一种大振幅超声换能器及超声手术刀的制作方法

本技术属于超声换能器，具体涉及一种大振幅超声换能器及超声手术刀。

背景技术：

1、目前，超声手术刀被广泛应用于各种外科手术中。相比于传统的外科手术设备，超声手术刀具有精度高、创伤小以及术后易恢复等优点。超声手术刀的工作原理是利用简谐交流电驱动压电超声换能器产生振动，进而实现组织的切割与凝闭。

2、为了提高超声手术刀的切割速度，往往要求超声换能器具有较大的振幅比，以在相同的电流激励下，使得超声刀刀头产生更大的振幅。

3、为了达到这一目的，现有的超声换能器往往包含至少4片陶瓷，这样导致了换能器的成本较高，且由于陶瓷片含有大量的铅，报废后更易导致环境污染；同时传统的换能器的窄端直径也更小，导致结构不可靠。因此，有必要提供新的超声换能器以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题至少之一，本实用新型目的是提供一种大振幅超声换能器及超声手术刀，采用两片陶瓷，以达到降低成本和保护环境的目的，同时通过结构对于换能器振幅的增强作用，在相同电流下，该换能器能够产生与传统四片陶瓷(或多于四片陶瓷)的换能器相同的振幅。

2、本实用新型的技术方案是：

3、本实用新型的一个目的在于提供一种大振幅超声换能器，包括依次连接在一起的变幅杆、压电陶瓷和后盖，所述压电陶瓷包括至少两个陶瓷片，所述变幅杆由靠近所述压电陶瓷至远离所述压电陶瓷的方向上依次包括后端、增强段和前端，所述增强段的表面开有若干向内凹陷且沿所述增强段的轴向延伸的凹槽，所述前端和增强段的总长度小于四分之一波长且所述增强段的长度小于所述变幅杆总长度的二分之一，至少两个陶瓷片工作所产生的轴向振动依次经过所述后端、增强段和前端后振幅会实现两次放大。

4、本实用新型的另一个目的在于提供一种超声手术刀，包括上述的超声换能器

5、与现有技术相比，本实用新型的优点是：

6、本实用新型的大振幅超声换能器，通过对变幅杆结构进行设计，采用三段式结构，可以实现振幅的二次放大，可以在减少陶瓷片数量的前提下，在相同电流激励下实现与传统四个陶瓷片的换能器的振幅相一致的效果。解决了现有技术中换能器陶瓷片数量多所导致的成本高和污染环境的问题。

技术特征：

1.一种大振幅超声换能器，包括依次连接在一起的变幅杆、压电陶瓷和后盖，其特征在于，所述压电陶瓷包括至少两个陶瓷片，所述变幅杆由靠近所述压电陶瓷至远离所述压电陶瓷的方向上依次包括后端、增强段和前端，所述增强段的表面开有若干向内凹陷且沿所述增强段的轴向延伸的凹槽，所述前端和增强段的总长度小于四分之一波长且所述增强段的长度小于所述变幅杆总长度的二分之一，至少两个陶瓷片工作所产生的轴向振动依次经过所述后端、增强段和前端后振幅会实现两次放大。

2.根据权利要求1所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述凹槽的深度小于所述增强段的直径的四分之一。

3.根据权利要求2所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述凹槽的数量为至少四个，至少四个凹槽沿所述增强段的周向均匀间隔布置。

4.根据权利要求2所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述凹槽的截面形状为方形或半圆形。

5.根据权利要求1-4任一项所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述凹槽为螺旋槽，所述螺旋槽的角度小于30°，或所述凹槽为沿所述增强段的轴线方向延伸的直槽。

6.根据权利要求1所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述增强段和所述前端均为轴向各处直径一致的圆柱体且所述前端的直径大于或等于所述增强段的直径。

7.根据权利要求6所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述后端包括远离所述增强段一端的圆柱段和靠近所述增强段一端的锥形的过渡连接段，所述圆柱段的直径要大于或等于所述压电陶瓷的直径。

8.根据权利要求1所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述后盖的直径不小于所述压电陶瓷的直径。

9.根据权利要求1所述的大振幅超声换能器，其特征在于，所述陶瓷片的数量为两个，两个陶瓷片的极化方向相反；和/或

10.一种超声手术刀，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的超声换能器。

技术总结
本技术公开一种大振幅超声换能器及超声手术刀，超声换能器包括依次连接在一起的变幅杆、压电陶瓷和后盖，压电陶瓷包括至少两个陶瓷片，变幅杆由靠近压电陶瓷至远离压电陶瓷的方向上依次包括后端、增强段和前端，增强段的表面开有若干向内凹陷且沿增强段的轴向延伸的凹槽，前端和增强段的总长度小于四分之一波长且增强段的长度小于变幅杆总长度的二分之一，至少两个陶瓷片工作所产生的轴向振动依次经过后端、增强段和前端后振幅会实现两次放大。采用三段式结构的变幅杆，实现振幅的二次放大，在减少陶瓷片数量的前提下，在相同电流下实现与传统四个陶瓷片的换能器的振幅相一致的效果。解决了陶瓷片数量多所导致的成本高和污染环境的问题。

技术研发人员：王金鑫,胥炜栋
受保护的技术使用者：无锡贝恩外科器械有限公司
技术研发日：20230726
技术公布日：2024/4/17