、2.4T或者2.45T等。具体地，护磁环140可以由高饱和软磁材料制成，如1J22软磁合金、1J27软磁合金等。

护磁环140设置在磁芯121靠近第一转子单元131的端部上，和/或，护磁环140设置在磁芯121靠近第二转子单元132的端部上，即磁芯121的相对两个端部中的至少一个设有护磁环140。优选地，参见图3，护磁环140包括第一护磁环141与第二护磁环142，第一护磁环141设置在定子120靠近第一转子单元131的端部上，第二护磁环142设置在定子120靠近第二转子单元132的端部上。在定子120的轴向两端上皆设置有护磁环140，可以进一步增大定子120磁芯121的磁通量。

护磁环140与线圈122在轴向上间隔设置，即图3所示出的第一护磁环141与线圈122的近端在轴向上具有间距，以及第二护磁环142与线圈122的远端在轴向上具有间距。如此设置，既可以避免在装配过程中护磁环140与线圈122发生干涉，也可以避免护磁环140在与磁芯121焊接过程中产生的高温对线圈122产生不良的影响。

具体地，参见图6，护磁环140具有朝向线圈122的第一表面143，以及背对第一表面143的第二表面144。护磁环140具有从第一表面143到第二表面144的第一厚度δ1，第一表面143与线圈122之间具有轴向间距D1，其中，2≤δ1/D1≤4，例如δ1/D1可取2.0、2.5、3.0、3.5、4.0等。如此设置，可以在保证护磁环140和磁芯121的连接强度的基础上，减少焊接高温对线圈122的影响。具体地，若δ1/D1小于2，护磁环140与线圈122的距离太大，则在磁芯121长度不变的基础上，护磁环140和磁芯121的接合的区域较少，不能保证护磁环140和磁芯121的连接强度；若δ1/D1大于4，护磁环140与线圈122的距离太小，线圈122容易受到护磁环140焊接高温的影响，从而影响线圈122的性能。

在本实施例中，护磁环140朝向转子磁体的正投影位于转子磁体的外轮廓之外，即图3所示出的第一护磁环141朝向第一转子磁体1311正投影位于第一转子磁体1311的外轮廓之外，第二护磁环142朝向第二转子磁体1321正投影位于第二转子磁体1321的外轮廓之外。如此设置，可以进一步避免护磁环140与转子130之间发生相互作用力，例如吸引力或排斥力，保证了转子130和定子120之间的作用力，使得定子120能够稳定地驱动转子130转动。

请参见图5和图6，护磁环140具有相对的内周面140c与外周面140d，护磁环140的外周面140d可采用焊接、粘接等方式与外壳110固接，护磁环140内周面140c上的定位槽140a采用焊接、粘接等方式来固定对应的磁芯121。

参见图5，护磁环140沿轴向设置有用于供驱动装置100内的导线或管线通过的通孔140b，通孔140b与护磁环140的内周面沿径向具有间距，即通孔140b与护磁环140内周面140c所围设形成的中心孔相隔。其中，导线用于与驱动装置100连接，以进行供电和通信；管线用于向驱动装置100提供清洗液(例如肝素)，以防止血液进入驱动装置100的外壳110内。

护磁环140还具有自内周面140c到外周面140d的第二厚度δ2，护磁环140的内周面140c与转子磁体在径向上的最小间距为D2，其中，3≤δ2/D2≤6。示例地，例如δ2/D2可取3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0等。如此设置，使得在保证磁通量增加的基础上避免因护磁环140厚度过大而导致血泵的尺寸过大。具体地，若δ2/D2小于3，则表示护磁环140与转子磁体在径向上的最小间距D2过大，则会增加血泵的外径过大；若δ2/D2大于6，则表示护磁环140与转子磁体在径向上的最小间距D2过小，护磁环140会对转子磁体产生磁性力，从而会干扰定子120与转子单元之间的作用力。

需要说明的是，护磁环140沿径向的第二厚度δ2是指护磁环140中未设有定位槽140a部位在径向上的厚度(参见图5)，也是护磁环140的最大厚度；护磁环140与转子单元在径向上的最小间距是指护磁环140与转子单元的转子磁体在径向上的间距。

护磁环140与转子磁体在轴向上具有间距，即图3所示的第一护磁环141与第一转子单元131的第一转子磁体1311在轴向上具有间距，第二护磁环142与第二转子单元132的第二转子磁体1321在轴向上具有间距。如此设置，既可以避免在装配过程中护磁环140与转子130之间发生干涉，也可以避免护磁环140与转子130之间发生相互作用力，例如吸引力或排斥力。

