超声换能器的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，具体涉及一种超声换能器。

背景技术：

超声骨刀系统是一种将电能转换为超声骨刀的机械振动能进行工作的手术刀具系统，由高频振荡电路产生高频振荡信号并作用于超声骨刀的超声换能器本体上，利用逆压电效应(或磁致伸缩效应)产生超声频率的纵向振动，使连接于超声换能器本体的超声变幅杆受到激励产生共振，在变幅杆能量聚焦的作用下，使安装于变幅杆前端的刀头尖端产生纵向的高频振动，高速撞击骨组织，使骨组织碎化，从而达到去除的目的。

而现有技术中，超声换能器本体和变幅杆通过螺纹配合实现可拆卸连接，变幅杆和刀头固定连接，且通常为一次性使用，在更换刀具时，将变幅杆和刀头一起从超声换能器本体上拆下更换，但由于超声换能器本体与变幅杆之间螺纹连接，使得在连接处存在较大的能量损失，同时增加了使用者更换刀具的复杂程度，并且变幅杆为一次性使用，造成器械的材料成本较高，增加患者的经济负担。

技术实现要素：

本实用新型的目的，是为了提供一种超声换能器，能够有效避免能量损失，保证超声换能器的能量能够高效输出，同时方便使用者更换刀具，并且结构简单，使用成本低。

本实用新型的超声换能器，包括超声换能器本体和变幅杆，所述超声换能器本体与变幅杆一体成型。

进一步，所述变幅杆为阶梯形变幅杆。

进一步，所述变幅杆与超声换能器本体组成至少两级振幅放大的结构。

进一步，所述超声换能器本体的前段为缩径段，所述缩径段与超声换能器本体的后段组成第一级振幅放大结构，所述变幅杆与缩径段的前端一体成型。

进一步，所述变幅杆由后向前至少包括后杆段和直径小于后杆段的前杆段，所述后杆段与前杆段组成第二级振幅放大结构，所述缩径段的前端与后杆段的后端之间一体成型。

进一步，所述后杆段的直径与缩径段的直径之比值为1-4，所述缩径段与后杆段之间锥形过渡且过渡的锥角为0-120°。

进一步，所述超声换能器本体的直径与缩径段的直径之比值为1-4，超声换能器本体与缩径段之间为圆弧过渡且过渡圆弧的半径与缩径段的直径之比值为0-0.7。

所述后杆段的直径与缩径段的直径之比值为1-4，所述缩径段与后杆段之间为圆弧过渡且过渡圆弧的半径与缩径段的直径之比值为0-0.7。

进一步，所述后杆段的直径与前杆段的直径之比值为1-4，后杆段与前杆段之间为圆弧过渡且过渡圆弧的半径与前杆段的直径之比值为0-0.7。

进一步，所述超声超能器沿轴向贯通设置有过水孔。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种超声换能器，通过将变幅杆与超声换能器本体一体成型，避免变幅杆与超声换能器本体通过螺纹连接，能够有效避免能量损失，保证超声换能器的能量能够高效输出，同时方便使用者更换刀具，并且结构简单，使用成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型超声换能器的结构示意图；

图2为本实用新型超声换能器的另一结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型超声换能器的结构示意图，图2为本实用新型超声换能器的另一结构示意图，如图所示，本实施例中的超声换能器；包括超声换能器本体1和变幅杆2，所述超声换能器本体1与变幅杆2一体成型；所述超声换能器本体1可采用现有的柱状结构，并包括预紧螺栓3、设置于预紧螺栓3中间的换能组件和分别螺纹外套于预紧螺栓3两端用于紧固换能组件的后盖体4及前盖体5；换能组件包括电极片6和压电陶瓷片7，所述电极片6和压电陶瓷片7均为多片并相互沿预紧螺栓3轴向间隔叠加，所述前盖体5的后端外圆与超声骨刀的手柄壳体固定连接，所述变幅杆2的后端与前盖体5的前端一体成型，刀头8安装于变幅杆2的前端；向前表示从变幅杆2中间沿轴向指向刀头一端的方向，反之为向后；通过旋转后盖体4或/和前盖体5进而调节对换能组件的压紧力，后盖体4、前盖体5和压电陶瓷片7的外圆直径基本相等且为超声换能器本体1的直径；通过将变幅杆2与超声换能器本体1一体成型，减少了变幅杆2与超声换能器本体1之间的连接接口，能够有效避免能量损失，保证超声换能器的能量能够高效输出，同时在更换刀具时，只需要更换刀头8，操作更加方便，且变幅杆2可重复使用，避免了因变幅杆2与刀头8一起更换造成的资源浪费，有利于降低成本。

