1.本发明涉及医疗器械技术领域,特别是涉及一种驱动装置和包含该驱动装置的血泵。
背景技术:2.血管内血泵是一种可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。血泵包括驱动装置和叶轮,叶轮固定在驱动装置的转轴上,通过转轴转动以带动叶轮转动,然而,传统血泵的转轴在血泵使用过程中磨损较为严重,且不易启动,影响血泵的使用。
技术实现要素:3.鉴于此,有必要提供一种转轴磨损较小且较易启动的驱动装置和血泵。
4.一种驱动装置,用于驱动叶轮转动,所述驱动装置包括:
5.壳体组件,开设有容置腔,所述容置腔具有相对且间隔设置的第一腔壁和第二腔壁;
6.用于与所述叶轮连接的转轴,包括连接的直轴部和凸起部,所述凸起部在所述直轴部的周向上凸出设置,所述凸起部能够转动地收容于所述容置腔中,所述凸起部位于所述第一腔壁和所述第二腔壁之间,所述凸起部具有第一表面和第二表面,所述第一表面面向所述第一腔壁,所述第二表面面向所述第二腔壁,所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积,所述第一表面的面积小于或等于所述第一腔壁的面积;
7.转子,固接于所述直轴部;及
8.定子,能够驱动所述转子转动,所述定子与所述转子之间具有吸引力,所述吸引力能够使所述第一表面向所述第一腔壁抵靠。
9.在其中一个实施例中,所述第一腔壁和所述第二腔壁之间的间距大于所述第一表面和所述第二表面之间的间距,以使当所述第一表面抵靠于所述第一腔壁时所述第二表面和所述第二腔壁之间间隔一段距离;
10.及/或,所述第一腔壁和所述第一表面中的至少一个的材质为陶瓷;
11.及/或,所述第二腔壁和所述第二表面中的至少一个的材质为陶瓷。
12.在其中一个实施例中,所述第一腔壁上开设有第一穿孔和第一导流槽,所述第一穿孔与所述容置腔连通,所述第一导流槽与所述第一穿孔、所述容置腔均连通,所述直轴部能够转动地穿设于所述第一穿孔。
13.在其中一个实施例中,所述凸起部还具有连接所述第一表面和所述第二表面的侧周面,所述容置腔还具有连接所述第一腔壁和第二腔壁的侧腔壁,所述侧腔壁与所述侧周面之间具有间隙,所述第一导流槽的部分超出所述第一表面在所述第一腔壁的正投影的范围、并与所述间隙连通。
14.在其中一个实施例中,所述侧周面包括环绕所述直轴部的轴线设置的柱形面部和
锥形面部,所述柱形面部与所述第一表面连接,所述锥形面部连接在所述柱形面部和所述第二表面之间;从所述第一表面指向所述第二表面的方向,所述锥形面部到所述直轴部的轴线的距离逐渐减小;定义所述第一腔壁和所述第二腔壁之间的间距为第一间距,所述第一表面和所述第二表面之间的间距为第二间距,所述侧腔壁与所述锥形面部之间的间隙的宽度大于所述第一间距与所述第二间距的差值。
15.在其中一个实施例中,所述第二腔壁上开设有第二穿孔和第二导流槽,所述第二穿孔与所述容置腔连通,所述第二导流槽与所述第二穿孔、所述容置腔均连通,所述直轴部能够转动地穿设于所述第二穿孔,所述第二导流槽的部分超出所述第二表面在所述第二腔壁的正投影的范围。
16.在其中一个实施例中,所述壳体组件包括共同围成所述容置腔的轴管、第一轴套和第二轴套,所述第一轴套和所述第二轴套间隔设置并固定在所述轴管内,所述第一腔壁位于所述第一轴套,所述第二腔壁位于所述第二轴套,所述直轴部能够转动地穿设于所述第一轴套和所述第二轴套。
17.在其中一个实施例中,所述转子与所述定子沿所述直轴部的轴线间隔设置;沿所述直轴部的轴线,所述转轴与所述定子间隔设置,所述定子包括磁芯和缠绕于所述磁芯上的线圈,所述转子具有磁性,所述转子与所述磁芯之间具有吸引力。
18.在其中一个实施例中,所述转子包括第一转子单元和第二转子单元,所述定子包括第一定子单元和第二定子单元,所述第一转子单元、所述第一定子单元、所述第二转子单元和所述第二定子单元沿所述直轴部的轴线依次排列,且所述第一转子单元最靠近所述凸起部,所述第一定子单元能够产生驱动所述第一转子单元转动的旋转磁场,所述第二定子单元能够产生驱动所述第二转子单元转动的旋转磁场,所述直轴部能够转动地穿设于所述第一定子单元、并与所述第二定子单元间隔,所述第一定子单元和所述第二定子单元均具有磁柱,所述第二定子单元的磁柱的横截面尺寸大于所述第一定子单元的磁柱的横截面尺寸。
19.一种血泵,包括叶轮和上述任一驱动装置,所述叶轮与所述直轴部固接。
20.在其中一个实施例中,还包括与所述壳体组件连接的套管,所述套管的管壁上开设有出液口,所述叶轮能够转动地设置在所述套管内,所述叶轮靠近所述出液口设置,所述直轴部的部分收容于所述壳体组件,部分收容于所述套管内而与所述叶轮固接,所述壳体组件的靠近所述叶轮的一端的外周面形成导液面部,所述导液面部位于所述套管中,并与所述出液口的位置相对应,所述导液面部的近端端部与所述出液口的近端孔壁的位置对应;朝远离所述叶轮的方向,所述导液面部到所述直轴部的轴线的距离逐渐增大。