护磁环140靠近转子磁体的端面与磁芯121靠近转子磁体的端面齐平，即图3所示出的第一护磁环141靠近第一转子磁体1311的端面与定子120靠近第一转子磁体1311的端面齐平；第二护磁环142靠近第二转子磁体1321的端面与定子120靠近第二转子磁体1321的端面齐平。如此设置，可以保证磁芯121的平面度，便于设置有护磁环140的定子120的安装。

本申请还提供了一种血泵10，参见图1及图2，该血泵10包括套管200、叶轮300、及如上任一项所述的驱动装置100；套管200与驱动装置100的外壳110的远端连接，叶轮300设置在套管200内并与驱动装置100的转轴150固接。

在该血泵10中，驱动装置100内增设有护磁环140，护磁环140可增大定子120的磁通量，避免定子120的磁芯121发生电磁泄露，提高驱动装置100的功率；另外，护磁环140上的定位槽140a可以对磁芯121进行周向定位，以便于将多个磁芯121固定为一整体，利于定子120的快速拆装。

参见图1及图2，套管200具有进液口200a与出液口200b。其中，进液口200a设置于套管200的远端，出液口200b设置于套管200的近端，可具体设置于套管200近端的周向侧壁上。当血泵10的远端植入血管后，套管200延伸穿过心脏瓣膜，诸如主动脉瓣膜，而进液口200a位于心脏内，出液口200b和驱动装置100位于心脏外的诸如主动脉的血管中。当叶轮300旋转时，血液从进液口200a流入套管200中，再从出液口200b流出套管200以进入至主动脉等血管中。

套管200可如图2所示，包括套管主体210及沿转子130的转动轴线的周向间隔设置在套管主体210近端上的多个插片220，相邻的两个插片220之间形成套管200的出液口200b。插片220可采用焊接、螺纹连接、粘接等方式固定于驱动装置100的周向侧壁上。

作为一种示例，参见图1及图2，该血泵10还包括导管400，导管400与驱动装置100的外壳110的近端连接。其中，导管400与驱动装置100的远离套管200的一端对接。导管400用于供相应部件通过，例如用于给驱动装置100内通入冲洗液的冲洗管线，又例如给驱动装置100供电的导线，再例如用于支撑导管400的金属丝等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：外壳、定子、转子与护磁环；

所述转子可转动地设置于所述外壳，所述定子固接于所述外壳内并能够驱动所述转子转动，所述定子包括沿所述转子的转动轴线的周向间隔设置的多个磁芯；

所述护磁环固接于所述外壳内，并环绕多个所述磁芯，所述护磁环为导磁件。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述定子还包括沿所述转子的转动轴线的周向设置的多个线圈，所述线圈绕设于对应所述磁芯的外周面上，所述护磁环与所述线圈在轴向上间隔设置。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述护磁环具有朝向所述线圈的第一表面，以及背对所述第一表面的第二表面；所述护磁环具有从所述第一表面到所述第二表面的第一厚度δ1，所述第一表面与所述线圈之间具有轴向间距D1，其中，2≤δ1/D1≤4。

4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述转子包括转子磁体，所述护磁环朝向所述转子磁体的正投影位于所述转子磁体的外轮廓之外。

5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述护磁环具有内周面和外周面，所述护磁环还具有自所述内周面到所述外周面的第二厚度δ2，所述护磁环的内周面和所述转子磁体在径向上的最小间距为D2，其中，3≤δ2/D2≤6。

6.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述护磁环与所述转子磁体在轴向上具有间距；和/或，所述护磁环靠近所述转子磁体的端面与所述磁芯靠近所述转子磁体的端面齐平。

7.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述转子磁体的数量为两个，两个所述转子磁体在轴向上间隔，所述定子位于两个所述转子磁体之间，所述磁芯的相对两个端部中的至少一个设有所述护磁环。

8.根据权利要求1-7任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述护磁环的内周面沿所述转子的转动轴线的周向间隔设置有多个定位槽，所述磁芯在轴向上的端部与对应的所述定位槽配合。

9.根据权利要求1-7任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述护磁环沿轴向设置有用于供所述驱动装置内的导线或管线通过的通孔，所述通孔与所述护磁环的内周面在径向上具有间距；和/或，所述护磁环的饱和磁感应强度大于或等于2T。

10.一种血泵，其特征在于，所述血泵包括：套管、叶轮以及如权利要求1至9任一项所述的驱动装置，所述套管与所述驱动装置的外壳的远端固接，所述叶轮设置在所述套管内并与所述驱动装置的转轴固接。