在一实施例中，所述变幅杆2为阶梯形变幅杆2；阶梯形变幅杆2具有加工简单、放大比大且参数易于修正等优点。

在另一实施例中，所述变幅杆2与超声换能器本体1组成至少两级振幅放大的结构；本实施例优选为两级振幅放大，优选两级振幅放大结构可均为阶梯形变幅结构，通过两级振幅放大结构，保证超声换能器实现较大的振幅放大比，而单级放大的变幅杆2在同等振幅放大比的情况下，易出现变幅杆2的小径段半径过小而造成变幅杆2结构强度较低的问题，保证变幅杆2结构强度大，同时保证变幅杆2长度较长，利于手术位置较深时操作。

在图1和图2所示实施例中，所述超声换能器本体1的前段为缩径段5b，所述缩径段5b与超声换能器本体1的后段组成第一级振幅放大结构，所述变幅杆2与缩径段5b的前端一体成型；通过超声换能器本体1自身实现振幅放大，缩短能量传递链，提高能量输出效率；所述缩径段5b可由前盖体5的前段缩径形成，前盖体的后端形成前盖板5a，所述前盖板5a的外圆沿径向向外凸起形成法兰盘9；所述法兰盘9沿周向分布设置有多个连接孔，超声骨刀手柄的壳体设置有与所述法兰盘9配合的安装位，通过法兰盘9将超声换能器本体1固定安装于超声骨刀手柄壳体，保证固定稳定且牢固。

本实施例中，所述变幅杆2由后向前至少包括后杆段2a和直径小于后杆段2a的前杆段2b，所述后杆段2a与前杆段2b组成第二级振幅放大结构，所述缩径段5b的前端与后杆段2a的后端之间一体成型且锥形过渡；缩径段5b与后杆段2a之间的过渡段设置为锥形过渡，可以使过渡段的应力变化平顺，增加结构寿命。本实施例中，所述后杆段2a的直径与缩径段5b的直径之比值(即D3/D2)为1-4，本实施例D3/D2优选为2，所述缩径段5b与后杆段2a之间锥形过渡的锥角(即2β)为0-120°，0°<β<60°，本实施例β优选为30°，合理设置后杆段2a的直径与缩径段5b的直径之比值和过渡段的锥角，保证过渡段的应力变化平顺的同时，调节后杆段2a或缩径段5b的有效果长度，保证共振效果好，利于提高振幅放大效率。

在另一实施例中，也可将缩径段5b与后杆段2a之间的过渡段设置为圆弧过渡，且过渡圆弧的半径与缩径段5b的直径之比值为0-0.7，优选为0.3。

本实施例中，所述超声换能器本体1的直径与缩径段5b的直径之(即D1/D2)比为1-4，本实施例D1/D2优选为2，超声换能器本体1与缩径段5b之间为圆弧过渡且过渡圆弧的半径与缩径段5b的直径之比值(即R1/D2)为0-0.7，本实施例R1/D2优选为0.3，若R1/D2为0，则说明超声换能器本体1与缩径段5b之间为直角阶梯结构；所述后杆段2a的直径与前杆段2b的直径之比值(即D3/D4)为1-4，本实施例D3/D4优选为2，后杆段2a与前杆段2b之间为圆弧过渡且过渡圆弧的半径与前杆段的直径之比值(即R2/D4)为0-0.7，本实施例R2/D4优选为0.3，若R2/D4为0，则说明后杆段2a与前杆段2b之间为直角阶梯结构；合理设置圆弧过渡和弧度大小可避免超声换能器本体1或变幅杆2在变截面处应力集中，同时保证理论谐振频率与实际谐振频率相等，利于振幅放大倍数的精确控制。

本实施例中，所述超声超能器沿轴向贯通设置有过水孔，包括所述预紧螺栓3中间沿轴向贯通设置的第一过水孔10，以及所述变幅杆2和缩径段5b沿轴向贯通设置的与第一过水孔10连通的第二过水孔12；所述前盖体5和变幅杆2的后端共同形成用于预紧螺栓3前端穿入并螺纹连接配合的安装孔11，第一过水孔10、安装孔11和第二过水孔12组合形成贯通超声超能器的过水孔，从预紧螺栓3后端注入的生理盐水依次通过第一过水孔10、安装孔11和第二过水孔12进而对刀头8进行冷却和清洗等，所述预紧螺栓3前端外圆设置有与安装孔11配合实现密封的橡胶圈13。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。