21.在其中一个实施例中,沿所述直轴部的轴线,所述导液面部的高度为所述出液口的高度的20%-40%。
22.本发明至少具有以下有益效果:由于上述驱动装置的定子与转子之间具有吸引力,该吸引力会使第一表面向容置腔的第一腔壁抵靠,使得第一腔壁会受到第一表面的压力,通过使第一表面的面积大于第二表面的面积,即增大第一表面的面积,使第一表面的面积小于或等于第一腔壁的面积,以使当第一表面与第一腔壁接触时,第一表面与第一腔壁的接触面积即等于第一表面的面积,较大面积的第一表面能够在第一表面与第一腔壁接触时增大第一表面与第一腔壁之间的接触面积,减少第一表面和第一腔壁的单位面积的压
力,即减少单位面积上受到的压强,从而减少第一表面和第一腔壁的磨损;同时,由于吸引力会使第一表面向容置腔的第一腔壁抵靠,使得第二表面会有远离第二腔壁的趋势,而使得第二表面和第二腔壁二者之间不接触,或者减小第二表面和第二腔壁二者接触时的摩擦系数,在驱动装置的启动过程中,可以减少第二腔壁与凸起部的摩擦阻力,从而提高转轴转动的启动速度,也即提高转轴对驱动响应的灵敏度,因此,上述血泵和驱动装置不仅能够降低转轴在使用过程中的磨损程度,还能够被较快地启动。
附图说明
23.图1为第一实施方式的血泵的立体结构示意图;
24.图2为图1所示的血泵的局部剖视图;
25.图3为图1所示的血泵的另一局部剖视图;
26.图4为图1所示的血泵的分解结构示意图;
27.图5为图2所示的血泵的转轴、第一轴套和第二轴套的分解结构示意图;
28.图6为图2所示的血泵中定子的立体结构示意图;
29.图7为图2所示血泵的转子的正视结构示意图;
30.图8为图7所示的转子的剖视结构示意图;
31.图9为图7所示的转子的分解结构示意图;
32.图10为第二实施方式的血泵的剖视图。
具体实施方式
33.为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
34.需要说明的是,当元件被称为“固定于”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。当一个元件被认为是“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。本文所使用的术语“内”、“外”、“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。
35.在本文中,定义“近端”为靠近操作者或医生的一端,定义“远端”为远离操作者或者医生的一端。
36.参阅图1,本发明第一实施例提供的血泵1,包括驱动装置20、套管30、叶轮40和导管50,套管30与驱动装置20的远端连接,导管50与驱动装置20的近端连接,叶轮40能够转动地设置在套管30内,叶轮40与驱动装置20连接,驱动装置20能够驱动叶轮40转动,以实现血泵1的泵血功能。
37.具体地,套管30具有入液口31和出液口32。其中,出液口32较入液口31更靠近驱动装置20。即出液口32位于套管30的近端,入液口31位于套管30的远端。出液口32位于套管30的管壁上。叶轮40靠近出液口32设置。在其中一个实施例中,套管30延伸穿过心脏瓣膜,诸如主动脉瓣膜,而入液口31位于心脏内,出液口32和驱动装置20位于心脏外的诸如主动脉的血管中。当叶轮40旋转时,血液从入液口31流入套管30中,再从出液口32流出套管30以进
入至主动脉等血管中。
38.导管50与驱动装置20的远离套管30的一端对接。导管50用于容置各种供应管线,供应管线例如可以为用于给驱动装置20内通入冲洗液的清洗管线,又例如给驱动装置20供电的导线,再例如用于支撑导管50的支撑部件等。
39.请一并结合图2~图4,驱动装置20包括壳体组件100、转轴200、定子300和转子400。其中,转轴200能够转动地安装于壳体组件100,转轴200的一部分收容于壳体组件100中,一部分延伸至套管30中而与叶轮40固接;定子300和转子400均收容于壳体组件100;转子400与转轴200固接;定子300能够驱动转子400转动,其中,转子400能够带动转轴200转动,叶轮40能够随转轴200转动以实现血泵1的泵血功能。
40.壳体组件100的近端和远端分别与导管50和套管30固接。导管50中的导线延伸至壳体组件100内而与定子300电连接以给定子300供电。具体地,壳体组件100包括第一轴套110、第二轴套120、轴管130和泵壳140。第一轴套110和第二轴套120固定地收容于轴管130内。轴管130的一端与泵壳140固接,另一端与套管30固接。泵壳140的远离轴管130的一端与导管50固接。转轴200的远离叶轮40的一端收容于泵壳140。转子400和定子300收容在泵壳140内。在其中一个实施例中,第一轴套110、第二轴套120、轴管130和泵壳140在装配之前为分体式,即壳体组件100为分体式的第一轴套110、第二轴套120、轴管130和泵壳140组装而成。可以理解,在其他实施例中,第一轴套110、第二轴套120、轴管130和泵壳140也可以为一体成型结构。
