具有冲击脉冲体的超声波换能器的制造方法
【专利说明】具有冲击脉冲体的超声波换能器
【背景技术】
[0001] 超声波换能器用于经皮肤的手术器械或经尿道的手术器械，其融化血块、减灭结 石、钻/刨骨等等。超声波换能器在18千赫及以上的范围内操作。研究表明，现有技术超声波 换能器不能达到最佳水平。能量在沿着这些换能器的超声波导器件传导时产生损失，这影 响了换能器的性能效率。低于标准的性能对于超声波换能器的销售产生了负面的经济影 响，因为它们不能达到在手术过程中期望特定水平的使用者的标准。已经发现，在超声波导 器上的止挡件的位置极大地影响了超声波换能器的性能。此外，冲击脉冲体的形状、位置和 运动也影响超声波换能器的性能。本发明提供超声波导器和超声波换能器的新的布置以及 冲击脉冲体的变体，每个冲击脉冲体都促进了超声波换能器的性能最大化。
【发明内容】
[0002] 本发明提供一种用于传导超声波振动的设备，其沿着超声波导器的中心轴线建立 了多个节点位置和反节点位置。所述设备包括超声波导器。超声波导器包括波导管、波导配 件以及撞击表面。波导管具有近端部和远端部。波导配件具有附接端部和波导管耦合器。波 导管耦合器适于接收并牢固地固定于波导管的近端部。止挡件位于超声波导器上，并且适 于非固定地接合弹簧或冲击脉冲体。弹簧和冲击脉冲体也都位于超声波导器上，但是它们 插在止挡件和撞击表面之间。最后，当波导配件的附接端部被附接于操作中的设备时，撞击 表面位于沿着超声波导器的中心轴线出现的反节点位置的至少一个λ/6内。
[0003] 超声波导器的止挡件可位于沿着超声波导器的中心轴线的反节点位置处。超声波 导器的止挡件可位于沿着超声波导器的中心轴线的反节点位置的至少一个λ/6内的位置 处，或至少一个λ/3内的位置处。超声波导器的弹簧、冲击脉冲体和止挡件可各自位于波导 配件上。或者，超声波导器的弹簧、冲击脉冲体和止挡件可各自位于波导管上。
[0004] 冲击脉冲体可以具有圆形截面，并且围绕其中心轴线具有双犬骨形状。或者，冲击 脉冲体可以具有圆形截面，并且围绕其中心轴线具有圆环形状。或者，冲击脉冲体可以具有 圆形截面以及管长度，其中管长度具有沟槽。
[0005] 弹簧可抵接止挡件。或者，弹簧可在冲击脉冲体抵接撞击表面的同时抵接止挡件。 止挡件也可具有锥形形状。
[0006] 超声波导器可进一步包括第二冲击脉冲体，其中第二冲击脉冲体抵接止挡件，冲 击脉冲体抵接撞击表面，并且弹簧位于冲击脉冲体和第二冲击脉冲体之间。超声波导器可 进一步包括密封件，其位于超声波导器上。其中，当超声波导器被安装在操作设备中时，止 挡件和密封件各自协同工作以产生密封。
【附图说明】
[0007] 将结合附图参考下述具体描述来更完整地理解和领会本发明及其多种优势。
[0008] 图1是以典型方式使用的现有技术超声波换能器；
[0009]图2示出现有技术超声波换能器的剖视图；
[0010] 图3示出图2的超声波换能器的超声波导器的放大剖视图；
[0011] 图4示出叠加在图示的波长上的、超声波导器的现有技术结构，该波长表示沿着波 导管的轴向位移；
[0012] 图5示出现有技术超声波导器的侧视图；
[0013] 图6A示出现有技术冲击脉冲体的立体图，其具有圆形截面并且围绕其中心轴线具 有圆环形状；
[0014] 图6B示出图6A的冲击脉冲体的剖视图；
[0015] 图7示出叠加在示出波长的图表上的、超声波导器的新的结构，其促进了超声波换 能器的性能最大化，该波长表示沿着波导管的轴向位移；
[0016] 图8示出用于生产超声波导器的制造工序中的部件的剖视图；
[0017] 图9A示出具有止挡件的超声波换能器的实施方式的剖视图，该止挡件沿着超声波 导器的中心轴线具有可调节的位置；
[0018] 图9B示出图9A的超声波换能器的超声波导器的放大剖视图；
[0019] 图10A示出具有止挡件的超声波换能器的另一实施方式的剖视图，该止挡件沿着 超声波导器的中心轴线具有可调节的位置；
[0020] 图10B示出图10A的超声波导器的放大剖视图；
[0021] 图11示出具有止挡件的超声波换能器的另一实施方式的剖视图，该止挡件沿着超 声波导器的长度具有可调节的位置；
[0022] 图12A示出具有超声波导器的超声波换能器的实施方式的剖视图，该超声波导器 具有细长的波导配件；
[0023]图12B示出图12A的超声波换能器的超声波导器的放大剖视图；
[0024]图13示出具有两个冲击脉冲体的超声波导器的侧视图，该冲击脉冲体具有圆形截 面并且围绕其中心轴线具有双犬骨形状；
[0025]图14不出图12的分解视图；
[0026] 图15A示出冲击脉冲体的立体图，其具有圆形截面并且围绕其的中心轴线具有双 犬骨形状；
[0027] 图15B示出图15A的冲击脉冲体的剖视图；
[0028] 图16A示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图15A的两个冲击脉冲体静止；
[0029] 图16B示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体接收到 来自致动器振动的冲击力；
[0030] 图16C示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体处于完 全的颤动运动状态；
[0031] 图16D示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体处于它 们的颤动运动的顶峰；
