一种磁场发生装置的制作方法

本申请涉及神经介入机器人的，更具体的，是一种磁场发生装置。

背景技术：

1、神经介入机器人通过电磁线圈通电产生可控磁场，实现对体内磁性器械的驱动与精准操控，能够在神经外科等复杂场景中完成毫米级甚至亚毫米级的精细操作，对手术安全性和稳定性要求极高。

2、电磁线圈作为磁场发生装置的核心执行元件，其工作特性直接决定了机器人的整体性能。在临床应用中，为实现快速响应和高精度磁场控制，线圈往往需要在高频率、大电流的脉冲或交变工况下运行。电磁线圈在连续工作时往往在短时间内产生大量热量，造成热量的不断累积。

3、目前常见的电磁线圈散热方案主要包括风冷、液冷等，但在高功率密度、高洁净度与低噪声要求并存的医疗机器人应用中，各类方式均存在明显局限。其中，风冷依赖空气对流，但空气导热能力弱，散热效率低，难以应对线圈在高频大电流下产生的热负荷；同时风扇运行通常产生45 db以上的噪声，干扰手术室内医护沟通。液冷方案分为间接接触式与直接接触式两类，间接接触式依赖冷板与线圈外表面贴合传热，热量传递的热阻较高，且难以有效导出线圈内部的热量；直接接触式虽传热效率高，却存在冷却液腐蚀、泄漏及长期密封可靠性等问题，维护复杂，难以满足医疗设备对安全与稳定性的严苛要求。

技术实现思路

1、本申请提供了一种磁场发生装置，能够在高电流密度下，提升电磁线圈的散热效果，满足电磁线圈的高效散热需求。

2、本申请提供的一种磁场发生装置采用如下的技术方案：

3、一种磁场发生装置，包括：

4、壳体，所述壳体设置有容纳腔室，所述容纳腔室内填充冷却液；所述壳体周壁设置有排气口和进液口，所述排气口、所述进液口均与所述容纳腔室连通；

5、铁芯，设置于所述壳体内；

6、线圈，设置于所述壳体内且套设于所述铁芯的外周壁，所述线圈浸没于冷却液中；所述线圈包括第一区域和第二区域，至少一个所述线圈的所述第一区域和/或所述第二区域设置有多个扰流柱。

7、在一些技术方案中，所述线圈设置有多个，且多个所述线圈沿所述壳体的径向方向依次嵌套设置，且相邻两个所述线圈之间具有间隙。

8、在一些技术方案中，多个所述线圈同轴设置，且相邻两个所述线圈之间的间隙相同；所述铁芯的轴线、多个所述线圈的轴线以及所述壳体的轴线重合。

9、在一些技术方案中，多个所述扰流柱形成至少两组扰流模组，相邻两组所述扰流模组之间间隔设置，沿所述线圈的轴线方向，相邻两组所述扰流模组交错设置；每组扰流模组中包括至少两个所述扰流柱。

10、在一些技术方案中，沿所述线圈的轴线方向，多个所述扰流柱形成至少两条扰流线型组，每组扰流线型组内的所述扰流柱间隔设置，相邻两组扰流线型组内的所述扰流柱交错设置。

11、在一些技术方案中，所述扰流柱被配置为柔性柱，所述扰流柱的高度小于或等于0.4 mm。

12、在一些技术方案中，沿平行于所述线圈轴线的方向，所述扰流柱的横截面至少部分被配置为弧形结构。

13、在一些技术方案中，所述进液口设置有至少两个，其中，两个所述进液口分别对位于所述第一区域和所述第二区域设置；每个所述进液口的正投影至少部分与相邻两个所述线圈之间的间隙重合。

14、在一些技术方案中，所述壳体还设置有与所述容纳腔室连通的气腔，所述气腔设置于所述容纳腔室的顶部区域，所述排气口被配置于所述气腔一侧。

15、在一些技术方案中，所述线圈表面设置有涂层，所述涂层用于减少气泡的黏附，使气泡脱离所述线圈表面。

16、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

17、低沸点冷却液通过进液口进入容纳腔室内，使得线圈直接浸入低沸点氟化冷却液中，线圈在工作时产生大量热量，其表面温度升高至冷却液的沸点时，紧贴线圈的液体层会吸收足够的热量，直至使得冷却液到达沸点时，发生从液态到气态的相变，冷却液便会气化继而从排气口排出，同时以将热量带离线圈，保证线圈不超温，同时沸腾产生的气泡会持续扰动液层，破坏热边界层，进一步强化了从线圈表面到液体的传热效率。由于冷却液汽化时吸收的汽化潜热远大于单相冷却（如风冷或水冷）能吸收的显热，因此本申请利用冷却液在线圈表面沸腾相变吸收热量，只需少量冷却液即可应对极高的热流密度，提升了线圈的散热效果，满足电磁线圈的高效散热需求。

1.一种磁场发生装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述线圈设置有多个，且多个所述线圈沿所述壳体的径向方向依次嵌套设置，且相邻两个所述线圈之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的磁场发生装置，其特征在于，多个所述线圈同轴设置，且相邻两个所述线圈之间的间隙相同；所述铁芯的轴线、多个所述线圈的轴线以及所述壳体的轴线重合。

4.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，多个所述扰流柱形成至少两组扰流模组，相邻两组所述扰流模组之间间隔设置，沿所述线圈的轴线方向，相邻两组所述扰流模组交错设置；每组扰流模组中包括至少两个所述扰流柱。

5.根据权利要求4所述的磁场发生装置，其特征在于，沿所述线圈的轴线方向，多个所述扰流柱形成至少两条扰流线型组，每组扰流线型组内的所述扰流柱间隔设置，相邻两组扰流线型组内的所述扰流柱交错设置。

6.根据权利要求4所述的磁场发生装置，其特征在于，所述扰流柱被配置为柔性柱，所述扰流柱的高度小于或等于0.4 mm。

7.根据权利要求4所述的磁场发生装置，其特征在于，沿平行于所述线圈轴线的方向，所述扰流柱的横截面至少部分被配置为弧形结构。

8.根据权利要求5所述的磁场发生装置，其特征在于，所述进液口设置有至少两个，其中，两个所述进液口分别对位于所述第一区域和所述第二区域设置；每个所述进液口的正投影至少部分与相邻两个所述线圈之间的间隙重合。

9.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述壳体还设置有与所述容纳腔室连通的气腔，所述气腔设置于所述容纳腔室的顶部区域，所述排气口被配置于所述气腔一侧。

10.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述线圈表面设置有涂层，所述涂层用于减少气泡的黏附，使气泡脱离所述线圈表面。