41.请一并结合图5,在一些实施例中,第一轴套110可以通过胶接的方式与轴管130固接。在一些实施例中,第一轴套110包括大盘111和小盘112,大盘111和小盘112同轴设置,大盘111的外径大于小盘112的外径,小盘112与轴管130之间的间隙可以形成注胶空间。当胶水在该注胶空间内凝固之后,整个第一轴套110将被胶接在轴管130上。第二轴套120也可以通过胶接的方式与轴管130固接。
42.第一轴套110和第二轴套120沿轴管130的轴向间隔设置,第一轴套110相对第二轴套120更远离叶轮40设置。轴管130、第一轴套110和第二轴套120共同围成容置腔150,该容置腔150位于第一轴套110和第二轴套120之间。
43.容置腔150具有第一腔壁151、第二腔壁152和侧腔壁153,侧腔壁153连接第一腔壁151和第二腔壁152,以使第一腔壁151、第二腔壁152和侧腔壁153三者共同界定容置腔150的边界。第一腔壁151位于第一轴套110上,第二腔壁152位于第二轴套120上,侧腔壁153位于轴管130上。第一腔壁151和第二腔壁152相对且间隔设置。第一腔壁151朝向叶轮40设置,第二腔壁152背向叶轮40设置。具体地,第一腔壁151和第二腔壁152垂直于轴管130的轴向设置,即第一腔壁151和第二腔壁152平行。第一轴套110的朝向叶轮40的表面的至少一部分形成第一腔壁151;第二轴套120的背向叶轮40的表面的至少一部分形成第二腔壁152。在图示的实施例中,第一腔壁151的面积大于第二腔壁152的面积。
44.其中,第一腔壁151上开设有第一穿孔113,第一穿孔113与容置腔150连通。第一穿孔113沿第一轴套110的轴向延伸并贯穿整个第一轴套110。在图示的实施例中,第一腔壁151大致呈圆形,第一穿孔113位于第一腔壁151的中心位置。
45.第一腔壁151还开设有第一导流槽114,第一导流槽114与第一穿孔113、容置腔150均连通。在图示的实施例中,第一导流槽114沿第一轴套110的径向延伸。第一导流槽114的
数量至少为三个,至少为三个第一导流槽114沿第一穿孔113的周向均匀间隔设置。在一些实施例中,第一导流槽114的一端延伸至第一穿孔113处、并与第一穿孔113连通,另一端延伸至第一腔壁151的边缘;在另一些实施例中,第一导流槽114的远离第一穿孔113的一端未延伸至第一腔壁151的边缘,此时,第一导流槽114的远离第一穿孔113的一端与第一腔壁151的边缘保持一定的间距。
46.第二腔壁152上开设有第二穿孔121,第二穿孔121与容置腔150连通。第二穿孔121沿第二轴套120的轴向延伸并贯穿整个第二轴套120。在图示的实施例中,第二腔壁152大致呈圆形,第二穿孔121位于第二腔壁152的中心位置。
47.其中,第二腔壁152还开设有第二导流槽122,第二导流槽122与第二穿孔121、容置腔150均连通。在图示的实施例中,第二导流槽122沿第二轴套120的径向延伸。第二导流槽122的设置方式可以类似于第一导流槽114,在此不再赘述。在一些实施例中,第二导流槽122的一端延伸至第二穿孔121处、并与第二穿孔121连通,另一端延伸至第二腔壁152的边缘;在另一些实施例中,第二导流槽122的远离第二穿孔121的一端未延伸至第二腔壁152的边缘,此时,第二导流槽122的远离第二穿孔121的一端与第二腔壁152的边缘保持一定的间距。
48.泵壳140大致为圆筒形。泵壳140通过第一穿孔113与容置腔150连通,进入泵壳140的冲洗液能够通过第一穿孔113进入容置腔150,并通过第二穿孔121流出壳体组件100。
49.具体地,转轴200能够转动地穿设于第一穿孔113、第二穿孔121和容置腔150。其中,转轴200包括连接的直轴部210和凸起部220。
50.直轴部210的一部分收容于壳体组件100中,一部分延伸至套管30中而与叶轮40固接。直轴部210能够转动地穿设于第一穿孔113、第二穿孔121和容置腔150。具体地,直轴部210的收容于第一穿孔113和第二穿孔121的部分的横截面为圆形,第一穿孔113和第二穿孔121大致为圆孔。
51.在图示的实施例中,直轴部210与第一穿孔113的孔壁之间具有第一间隙161,该第一间隙161可以理解为第一穿孔113未被直轴部210所填充的部分。泵壳140中的清洗能够通过该第一间隙161进入容置腔150。直轴部210与第二穿孔121的孔壁之间具有第二间隙162,该第二间隙162可以理解为第二穿孔121未被直轴部210所填充的部分,容置腔150中的冲洗液可以通过该第二间隙162流出壳体组件100。具体地,至少部分第二间隙162的宽度小于第一间隙161的宽度。
