一种聚焦压电冲击波装置的制作方法

1.本技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种聚焦压电冲击波装置。


背景技术：

2.电压通过压电陶瓷晶体时，压电陶瓷晶体的体积会发生改变。
3.压电陶瓷晶体的体积膨胀时向外释放一个压力波，压电陶瓷晶体的体积复原时则会向外释放一个张力波，可见，压电陶瓷晶体的体积变化会导致压电陶瓷晶体向外释放冲击波。
4.为了利用压电陶瓷晶体向外释放的冲击波进行诊疗作业，目前，压电冲击波设备通常将多个压电陶瓷晶体例如压电陶瓷片固定于一个半球状的壳体，以便多个压电陶瓷片产生的冲击波可以积聚于壳体外的同一部位，例如聚集于壳体外的同一点，此点视为该压电冲击波设备的焦点。使用该压电冲击波设备时，操作人员需要令压电冲击波设备的焦点对准患者的待诊疗部位。
5.受上述压电冲击波设备的结构限制，压电陶瓷片安装难度大，结构性能要求高，例如，若压电陶瓷片的厚度过大，则相邻陶瓷距离较近，在高压脉冲放电时有击穿的风险；若压电陶瓷片的厚度过小，则压电陶瓷片与半球状壳体的安装难度显著提高，难以准确控制产品的焦点，导致产品质量参差不齐。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种聚焦压电冲击波装置，其结构简单，适于生产和安装，有利于保障产品的质量和使用寿命。
7.为实现上述目的，本技术提供一种聚焦压电冲击波装置，包括基座、若干固定于基座的压电陶瓷定位平面的压电陶瓷以及架设于全部压电陶瓷的前端的声透镜；全部压电陶瓷面状排布于压电陶瓷定位平面、以发出若干平行的冲击波；声透镜平行于压电陶瓷定位平面。
8.在一些实施例中，基座内设有用于调节声透镜和压电陶瓷定位平面的间距的透镜调距组件。
9.在一些实施例中，透镜调距组件包括可沿杆长方向往复移动的驱动杆和多个平行于驱动杆的导向杆；驱动杆垂直于压电陶瓷定位面；声透镜与任一导向杆滑动连接；声透镜与驱动杆固定连接。
10.在一些实施例中，驱动杆和全部导向杆分散安装于声透镜的周侧；驱动杆滑动定位于基座的滑杆腔内；驱动杆的第一端固定于声透镜，驱动杆的第二端设有驱动柄，部分驱动柄穿设于基座外。
11.在一些实施例中，基座内设有锁销腔和设于锁销腔内的弹性定位体；锁销腔的轴向与滑杆腔的轴向相交；弹性定位体的一端固定于锁销腔，弹性定位体的另一端用于挤压驱动杆的杆周以实现定位驱动杆。
12.在一些实施例中，弹性定位体包括同轴穿设于锁销腔内的弹簧和设于弹簧的轴向一端的定位珠；定位珠朝向驱动杆；驱动杆的杆周设有多个沿杆长方向分布、用于供定位珠嵌入的定位凹槽。
13.在一些实施例中，基座的外壁设有用于标定透镜调距组件的调距距离的刻度；穿设于基座外的部分驱动柄紧邻于刻度。
14.在一些实施例中，透镜调距组件包括电机、齿轮齿条机构、位置传感器和控制器；齿轮齿条机构的齿条设于驱动杆；齿轮齿条机构的齿轮安装于电机的输出轴；控制器耦接位置传感器和电机、以实现根据位置传感器对齿条的位移检测数据反馈调节齿轮的转动状态。
15.在一些实施例中，基座包括呈筒状的壳体和密封安装于壳体的轴端的密封盖；密封盖、声透镜和压电陶瓷定位平面三者沿壳体的轴向依次间隔分布。
16.在一些实施例中，密封盖与声透镜之间、声透镜与全部压电陶瓷的前端端面之间均填充有耦合剂。
17.相对于上述背景技术，本技术所提供的聚焦压电冲击波装置包括基座、声透镜和若干压电陶瓷；基座具有压电陶瓷定位平面，全部压电陶瓷固定于基座的压电陶瓷定位平面；压电陶瓷靠近压电陶瓷定位平面的一端视为压电陶瓷的末端，压电陶瓷远离压电陶瓷定位平面的一端视为压电陶瓷的前端，该聚焦压电冲击波装置的声透镜架设于全部压电陶瓷的前端，换言之，声透镜和压电陶瓷定位平面分别位于全部压电陶瓷的两对侧。
