[發(fā)明專利]用于膠囊內(nèi)窺鏡的橢圓繞線線圈制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310299258.1
• 申請(qǐng)日: 2013-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN103346012A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏國(guó)正;徐文銘;王志武;姜萍萍;劉剛;朱柄全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F41/06
• 分類號(hào): H01F41/06;H02J17/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的，具體是一種用于膠囊內(nèi)窺鏡的橢圓繞線線圈制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種集成電路的尺寸及能量消耗大大減少，使得微型無線內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)成為可能。但是限于膠囊的體積，電池必須非常小，造成電池容量不足，因此微型膠囊內(nèi)窺鏡最多只能工作6～8小時(shí)，每秒只能拍攝幾幀圖像。無線供能是現(xiàn)階段能量供給的研究熱點(diǎn)，采用無線能量傳輸?shù)姆绞浇o膠囊內(nèi)窺鏡供電解決了膠囊內(nèi)窺鏡工作時(shí)間短的問題，可以使膠囊內(nèi)窺鏡對(duì)人體消化道進(jìn)行全面的檢查。

電能如何實(shí)現(xiàn)高效傳輸無線能量傳輸技術(shù)的核心問題之一。目前常用的方法有兩種：一種是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的，即設(shè)置相互接近的兩個(gè)初、次級(jí)線圈，當(dāng)初級(jí)線圈中流過的電流發(fā)生變化時(shí)，由于電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。該無線傳輸方式原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但其傳輸距離短，需要的次級(jí)線圈尺寸較大，這大大限制了其應(yīng)用范圍。另一種是建立在磁耦合諧振基礎(chǔ)上的，即先在初級(jí)線圈中加入一電容器使發(fā)射端在電流變化的頻率點(diǎn)上達(dá)到諧振，由于電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)，在次級(jí)線圈加入合適電容，使其在同一頻率點(diǎn)諧振，實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。該無線傳輸方式傳輸距離長(zhǎng)，次級(jí)線圈接收線圈體積小，但其傳輸效率穩(wěn)定性差，接收線圈制備精度差。因此，迫切需要一種適用于膠囊內(nèi)窺鏡的、能適應(yīng)方向性、高效的、重復(fù)精度高的、遠(yuǎn)距離無線供電方法。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)以下相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)：

發(fā)明專利文獻(xiàn)號(hào)CN102593964，發(fā)明名稱：一種具有方向適應(yīng)性的耦合諧振式無線供電方法及繞組裝置。該技術(shù)提出了一種在x、y、z方向上三維正交結(jié)構(gòu)的能量接收單元，并使接收單元中的接收線圈分別保持與發(fā)射線圈具有相同的諧振頻率并產(chǎn)生磁耦合諧振。該接收線圈具有一定的方向適應(yīng)性，但該種線圈能量接收的均勻度不高，應(yīng)用于膠囊內(nèi)窺鏡時(shí)，其體積利用率低。同時(shí)沒有提供該線圈的制備方法，繞制時(shí)重復(fù)誤差較大。

發(fā)明文獻(xiàn)號(hào)CN102360688，發(fā)明名稱：磁矢量發(fā)生器線圈制備方法。該技術(shù)提供了一種制備產(chǎn)生高精度、可控制三維磁矢量場(chǎng)的線圈的制作方法，采用非鐵磁材料構(gòu)成線圈骨架，該骨架的六個(gè)面的側(cè)邊緣處均開有線圈槽，在線圈槽內(nèi)繞制漆包線。但將該制備方法應(yīng)用于接收線圈的繞制時(shí)，非磁性材料會(huì)占用一定的體積，繞制出來的線圈體積過大，大大限制了其應(yīng)用范圍。

綜上所述，在現(xiàn)有的無線供能傳輸系統(tǒng)中多采用三維正交線圈作為接收線圈，主要是因?yàn)槿S正交線圈具有較好的姿態(tài)適應(yīng)性，以及較為穩(wěn)定的輸出效率。但是隨著臨床應(yīng)用的開展，一些基于無線供能的醫(yī)療器械，例如：視頻圖像膠囊內(nèi)窺鏡對(duì)整個(gè)接收系統(tǒng)尺寸的要求更加嚴(yán)格，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化接收系統(tǒng)的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種用于膠囊內(nèi)窺鏡的橢圓繞線線圈制備方法，采用圓環(huán)形磁芯，在該磁芯上按橢圓形狀繞制線圈；采用本方法繞制的線圈勵(lì)磁面積均勻度很高，而且有效減少了因缺乏有效制具繞制線圈帶來的誤差。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明通過采用外部帶有兩組徑向固定柱的非磁圓筒進(jìn)行橢圓形狀線圈的繞制。

所述的徑向固定柱中每組固定柱的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，優(yōu)選為導(dǎo)線根數(shù)的整數(shù)倍，且均為中心對(duì)稱設(shè)置；兩組徑向固定柱在非磁圓筒的軸向上保持相同的投影角度。所述的徑向固定柱根據(jù)其組別和位置的不同唯一標(biāo)注號(hào)碼，如1-1、1-2、…、2-1、2-2…，其中第一位為組數(shù)，第二位為位置數(shù)。

當(dāng)采用N根導(dǎo)線進(jìn)行繞制時(shí)，所述的繞制的具體順序?yàn)椋簝山M徑向固定柱之間來回繞制，且固定柱的位置數(shù)的差值x滿足：x=L/2，其中：L為每組固定柱的個(gè)數(shù)；

所述的固定柱的個(gè)數(shù)優(yōu)選為2N的偶數(shù)倍。

所述的非磁圓筒為兩段式結(jié)構(gòu)，其上、下兩部分之間通過內(nèi)部的螺釘實(shí)現(xiàn)可拆卸的固定連接。

本發(fā)明涉及上述方法制備得到的線圈，該線圈中的每根導(dǎo)線的空間形態(tài)均為橢圓形曲線，其面積參數(shù)方程滿足：橢圓的短軸半徑恒定為R，長(zhǎng)軸半徑為恒定為

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的繞制方法具有體積利用率高的效果，繞制得到的線圈能夠充分利用磁環(huán)的內(nèi)部空間，并且繞制的線圈有效勵(lì)磁面積均勻度高。

附圖說明

圖1是實(shí)施例中繞組裝置結(jié)構(gòu)整體示意圖。

圖2為實(shí)施例中繞組裝置編號(hào)示意圖。

圖3a是實(shí)施例中繞組裝置上非磁圓筒部分示意圖。圖3b是實(shí)施例中繞組裝置下非磁圓筒部分示意圖。