52.第一穿孔113的孔壁的靠近容置腔150的一端设有倒角,若转轴200产生晃动而接触第一穿孔113的孔壁,该设计可以减少直轴部210与第一穿孔113的孔壁之间的接触面积,从而减少直轴部210的摩擦;该倒角也可以起到装配导向作用,减少转轴200在装配过程中的干涉和装配阻力,提高转轴200的装配效率。第二穿孔121的孔壁的靠近容置腔150的一端设有倒角,若转轴200产生晃动而接触第二穿孔121的孔壁,该设计可以减少直轴部210与第二穿孔121的孔壁之间的接触面积,从而减少直轴部210的摩擦;该倒角也可以起到装配导向作用,减少转轴200在装配过程中的干涉和装配阻力,提高转轴200的装配效率。
53.凸起部220在直轴部210的周向上凸出设置,凸起部220能够转动地收容于容置腔150中,凸起部220位于第一腔壁151和第二腔壁152之间。第一腔壁151和第二腔壁152能够分别与凸起部220抵接,以限定转轴200在轴向上振动的最大振幅。具体地,凸起部220的横
截面尺寸大于第一穿孔113的孔径,也大于第二穿孔121的孔径,使得凸起部220被限制于容置腔150中,凸起部220无法进入至第一穿孔113和第二穿孔121中。在图示的实施例中,凸起部220为环状,凸起部220固定地套设于直轴部20上,凸起部220的外径大于直轴部210的直径,凸起部220的轴线与直轴部210的轴线重合;凸起部220的外径大于第一穿孔113的孔径,也大于第二穿孔121的孔径。
54.凸起部220具有第一表面221和第二表面222,第一表面221和第二表面222沿直轴部210的轴线间隔设置。第一表面221面向第一腔壁151设置,第二表面222面向第二腔壁152设置。第一腔壁151能够与第一表面221抵接,第二腔壁152能够与第二表面222抵接,以限定转轴200在轴向上振动的最大振幅。在图示的实施例中,第一表面221和第二表面222均垂直于直轴部210的轴线,第一腔壁151和第二腔壁152分别与第一表面221和第二表面222平行。第一表面221和第二表面222的外轮廓均为圆形,第一表面221和第二表面222均与直轴部210的轴线共轴设置,也即直轴部210的轴线过第一表面221和第二表面222所在的圆的圆心。
55.其中,第一表面221的面积大于第二表面222的面积,第一表面221的面积小于或等于第一腔壁151的面积。在图示的实施例中,第一表面221的面积小于第一腔壁151的面积;第二表面222的面积小于第二腔壁152的面积。当第一腔壁151与第一表面221抵接时,第一腔壁151和第一表面221的接触面的面积即等于第一表面221的面积;当第二腔壁152与第二表面222接触时,第二腔壁152与第二表面222的接触面的面积即等于第二表面222的面积。其中,转子400固接于直轴部410,定子300与转子400之间具有吸引力,该吸引力能够使第一表面221向第一腔壁151抵靠。换而言之,定子300与转子400之间的吸引力使得凸起部220具有向第一腔壁151的方向抵靠的趋势,从而使得第一表面221能够向第一腔壁151抵靠。具体地,转子400受到的吸引力的方向沿直轴部210的轴线从第二腔壁152指向第一腔壁151,使得第一表面221能够向第一腔壁151抵靠。
56.鉴于第一表面221的面积大于第二表面222的面积,较大面积的第一表面221能够增大第一表面221与第一腔壁151之间的接触面积,从而减少第一表面221和第一腔壁151的单位面积的压力,即减少单位面积受到的压强,从而减少第一表面221和凸起部220的磨损。
57.凸起部220还具有侧周面223,该侧周面223连接第一表面221和第二表面222。侧周面223环绕直轴部210的轴线设置,侧周面223所围成的环形结构与直轴部210共轴。侧腔壁153与侧周面223之间间隔设置,使得侧腔壁153与侧周面223之间具有第三间隙163,该第三间隙163与第一导流槽114、第二导流槽122均连通,从而使得即使当凸起部220的第一表面221与容置腔150的第一腔壁151抵靠时,第三间隙163还可以通过第一导流槽114与第一穿孔113连通;当凸起部220的第二表面222与容置腔150的第二腔壁152抵靠时,第三间隙163也可以通过第二导流槽122与第二穿孔121连通,从而保持冲洗液能够顺畅的流通。具体地,第一导流槽114的部分超出凸起部220的第一表面221在第一腔壁151的正投影的范围,以与第三间隙163连通。第二导流槽122的部分超出凸起部220的第二表面222在第二腔壁152的正投影的范围,以与第三间隙163连通。
58.请结合图2,冲洗液依次经第一间隙161、第三间隙163、和第二间隔162,并从出液口32流出。冲洗液的流动方向与血液在套管30中的流动方向相反,如此可以防止套管30中的血液通过第二穿孔121进入至驱动装置20内。图2中细虚线箭头所指为冲洗液的流动路