18.该聚焦压电冲击波装置中，全部压电陶瓷面状排布于压电陶瓷定位平面，因此可以向压电陶瓷的前端释放若干平行的冲击波；声透镜架设于压电陶瓷的前端且压电陶瓷定位平面，因此可以对全部压电陶瓷释放的平行的冲击波聚集，令前述全部冲击波聚集于同一部位，例如聚集于同一点或者同一条线，从而方便操作人员将将聚焦后的冲击波用于相关诊疗作业。其中，全部冲击波的聚集部位可视为该聚焦压电冲击波装置的焦点。
19.由于多个压电陶瓷安装于平面状的压电陶瓷定位平面，因此，该聚焦压电冲击波装置简化了压电陶瓷和基座的装配关系，结合声透镜的聚焦功能，有利于在安装压电陶瓷的过程中简单、准确地控制该聚焦压电冲击波装置的焦点位置，保障该聚焦压电冲击波装置的产品质量。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例所提供的聚焦压电冲击波装置中基座、压电陶瓷和声透镜的装配示意图；
22.图2为本技术实施例所提供的第一种声透镜的结构示意图；
23.图3为图2在a-a处的剖视图；
24.图4为本技术实施例所提供的第二种声透镜的结构示意图；
25.图5为图4在b-b处的剖视图；
26.图6为本技术实施例所提供的聚焦压电冲击波装置中压电陶瓷和声透镜的装配示意图；
27.图7为本技术实施例所提供的第一种聚焦压电冲击波装置的结构示意图；
28.图8为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置的结构示意图；
29.图9为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置在驱动杆处的局部结构示意图；
30.图10为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置在弹簧和定位珠处的局部结构意图；
31.图11为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置在驱动杆处的局部放大示意图；
32.图12为本技术实施例所提供的第三种聚焦压电冲击波装置的结构示意图。
33.其中，01-焦点、1-基座、101-滑杆腔、102-锁销腔、11-壳体、12-密封盖、2-压电陶瓷、3-声透镜、41-驱动杆、42-导向杆、431-弹簧、432-定位珠、433-弹簧定位块、44-驱动柄、45-齿轮、46-齿条、47-电机、48-减速器、5-耦合剂、6-陶瓷封装部、7-刻度。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
36.请参考图1至图12，图1为本技术实施例所提供的聚焦压电冲击波装置中基座、压电陶瓷和声透镜的装配示意图；图2为本技术实施例所提供的第一种声透镜的结构示意图；图3为图2在a-a处的剖视图；图4为本技术实施例所提供的第二种声透镜的结构示意图；图5为图4在b-b处的剖视图；图6为本技术实施例所提供的聚焦压电冲击波装置中压电陶瓷和声透镜的装配示意图；图7为本技术实施例所提供的第一种聚焦压电冲击波装置的结构示意图；图8为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置的结构示意图；图9为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置在驱动杆处的局部结构示意图；图10为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置在弹簧和定位珠处的局部结构意图；图11为本技术实施例所提供的第二种聚焦压电冲击波装置在驱动杆处的局部放大示意图；图12为本技术实施例所提供的第三种聚焦压电冲击波装置的结构示意图。其中，图1、图2、图4、图7和图8省略了声透镜表面的槽纹结构；图6和图7所示的焦点不属于本聚焦压电冲击波装置的实体结构。