[0032] 图16E示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体移动回 到静止位置；
[0033] 图16F示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体在回到 静止位置前一刻的状态；
[0034] 图16G示出超声波导器的实施方式的侧视图，示出图15A的两个冲击脉冲体回到静 止之后的状态；
[0035] 图17示出超声波导器的另一个实施方式的侧视图，其具有轴向移动的冲击脉冲 体，该冲击脉冲体具有圆形截面和管长度；
[0036] 图18示出图17的超声波导器的分解视图；
[0037] 图19A示出图17和18的冲击脉冲体的实施方式的立体图；
[0038] 图19B示出图17和18的冲击脉冲体的剖视图；
[0039] 图19C示出图17和18的冲击脉冲体的立体图；
[0040] 图20A示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体 静止；
[0041] 图20B示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体 在接收到来自致动器振动的冲击力之后立即轴向移动；
[0042]图20C示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体 位于其轴向运动路径的顶峰；
[0043]图20D示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的冲击脉冲体 回到静止位置；
[0044] 图20E示出超声波导器的实施方式的侧视图，其具有回到静止之后的、图19A至19C 所示的冲击脉冲体；
[0045] 图21A示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉 冲体静止；
[0046] 图21B示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉 冲体在接收到来自致动器振动的冲击力之后立即轴向移动；
[0047] 图21C示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉 冲体位于其轴向运动路径的顶峰；
[0048] 图21D示出超声波导器的实施方式的侧视图，其中图19A至19C所示的两个冲击脉 冲体回到静止位置；
[0049] 图21E示出超声波导器的实施方式的侧视图，其具有各自回到静止之后的、图19A 至19C所示的两个冲击脉冲体；
[0050] 图22示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0051] 图23示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0052] 图24示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0053] 图25示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0054] 图26示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0055] 图26示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0056] 图27示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0057] 图28示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图；
[0058] 图29示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图； [0059]图30示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图； [0060]图31示出超声波换能器的另一个实施方式上的变幅杆和超声波导器的剖视图； [0061]图32示出在主体上呈现出磨粒的、现有技术超声波导器的立体图；
[0062]图33示出超声波换能器的另一个实施方式的剖视图；
[0063]图34示出图34的超声波换能器的超声波导器的立体图；
[0064]图35示出图34的超声波换能器的超声波导器的分解侧视图；
[0065]图36示出图34的超声波导器的剖视图；以及
[0066] 图37示出图34的超声波导器的止挡件的后侧的立体图。
【具体实施方式】
[0067] 参考附图，一些附图标记用于表示所示和所述的多个实施方式和附图中的相同或 相对应的部分。通过添加小写字母来在不同的实施方式中标示出相对应的部分。描述了附 图中示出的相对应的部分的形式或功能上的变体。应该理解的是，实施方式中的变体通常 可在不脱离本发明的情况下互换。
[0068] 如图1至3所示，常见的现有技术超声波换能器10主要包括致动器12,以用于产生 超声波频率的横向振动。通常通过多个压电晶体14和背板16来形成这些频率。电源（未示 出）向压电晶体14供电，使得它们抵靠背板16纵向振动，以产生通过变幅杆20朝向超声波导