径,粗虚线所指为血液的流动路径。第一导流槽114不仅可以起到连通第一穿孔113和第三间隙163的作用,还可以使冲洗液更好地流入到第一表面221和第一腔壁221之间,对凸起部220起到一定程度的悬浮作用,减少第一表面221和第一腔壁151之间的抵压力,减少凸起部220的磨损,同时,冲洗液流入到第一表面221和第一腔壁221之间还能够起到润滑剂的作用,能够减小第一表面221和第一腔壁221之间摩擦系数,减少凸起部220和容置腔150的腔壁的磨损。
59.具体地,第一导流槽114的数量为多个。在第一导流槽114数量增多的情况下,一方面可以使得冲洗液在更短的时间内填充在第一表面221和第一腔壁151之间,起到对第一表面221和第一腔壁151的润滑作用,从而减小第一表面221和凸起部220之间的摩擦系数而以降低磨损。另一方面可以合理增大冲洗液流经第一表面221和第一腔壁151之间的流量和流速,有利于快速带走第一腔壁151和凸起部220之间因摩擦产生的热量,降低温度过高而导致磨损加剧;再一方面可以增大冲洗液对凸起部220的悬浮力,从而减小第一腔壁151和凸起部220之间的抵压力,以减少第一腔壁151和凸起部220之间的磨损。故可以通过合理增加第一导流槽114数量的方式以减少第一腔壁151和凸起部220的磨损。同样的原理,可以通过合理增加第二导流槽122数量的方式以减少第二表面222和凸起部220的磨损。在图示的实施例中,第一导流槽114的数量为四个,四个第一导流槽114中,相邻两个第一导流槽114的延伸方向的夹角为90
°
。可以理解,在其它实施例中,第一导流槽114和第二导流槽122的数量可以根据需要进行调整。
60.具体地,侧周面223包括柱形面部2231和锥形面部2232,柱形面部2231和锥形面部2232沿直轴部210的轴线排列,柱形面部2231与第一表面221连接并垂直第一表面221设置,锥形面部2232的一端与柱形面部2231连接,锥形面部2232的另一端与第二表面222连接,即锥形面部2232连接在柱形面部2231和第二表面222之间。沿直轴部210的轴线且从第一表面221指向第二表面222的方向,柱形面部2231到直轴部210的轴线的距离保持恒定,锥形面部2232到直轴部210的轴线的距离逐渐减小。在凸起部220的侧周面223上设置锥形面部2232能够对冲洗液起到较好的导流效果;同时,由于第二表面222的面积小于第二腔壁152的面积,冲洗液流经第三间隙163并顺势朝第二穿孔121的方向流动,提高冲洗液的冲洗效果。而柱形面部2231沿直轴部210的轴线方向具有一定的长度,避免整个侧周面223为锥形的凸起部220的靠近第一表面221的一端呈锐角,通俗而言,避免侧周面223与第一表面221形成尖锐的棱角,在凸起部220产生径向晃动的情况下,该棱角若与侧腔壁153接触而形成线面接触,会对侧腔壁153造成较大的剐蹭和损伤风险,且也没有足够宽的面积让冲洗液在凸起部220和侧腔壁153之间形成润滑薄膜层,而设置上述柱形面部2231能够起到一个过渡的作用,保证侧周面223与容置腔150的侧腔壁153之间形成面面相对的方式,降低摩擦损伤风险。
61.容置腔150的侧腔壁153的形状与侧周面223的形状相适配,具有类似于侧周面223的柱形面部2231和锥形面部2232的直面部和斜面部的结构。
62.具体地,沿直轴部210的轴线方向,第一腔壁151和第二腔壁152之间的间距记为第一间距h,第一表面221和第二表面222之间的间距记为第二间距h,第一间距h大于第二间距h。在一些实施例中,第一间距h略大于第二间距h,使得第一腔壁151与第一表面221始终保持接触,第二腔壁152与第二表面222始终保持接触,从而能够避免转轴200在直轴部210的
轴线方向上移动。在一些实施例中,第一间距h大于第二间距h,使得当第一表面221抵靠于第一腔壁151时,第二表面222与第二腔壁152之间间隔一段距离,以使第二表面222与第二腔壁152具有间隙,使凸起部220在第一腔壁151和第二腔壁152之间具有一定的浮动空间,以便于冲洗液进入第一表面221与第一腔壁151之间、第二表面222和第二腔壁152之间而起到润滑和使凸起部220悬浮的效果,避免凸起部220与容置腔150的腔壁之间的干摩擦。当然,第一间距h与第二间距h的差值不宜过大,以避免转轴200在轴向上的振动幅度过大。
63.具体地,侧腔壁153与侧周面223的锥形面部2232之间间隙的宽度大于第一间距h与第二间距h的差值,即第三间隙163在锥形面部2232对应的位置的宽度大于第一间距h与第二间距h的差值,由此可以防止在凸起部220产生径向及/或轴向晃动的情况下,降低侧腔壁153与凸起部220的侧周面223之间的接触概率,减少凸起部220与容置腔150的腔壁之间的摩擦。