37.请参考图1至图6，本技术提供一种聚焦压电冲击波装置，包括基座1、若干固定于基座1的压电陶瓷2以及安装于全部压电陶瓷2的前端的声透镜3。
38.在该聚焦压电冲击波装置中，基座1具有压电陶瓷定位平面，全部压电陶瓷2固定于基座1的压电陶瓷定位平面，且全部压电陶瓷2在前述压电陶瓷定位平面呈面状排布，从而向基座1外发出若干平行的冲击波；声透镜3架设于全部压电陶瓷2的前端，与此同时，声
透镜3平行于基座1的压电陶瓷定位平面。
39.通常，全部压电陶瓷2的型号尺寸一致，例如，全部压电陶瓷2均呈等长且等径的圆柱状；前述多个压电陶瓷2均垂直固定于基座1的压电陶瓷定位平面，相邻压电陶瓷2密集布置。由于全部压电陶瓷2等长且等径，因此，当全部压电陶瓷2的末端端面固定于基座1的压电陶瓷定位平面，全部压电陶瓷2的前端端面则处于同一平面内，且该平面平行于基座1的压电陶瓷定位平面，显然也就平行于声透镜3。
40.图1至3所示的声透镜3可将多条平行的冲击波聚集于同一点，图4至图6所示的声透镜3可将多条平行的冲击波聚集于同一条线。前述声透镜3均采用透声材料制作，其表面具有槽纹结构，属于菲涅尔透镜。
41.使用该聚焦压电冲击波装置时，全部压电陶瓷2向外发出若干平行的冲击波，声透镜3可以对前述若干冲击波进行聚焦，令多个冲击波集中于同一部位，例如聚集于同一点或者同一条线，既增大该聚焦压电冲击波装置在诊疗作业中的能量，又适于通过声透镜3来调整该聚焦压电冲击波装置的焦点01，改善该聚焦压电冲击波装置的操作性能。
42.其中，通过声透镜3调整该聚焦压电冲击波装置的焦点01可以指在不同产品中安装不同参数的声透镜3，也可以指在同一产品内可调整地安装不同参数的声透镜3，还可以指在同一产品内调整同一声透镜3在该产品内的安装参数。
43.下面结合附图和实施方式，对本技术所提供的聚焦压电冲击波装置做更进一步的说明。
44.为了实现调节该聚焦压电冲击波装置的焦点01，在本技术所提供的一些实施例中，该聚焦压电冲击波装置不仅包括基座1、压电陶瓷2和声透镜3，还包括与声透镜3连接的透镜调距组件。
45.透镜调距组件可以设于声透镜3和基座1之间；透镜调距组件可以通过自身的伸缩功能或者直线位移增大声透镜3和压电陶瓷定位平面的间距，进而增大声透镜3和全部压电陶瓷2的前端端面的间距，由此提高该聚焦压电冲击波装置在诊疗作业中的穿透深度；相应地，透镜调距组件可以通过自身的伸缩功能或者直线位移减小声透镜3和压电陶瓷定位平面的间距，进而减小声透镜3和全部压电陶瓷2的前端端面的间距，由此减小该聚焦压电冲击波装置在诊疗作业中的穿透深度。
46.可参考图7，之所以可以利用透镜调距组件增大和减小聚焦压电冲击波装置的穿透深度，是由于当焦距固定的声透镜3相对于压电陶瓷2和基座1靠近和远离时，会导致声透镜3的焦点01相对于压电陶瓷2和基座1靠近和远离，该聚焦压电冲击波的全部冲击波聚焦于前述焦点01，焦点01相对于整个聚焦压电冲击波的位置决定了该聚焦压电冲击波在诊疗作业中的穿透深度。
47.当焦点01相对于压电陶瓷2和基座1较近时，则该聚焦压电冲击波的穿透深度较浅，操作人员需要令该聚焦压电冲击波靠近患者体表才能对患者体内较深的部位实现诊疗；当焦点01相对于压电陶瓷2和基座1较远时，则该聚焦压电冲击波的穿透深度较深，即使该聚焦压电冲击波距离患者体表较远，该聚焦压电冲击波仍然能够对患者体内的目标部位例如较深的部位实现诊疗。
48.以下提供透镜调距组件的两种具体实现方式。
49.请参考图7至图11，在第一种具体实现方式中，透镜调距组件包括驱动杆41和多个
