[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于人工心臟的高效能高穩(wěn)定性電機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410281336.X
• 申請(qǐng)日: 2014-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104065230A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮森銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馮森銘
• 主分類號(hào): H02K29/00
• 分類號(hào): H02K29/00;H02K1/12
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 張海文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機(jī)，特別是一種應(yīng)用于人工心臟的高效能高穩(wěn)定性電機(jī)。

背景技術(shù)

世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)顯示，心血管疾病一直是威脅人類健康的第一殺手，占全球總死亡人數(shù)的30％左右，治療終末期心衰的有效途徑是心臟移植或采用植入式輔助人工心臟。雖然心臟移植已經(jīng)獲得很大成功，但心臟供體問(wèn)題難以解決，研制長(zhǎng)期可植入式微型血泵極為重要和迫切。現(xiàn)在臨床應(yīng)用的血泵主要以軸流泵為主，軸流泵的流量性能比離心泵好，可以提供較大的血流量，但是目前的軸流泵多為傳統(tǒng)工藝制造，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)多采用常規(guī)電機(jī)，常規(guī)電機(jī)很難在達(dá)到一個(gè)很高的轉(zhuǎn)速，難以保證足夠的血液流量及血壓，且其穩(wěn)定性、可靠性、工作效率、體積、運(yùn)轉(zhuǎn)曲線等均難以達(dá)到可植入人體作人工心臟驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種出力大、體積小、可靠性高、穩(wěn)定性好、工作效率高的可植入式空心杯無(wú)刷電機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用于人工心臟的高效能高穩(wěn)定性電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子為一空心杯結(jié)，其包括套筒、套設(shè)在套筒外圍的繞線杯，所述轉(zhuǎn)子包括泵體及嵌入至泵體內(nèi)部中心位置的永磁體，所述泵體除永磁體外均是采用不導(dǎo)磁材料制成，所述泵體穿設(shè)在套筒之內(nèi)并能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述繞線杯為一斜繞式空心杯線圈。

所述定子還包括套設(shè)在繞線杯外圍的矽鋼片組、設(shè)置在矽鋼片組外側(cè)的機(jī)殼，所述機(jī)殼兩端分別設(shè)置有能夠?qū)⒗@線杯、矽鋼片組封閉在機(jī)殼、套筒之間的前蓋、后蓋。

所述繞線杯一端設(shè)置有與繞線杯的線組接線連接的PCB電路板，該P(yáng)CB電路板通過(guò)引線與外部電源或電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接。

所述永磁體由釹鐵硼材料制成。

所述泵體除永磁體以外的部分均采用鈦合金材料制成。

本發(fā)明的有益效果是：一種應(yīng)用于人工心臟的高效能高穩(wěn)定性電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子為一空心杯結(jié)，其包括套筒、套設(shè)在套筒外圍的繞線杯，所述繞線杯為一斜繞式空心杯線圈，所述轉(zhuǎn)子包括泵體及嵌入至泵體內(nèi)部中心位置的永磁體，所述泵體穿設(shè)在套筒之內(nèi)并能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，泵體除永磁體外均是采用不導(dǎo)磁材料制成，該結(jié)構(gòu)徹底消除了傳統(tǒng)電機(jī)由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低，體積更小，減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速及工作效率，由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)變化而使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性得到了極大改善，不但具有突出的節(jié)能特點(diǎn)，更為重要的是具備了傳統(tǒng)鐵芯電動(dòng)機(jī)所無(wú)法達(dá)到的控制和拖動(dòng)特性，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠性高、穩(wěn)定性好。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的截面示意圖；

圖2是本發(fā)明的繞線杯的繞線示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1、圖2，圖1、圖2是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，一種應(yīng)用于人工心臟的高效能高穩(wěn)定性電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子為一空心杯結(jié)，其包括套筒1、套設(shè)在套筒1外圍的繞線杯2，所述轉(zhuǎn)子包括泵體3及嵌入至泵體3內(nèi)部中心位置的永磁體4，所述泵體3穿設(shè)在套筒1之內(nèi)并能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述繞線杯2為一斜繞式空心杯線圈。

如圖所示，所述定子還包括套設(shè)在繞線杯2外圍的矽鋼片組5、設(shè)置在矽鋼片組5外側(cè)的機(jī)殼6，所述機(jī)殼6兩端分別設(shè)置有能夠?qū)⒗@線杯2、矽鋼片組5封閉在機(jī)殼6、套筒1之間的前蓋71、后蓋72，所述繞線杯2一端設(shè)置有與繞線杯2的線組接線連接的PCB電路板21，該P(yáng)CB電路板21通過(guò)引線8與外部電源或電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接。

在本發(fā)明中，所述永磁體4由釹鐵硼材料制成，減少泵體3的體積，泵體3除永磁體4外均是采用不導(dǎo)磁材料制成，在本實(shí)施例中，優(yōu)選的采用鈦合金材料制成，因?yàn)殁伜辖鸩粚?dǎo)磁，因此可以獲得較大的傳輸扭矩，而且鈦合金質(zhì)量輕并具有很好的生物相容性，當(dāng)然在實(shí)施過(guò)程中還可采用鈮、鉭等合金材料或其他新型的不導(dǎo)磁材料。

在本發(fā)明中，該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)徹底消除了傳統(tǒng)電機(jī)由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低，體積更小，減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速及工作效率，保證足夠的血液流量及血壓，電機(jī)本身沒(méi)有勵(lì)磁損耗和磁刷損耗，消除了多級(jí)減速損耗，綜合節(jié)電率達(dá)20%-60%；且為無(wú)刷結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生火花；可靠性高、穩(wěn)定性好、運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，耐顛簸震動(dòng)、噪音小、震動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，使用壽命長(zhǎng)，符合可植入式人工心臟血泵的驅(qū)動(dòng)要求。

且在本發(fā)明中，由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)變化而使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性得到了極大改善，具有以下優(yōu)點(diǎn)：