64.在一些实施例中,第一腔壁151和第一表面221中的至少一个的材质为陶瓷;第二腔壁152和第二表面222中的至少一个的材质为陶瓷。陶瓷的加工精度较高,且陶瓷的生物相容性较高,还具有较高的机械强度,较好的耐磨性和耐腐蚀性。且陶瓷能够具有更小的粗糙度,能够减小第一表面221与第一腔壁151接触时的摩擦,减小第二表面222和第二腔壁152接触时的摩擦。具体地,第一轴套110和第二轴套120的材质为陶瓷,凸起部220的材质为陶瓷,即,第一腔壁151、第一表面221、第二腔壁152和第二表面222的材质均为陶瓷。
65.在一些实施例中,壳体组件100的靠近叶轮40的一端的外周面形成导液面部160,导液面部160位于套管30中,并与出液口32的位置相对应,导液面部160的近端端部与出液口32的近端孔壁的位置对应;朝远离叶轮40的方向,导液面部160到直轴部210的轴线的距离逐渐增大。具体地,导液面部160位于轴管130的远离泵壳140的一端。导液面部160的设计有利于套管30内的液体的导出。另外,通常叶轮40和驱动装置20为血泵1的刚性部分,刚性部分的轴向长度越短越有利于血泵1在人体中输送,在驱动装置20的壳体组件100上设置导液面部160能够在缩短叶轮40的轴向长度的同时保证出液口32处的水力性能,同时,由于导液面部160作为驱动装置20的壳体组件100的一部分设置在套管30中,能够减小叶轮40和驱动装置20(也即血泵1的刚性部分)的整体长度,能够更加方便血泵1的输送。
66.具体地,导液面部160大致为弧形。沿直轴部210的轴线,导液面部160的高度l1为出液口32的高度l2的20%-40%。该高度设计能够缩短叶轮40和驱动装置20的总长度的同时,使血泵1具有较好的水力性能。
67.参阅图2和图6,定子300固定地收容于泵壳140内。具体地,定子300包括磁芯310、背板320和线圈330,背板320与泵壳140固接,磁芯310的数量为多个,多个磁芯310沿一圆周间隔设置,每个磁芯310的延伸方向与直轴部210的延伸方向一致,也即磁芯310的中心轴线与直轴部210的轴线相互平行,每个磁芯310的一端与背板320固定连接。线圈330的数量与磁芯310的数量相等,两者形成一一对应关系,线圈330缠绕在磁芯310上,使得每个磁芯310上均缠绕有一个线圈330。
68.在一些实施例中,磁芯310包括磁柱311和设置在磁柱311的一端的头部(即极靴),头部的横截面尺寸大于磁柱311的横截面尺寸,磁柱311的延伸方向与直轴部210的延伸方向一致。背板320与磁柱311远离头部的一端接合。其中,在磁柱311的延伸方向上,磁柱311大致呈尺寸均匀的柱状体,即磁柱311的横截面的尺寸保持恒定,通俗而言,磁柱311粗细均
匀。线圈330缠绕于磁芯310的磁柱311上。而在图示的实施例中,磁芯310仅包括磁柱311,即磁芯310没有宽度较大的头部(即极靴),那么,定子300的磁柱311即为磁芯310。此时,整个磁芯310均能够与转子400进行磁耦合,相较于具有极靴的磁芯310,仅具有磁柱311的磁芯310一方面能够减少磁损耗,增加磁芯310和转子400之间的磁耦合密度,以在相同电流的情况下增大定子300对转子400的扭矩。另一方面,没有头部的磁芯310还能够大大降低相邻磁芯310之间因接触而产生的局部磁短路造成的驱动装置20功率下降的问题。
69.可以理解,磁芯310不限于上述两种方式,在一些实施例中,部分磁柱311上设置有头部,而另一部分磁柱311上则没有设置头部。
70.在一些实施例中,磁柱311的横截面的形状大致为三棱柱状,每个磁柱311的一个棱边朝向直轴部210的轴线。在一些实施例中,磁柱311的棱边均做了倒圆处理,即磁柱311的棱边为相对圆滑和钝化的倒圆棱,从而以消除磁柱311上的尖锐棱角,不仅能够方便后续线圈330的缠绕,同时有利于保护线圈330上包覆的绝缘材料。在另一些实施例中,磁柱311的横截面的形状还可以为扇形、圆形、梯形、扇环形等。
71.背板320大致呈平板状结构。背板320采用与磁芯310相同的材料制成,例如钴钢等软磁性材料制成。以被定子300驱动的转子400为参考,该背板320固定在磁柱311远离转子400的一端,背板320能够起到闭合定子300的磁路的作用,以促进和增加定子300磁通量的产生,提高定子300和转子400之间耦合能力。换而言之,定子300中设置背板320能够促进和增加定子300磁通量的产生,提高定子300和转子400之间的耦合能力。由于背板320能够增加磁通量,因此,在定子300中分别设置背板320还有利于减小驱动装置20的整体直径。可以理解,在一些实施例中,背板320也可以省略。
72.转子400与定子300沿直轴部210的轴线间隔布置。沿直轴部210的轴线,转子400位于凸起部220和定子300之间。容置腔150的第一腔壁151位于转子400和凸起部220的第一表面221之间。