导向杆42；驱动杆41和全部导向杆42平行，驱动杆41与压电陶瓷2定位面垂直，显然，任意一个导向杆42同样与压电陶瓷2定位面垂直；前述驱动杆41可沿自身杆长方向往复移动，由于驱动杆41垂直于压电陶瓷2定位面，因此，该驱动杆41的移动方向也就是压电陶瓷2定位面的法线方向；前述导向杆42同样垂直固定于压电陶瓷2定位面。
50.在该实施例中，声透镜3与驱动杆41固定连接，声透镜3与全部导向杆42滑动连接；当沿自身杆长方向移动的驱动杆41带动声透镜3移动时，导向杆42用于约束声透镜3的移动方向，确保声透镜3可以在移动过程中始终平行于基座1的压电陶瓷2定位面，由此保障声透镜3移动至不同位置时均平行于基座1的压电陶瓷2定位面。
51.通常，驱动杆41和全部导向杆42分散安装于声透镜3的周侧，例如，声透镜3呈圆片状，一个驱动杆41和两个以上导向杆42围绕前述声透镜3的圆形轮廓均匀分布。驱动杆41驱使声透镜3沿驱动杆41的杆长方向移动时，可以有效保障声透镜3的各个部位均产生相同的位移，避免声透镜3倾斜。
52.上述驱动杆41可滑动安装于基座1的滑杆腔101内，滑杆腔101用于约束驱动杆41的移动方向，令驱动杆41的移动方向为其杆长方向。此驱动杆41沿杆长方向的第一端固定于声透镜3，第二端设有驱动柄44；其中，驱动杆41自基座1的滑动腔向外穿设，使得部分驱动杆41伸出至基座1外，操作人员可以持握并沿驱动杆41的杆长方向推拉驱动柄44，从而利用驱动柄44带动处于滑杆腔101内的驱动杆41移动。
53.在透镜调距组件的第一种具体实现方式中，可采用设于锁销腔102内的弹性定位体对驱动杆41在滑杆腔101内的具体位置实现锁定和解锁。锁销腔102设于基座1内，弹性定位体穿设于锁销腔102内，弹性定位体的弹力方向平行于锁销腔102的轴向；弹性定位体的一端固定于锁销腔102、另一端贴合于驱动杆41的杆周，由此可见，弹性定位体的弹力方向与驱动杆41的轴向相交，也就是说，锁销腔102的轴向与滑杆腔101的轴向相交。举例来说，弹性定位体的弹力方向可垂直于驱动杆41的轴向，显然，此时锁销腔102和滑杆腔101为基座1内相互垂直且相交的腔体。
54.弹性定位体利用自身端部挤压驱动杆41的杆周，从而定位驱动杆41，实现驱动杆41在滑杆腔101内的某一位置的锁紧。一旦操作人员通过驱动柄44施加于驱动杆41的作用力大于弹性定位体施加于驱动杆41的阻力，驱动杆41就会沿滑杆腔101移动并压缩弹性定位体，相当于驱动杆41在滑杆腔101内实现解锁。
55.弹性定位体具体可采用弹簧431和定位珠432；弹簧431同轴穿设于锁销腔102内，用于约束弹簧431的伸缩方向；定位珠432设于弹簧431的轴向一端并朝向驱动杆41，与此同时，驱动杆41的杆周设有多个沿自身杆长方向分布的定位凹槽，例如半球状凹槽，定位珠432可嵌入前述定位凹槽内，从而与驱动杆41的杆周形成较大的接触面积，稳定可靠地锁紧驱动杆41。当弹性定位体和驱动杆41通过定位珠432和定位凹槽二者的配合关系实现锁紧定位时，驱动杆41设置越多的定位凹槽，则弹性定位体可以在更多不同位置实现锁紧驱动杆41。
56.弹簧431穿设于锁销腔102内时，弹簧431的其中一个轴向端部可通过设于锁销腔的弹簧定位块433固定连接，弹簧431的另外一个轴向端部则可以与定位珠432贴合接触或固定连接。
57.此外，在透镜调距组件的第一种具体实现方式中，基座1的外壁进而设置刻度7，此
刻度7对应于驱动杆41在滑杆腔101内的位置，即前述刻度7用于标定驱动杆41在滑杆腔101内的位置，进而用于标定透镜调距组件的调距距离。一般来说，穿设于基座1外的部分驱动柄44紧邻于前述刻度7，方便操作人员比对驱动柄44和刻度7，从而快速、准确、合理地调整对驱动柄44的施力状态。
58.除了上述第一种具体实现方式以外，本技术还提供了第二种透镜调距组件的具体实现方式，相比于第一种透镜调距组件的具体实现方式的手动调节原理而言，第二种透镜调距组件的具体实现方式采取自动调节原理。
59.请参考图12，在透镜调距组件的第二种具体实现方式中，透镜调距组件可以包括电机47、齿轮齿条机构、位置传感器和控制器。可同时参考图8，齿轮齿条机构具有相互啮合的齿轮45和齿条46，齿轮45与安装于电机47的输出轴，电机47开启时可驱动齿轮45定轴旋转，进而驱动齿条46平移，齿条46与驱动杆41固定连接，齿条46的长度方向平行于驱动杆41的杆长方向，齿条46平移时带动驱动杆41同步运动，进而实现驱动杆41带动声透镜3平移。
60.控制器耦接位置传感器和电机47；其中，位置传感器用于检测齿条46的位移，控制器可根据位置传感器的检测数据控制电机47的运行状态，从而反馈调节齿轮45的转动状态，包括齿轮45的转动方向和转速，实现自动、精准控制驱动杆41和声透镜3的移动位置。
61.上述电机47具体为采用步进电机，此步进电机可搭配减速器48使用，精准控制齿轮45的旋转状态。位置传感器具体可采用激光传感器，用于实时检测齿条46的位移，从而获取声透镜3的位置以便分析计算该聚焦压电冲击波装置的穿透深度。
62.使用具有上述结构的聚焦压电冲击波装置时，操作人员可以将预设穿透深度输入该聚焦压电冲击波装置的控制器，控制器比较这一预设穿透深度所对应的声透镜3的预设位置和位置传感器采集的声透镜3的位置，进而计算出步进电机所需的旋转方向和转速，以此控制步进电机旋转，令声透镜3移动至预设穿透深度所对应的预设位置。当声透镜3到达前述预设位置后，操作人员可开启该聚焦压电冲击波装置的全部压电陶瓷2，令全部压电陶瓷2向外释放冲击波。
63.可参考图7、图8和图12，在本技术所提供的部分实施例中，除了具备上文提及的各个结构特征以外，该聚焦压电冲击波装置的基座1包括壳体11和密封盖12，壳体11呈筒状，密封盖12密封安装于壳体11的轴向端部，密封盖12、声透镜3和压电陶瓷定位平面三者沿壳体11的轴向依次间隔分布，全部压电陶瓷2处于声透镜3和压电陶瓷定位平面之间。在前述结构的基础上，若声透镜3可在透镜调距组件的驱动下移动，则声透镜3的移动范围受到全部压电陶瓷2和密封盖12的限制。
64.在上述实施例中，密封盖12与声透镜3之间填充有耦合剂5，声透镜3与全部压电陶瓷2的前端端面之间也填充有耦合剂5。耦合剂5填充于基座1内，用于传导冲击波的能量；移动声透镜3时，位于声透镜3两侧的耦合剂5可以沿声透镜3的周侧边缘和壳体11的内壁之间的间隙流动。此外，全部压电陶瓷2的前端端面可采用陶瓷封装部6实现封装，同时还可以配合环氧树脂实现密封。
65.此外，该聚焦压电冲击波装置的基座1可采用塑料加工支座，同时采用环氧树脂密封，保护压电陶瓷2并提供绝缘防护作用；前述基座1内还设有正负极供电线，用于为压电陶瓷2提供电能。
66.综上，本技术所提供的聚焦压电冲击波装置利用声学透镜将多个平面布置的压电
陶瓷2发出的平行冲击波聚焦于同一部位，例如聚焦于同一点或者同一条线，以此提高该聚焦压电冲击波装置可用在诊疗作业中的冲击波能量，适用于疼痛症、骨科疾病的诊疗作业；在此基础上，本技术所提供的聚焦压电冲击波装置还能够利用声透镜3的位置来调节前述点或线在相对于基座1的位置，从而改变该聚焦压电冲击波装置的穿透深度，令该聚焦压电冲击波装置适用于不同的作业场合，令诊疗作业更加精准可靠。
67.以上对本技术所提供的聚焦压电冲击波装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。