73.请一并结合图7、图8及图9,转子400具有磁性,定子300能够产生驱动转子400转动的旋转磁场。转子400与磁芯310之间具有吸引力。具体地,转子400包括磁体410,磁体410固接于转轴200的直轴部210。定子300的磁芯310对转子400的磁体410具有吸引力,该吸引力的方向沿转轴200的轴线从第二表面222指向第一表面221,继而使得第一表面221能够朝第一腔壁151的方向抵靠。
74.磁体410为环状的海尔贝克阵列磁铁。具体地,磁体410均包括沿磁体410轴向充磁的多个磁单元411,例如磁单元411的数量为四个、六个、八个或十个等,每个磁单元411呈扇环形,多个磁单元411环绕直轴部210设置一周以使磁体410形成环形结构。
75.转子400还包括飞轮420,此时,飞轮420直接固定在直轴部210上,磁体410固定在飞轮420上。通过设置飞轮420可以增强磁体410与直轴部210的连接强度;另外还能够减少转轴200在转动过程中的晃动,使整个转轴200在转动过程中更加稳定。
76.飞轮420包括内置管421、盘状部422和外环壁423。内置管421和外环壁423两者均为圆管状结构,盘状部422为环形圆盘结构。内置管421和外环壁423均与盘状部422固接。外环壁423环绕盘状部422设置,内置管421和外环壁423两者同轴设置,直轴部210穿设于内置管421中、并与内置管421固定连接。内置管421和外环壁423之间形成有安装腔424,安装腔424均为环形腔。磁体410分别容置在安装腔424中。安装腔424的形状与磁体410相适配,以
方便磁体410的安装和定位。如此设置能够使飞轮420对磁体410起到限位作用,不仅方便磁体410的安装,而且也使得磁体410和飞轮420结合更加稳固。
77.需要说明的是,飞轮420不限于为上述结构,在一些实施例中,飞轮420不具有外环壁423;在一些实施例中,飞轮420不具有外环壁423和内置管421,此时,直轴部210固定地穿设于盘状部422的中心。相对于仅具有盘状部422的飞轮420,设置内置管421能够使飞轮420与直轴部210更加稳定地连接。
78.为了方便磁体410的安装,提高磁体410的安装精度,飞轮420上还设有用于确定磁单元411的安装位置的标识部4211。标识部4211可以设置为槽、刻度线或者是标识等。在安装磁体410时,只要使用标识部4211分别标识出磁体410的其中一个磁单元411的位置,就可以确定剩余磁单元411的安装位置,从而方便磁体410的安装。具体地,标识部4211设置在内置管421、盘状部422及外环壁423中的至少一个上,例如标识部4211设置在内置管421的端面上。
79.在图示的实施例中,沿直轴部210的轴线,转轴200与定子300间隔设置,即直轴部210并未穿设在定子300中,使得转轴200位于定子300之外。由于增加磁柱311的横截面积,磁柱311的横截面积越大,所产生的磁通量就越大,定子300对转子400的扭矩就越大,所需电流越小,有利于降低功耗,减少发热。鉴于定子300中并未穿设有转轴200,能够避免转轴200占用磁柱311的安装空间,有利于在保持壳体组件100的外径不变的情况下,增大定子300的磁柱311的横截面尺寸以增大定子300对转子400的驱动扭矩,在所需扭矩相同的情况下,此方式可以减少对定子300的电流供应,从而降低了功耗,同时还减少驱动装置20的发热量,避免血泵10在工作过程中因热量聚集而产生温度过高而对人体造成不适甚至是伤害。
80.上述驱动装置20和血泵1至少有以下优点:
81.(1)由于上述驱动装置20的定子300与转子400之间具有吸引力,该吸引力会使第一表面221向容置腔150的第一腔壁151抵靠,使得第一腔壁151会受到第一表面221的压力,通过使第一表面221的面积大于第二表面222的面积,即增大第一表面221的面积,使第一表面221的面积小于或等于第一腔壁151的面积,以使当第一表面221与第一腔壁151接触时,第一表面221与第一腔壁151的接触面积等于第一表面221的面积,较大面积的第一表面221能够在第一表面221与第一腔壁151接触时增大第一表面221与第一腔壁151之间的接触面积,减少第一表面221和第一腔壁151的单位面积的压力,即减少单位面积上受到的压强,从而减少第一表面221和第一腔壁151的磨损;同时,由于吸引力会使第一表面221向容置腔150的第一腔壁151抵靠,使得第二表面222会有远离第二腔壁152的趋势,而使得第二表面222和第二腔壁152二者之间不接触,或者二减小第二表面222和第二腔壁152二者接触时的摩擦系数,在驱动装置20的启动过程中,可以减少第二腔壁152对凸起部220的摩擦阻力,从而提高转轴200转动的启动速度,也即提高转轴200对驱动响应的灵敏度,因此,上述血泵1和驱动装置20不仅能够降低转轴200在使用过程中的磨损程度,还能够被较快地启动。
82.(2)通过在第一表面221上设置第一导流槽122,能够使冲洗液快速流入至第一表面221和第一腔壁151之间,以在第一表面221和第一腔壁151之间起到润滑作用,能够减小第一表面221和第一腔壁221之间摩擦系数,以减少凸起部220和容置腔150的腔壁的磨损;进一步使第一导流槽114的部分位于凸起部220的第一表面221在第一腔壁151的正投影的
范围外,还能够使得即使当凸起部220的第一表面221与容置腔150的第一腔壁151抵靠时,容置腔150也可以通过第一导流槽114与第一穿孔113连通,以保证冲洗液的流动通畅。
83.(3)将壳体组件100的部分设置在套管30中,并在壳体组件100的位于套管30的部分的外周面上设置弧形的导液面部160,有利于在保证血泵1的水力性能的情况下减小叶轮40和驱动装置20(也即血泵1的刚性部分)的整体长度,以方便血泵1的输送。
84.(4)通过将转轴200与定子300间隔设置,有利于在保持壳体组件100和定子300的外径不变的情况下通过增加磁柱311的横截面积,增大定子300对转子400的驱动扭矩,在所需扭矩相同的情况下,此方式可以减少对定子300的电流供应,从而降低了功耗,同时还减少驱动装置20的发热量,避免血泵10在工作过程中因热量聚集而产生温度过高而对人体造成不适甚至是伤害。
85.参阅图10,第二实施方式的血泵2,与第一实施方式的血泵1的结构大致相同,区别在于,在本实施方式中,转子400'具有两个转子单元,定子300'具有两个定子单元,两个定子单元分别记为第一定子单元301和第二定子单元302,两个转子单元分别记为第一转子单元401和第二转子单元402。
86.其中,第一转子单元401、第一定子单元301、第二转子单元402和第二定子单元302沿直轴部210'的轴线依次排列,第一转子单元401最靠近凸起部220'设置。第一转子单元401和第二转子单元402均与转轴200'的直轴部200'固接。第一定子单元301与第一转子单元401之间具有吸引力,第二定子单元302与第二转子单元402之间具有吸引力。将第一转子单元401受到第一定子单元301的吸引力记作第一吸引力,将第二转子单元402受到第二定子单元302的吸引力记作第二吸引力,第一吸引力和第二吸引力的方向相同,且分别通过第一转子单元401和第二转子单元402作用在转轴200'上,故在第一吸引力和第二吸引力两者所形成的合力作用下,以使凸起部220'的第一表面221'能够朝第一腔壁151'方向抵靠。
87.其中,转轴200'的直轴部210'能够转动地穿设于第一定子单元301,并与第二定子单元301间隔。即直轴部210'并未穿设在第二定子单元302中,使得直轴部210'位于第二定子单元302之外,继而使得转轴200'与第二定子单元302沿直轴部210'的轴向间隔一定的距离。第一定子单元301和第二定子单元302均具有磁柱311',第二定子单元302的磁柱311'的横截面尺寸大于第一定子单元301的磁柱311'的横截面尺寸。鉴于第二定子单元302中并未穿设有转轴200',也即转轴200'位于第二定子单元302之外,能够避免转轴200'占用第二定子单元302中的磁柱311'的安装空间,可以在不增加泵壳140'和第二定子单元302外径的方式的情况下增大第二定子单元302的磁柱311'的横截面尺寸,此时,尽管第一定子单元301和第二定子单元302两者的外径相同,但是第二定子单元302的磁柱311'的横截面尺寸大于第一定子单元301的磁柱311'的横截面尺寸。如此可以增大第二定子单元302对第二转子单元402的驱动扭矩,在所需扭矩相同的情况下,此方式可以合理减少对第二定子单元302的电流供应,从而降低了功耗,同时还减少驱动装置的发热量,避免血泵在工作过程中因热量聚集而产生温度过高而对人体造成不适甚至是伤害。
88.在本实施例中,第一转子单元401和第二转子单元402的结构可以与第一实施方式的血泵1的转子400的结构类似;第一定子单元301和第二定子单元302的结构可以与血泵1的定子300的结构类似,在此不再赘述。其中,第一定子单元301的背板320'位于第一定子单元301的磁柱311'的远离第一转子单元401的一端,第二定子单元302的背板320'位于第二
定子单元302的磁柱311'远离第二转子单元402的一端。
89.第二实施方式的血泵2的结构与第一实施方式的血泵1的结构相似,因此,第二实施方式的血泵2也具有第一实施方式的血泵1的优点。
90.可以理解,血泵的驱动装置的结构不限于为第一实施方式和第二实施方式的结构,在其它实施例中,定子单元的数量可以根据需要进行调整,转子单元和定子单元的位置关系也可以进行调整。
91.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。
92.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。