弹性封装线圈及施用手具的制作方法

1.本实用新型涉及医疗美容装置技术领域，特别是涉及一种弹性封装线圈及施用手具。


背景技术：

2.随着医疗美容行业的发展，一种名为电磁塑肌装置的医疗美容装置进入了人们视野。这种装置将磁场产生装置(通常为线圈)做成治疗手具固定于用户的皮肤表面，通过对线圈输入周期性的电流脉冲，使所述线圈被激发出周期性的聚焦强磁场。用户的皮下肌肉受到所述聚焦强磁场的作用，其肌肉神经产生动作电位，刺激肌肉进行高频的收缩和舒张，从而达到锻炼肌肉的目的。
3.然而目前的这种电磁塑肌装置，其多个线匝的电流方向是相互平行的，根据电磁感应定理，所述每个线匝会由于相邻线匝激发的磁场而产生安培力。在周期性的电流脉冲的作用下，线匝会表现出周期性的力的作用，产生与电流周期同频率的振动。由于线匝之间存在有一定的间隙，因此线匝的振动会产生极大的噪音，严重影响用户的使用体验。不仅如此，线圈在工作时会引发电磁塑肌装置较大的激振振幅，使产品安全性存在较大的安全隐患。
4.为了解决这一问题，现有技术通常采用透明树脂将线圈进行固化。然而使用树脂进行固化的方案只能物理降低线圈振动的振幅，并不能吸收足够多的振动能量，因此对于振动噪声的削弱能力十分有限。除此以外，由于树脂在固化过程中会发生收缩，这就导致固化后的树脂内部存在较大的内应力，在线圈的热量引发的热应力和线圈高频振动的冲击力的共同作用下，固化后的树脂极易发生疲劳而出现开裂，导致树脂固定结构被破坏。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有技术中线圈振动噪音大的问题，提供一种弹性封装线圈及施用手具。
6.具体来说，本实用新型第一方面公开了一种弹性封装线圈，包括线圈结构和弹性灌封结构，所述弹性灌封结构灌封所述线圈结构，所述弹性封装线圈的可压缩率为0.8-1。
7.在其中一个实施例中，所述弹性灌封结构为硅凝胶灌封结构或者聚氨酯灌封结构或者柔性环氧树脂灌封结构。
8.在其中一个实施例中，所述线圈结构的空隙比为0.4-0.6。
9.在其中一个实施例中，所述线圈结构由截面为矩形或圆形的利兹线绕制得到。
10.在其中一个实施例中，所述弹性封装线圈的初始高度为所述线圈结构的高度的1.05-1.3倍，所述弹性封装线圈的压缩高度为所述弹性封装线圈的初始高度的0.8-1倍。
11.本实用新型第二方面公开了一种施用手具，其特征在于，包括前述任一所述的弹性封装线圈。
12.在其中一个实施例中，所述施用手具还包括外壳，所述外壳内对应所述弹性封装
线圈设置有消音结构。
13.在其中一个实施例中，所述消音结构为消音栅格。
14.在其中一个实施例中，所述消音栅格包括紧密排布的多个消音腔。
15.在其中一个实施例中，所述消音腔的开口至所述弹性封装线圈的距离为2-5mm，所述消音腔的深度为3-11mm。
16.有益效果
17.本实用新型所述的弹性封装线圈，通过选用弹性灌封结构对线圈结构灌封，并对弹性封装线圈的可压缩率进行优选，使得本实用新型的弹性封装线圈相对现有技术显著降低了振动噪音。
附图说明
18.图1为本实用新型其中一个实施例中所述施用手具的示意图；
19.图2为本实用新型其中一个实施例中所述线圈结构的示意图；
20.图3为本实用新型其中一个实施例中所述绕线的剖视图；
21.图4为本实用新型其中一个实施例中所述弹性封装线圈的示意图；
22.图5为本实用新型其中一个实施例中所述施用手具的消音结构的示意图；
23.其中，1为线圈结构，2为外壳，11为绕线，110为导线，21为消音结构。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.参阅图1，如图1所示为本实用新型所述的施用手具的示意图，所述施用手具包括弹性封装线圈以及外壳2，所述弹性封装线圈包括线圈结构1以及弹性灌封结构(图中未示出)，所述弹性灌封结构由弹性材料制得，所述弹性灌封结构灌封所述线圈结构。
31.如图2所示，所述线圈结构1由绕线11绕制而成，所述绕线11在绕制中留存有空隙，所述弹性灌封结构将所述空隙完全填充。当所述弹性封装线圈置于所述外壳2内时，所述弹性封装线圈会与所述外壳2的内壁弹性挤压，实现固定。
32.具体来说，如图2所示，设所述绕线11的平均宽度为d；设所述线圈结构 1的内径为r1，外径为r2，高度为h；设所述线圈结构1中相邻绕线11的中心距为p。
33.如图3所示为所述绕线11的截面图，从图中可以看出，所述绕线11由若干根导线110编织得到，所述若干根导线110之间存在间隙，设所述绕线11中所有导线110的截面积之和与绕线11的总截面积的比值为所述绕线11的填充系数λ1；那么所述线圈结构1的空隙比λ2，即导线110的总截面积与线圈结构 1的总截面积的比值为λ1*d/p。
34.如图4所示，由于所述弹性封装线圈在安装至外壳2前后其尺寸会由于弹性挤压而发生变化，因此设所述弹性封装线圈的初始外径为r1，初始高度为h1；设所述弹性封装线圈固定在所述外壳2中时的压缩外径为r2，压缩高度为h2。
35.为了方便对本实用新型的弹性封装线圈的噪声进行定性和定量测量与原理分析，
36.以下实施例中，所述弹性封装线圈的振动噪声测试方法为：在室内环境下，上述线圈正常工作时，按100％符合，在距线圈50cm的空间内使用分贝仪测量(该距离为使用者和操作者的耳朵一般会距离线圈的最小距离)。
37.以下实施例中，所述弹性封装线圈的固有频率测试方法为：将弹性封装线圈悬空设置并进行自由敲击，通过声音传感器和接触式的位移传感器分析所述弹性封装线圈的振动频谱，选择多次测试后稳定存在的最低频率得到其固有频率。
38.以下实施例中，所述弹性封装线圈的阻尼比ζ测试方法为：在上述通过声音传感器和位移传感器的测试过程中，对其进行滤波排除干扰后，根据其振幅随时间的衰减关系，可求得阻尼比。具体测试方法为：根据其图像得到n次衰减前后的振幅比值a；根据公式即可求出。
39.为了方便对本实用新型的弹性封装线圈的散热表现进行测量，以下实施例中，所述弹性封装线圈的表面稳定温度测试方法为：在弹性封装线圈设置多个如铂温度计的精密温度测量传感器，并将所述温度测量传感器与主机连接，获取并平均计算弹性封装线圈表面稳定温度。
40.实施例1-4
41.在该部分实施例中，选用硅凝胶作为弹性材料，即该部分实施例中，所述弹性封装线圈为硅凝胶封装线圈。
42.在该部分实施例中，所述线圈结构1的内径r1为5cm，外径r2为13cm，高度h为1.5cm，所述线圈结构1所用绕线11为圆形截面的利兹线，所述绕线11 的填充系数λ1为0.5，所述利兹线的平均宽度d与相邻利兹线间的中心距p的比值为d/p＝1：1.25。
43.根据前述的所述线圈结构的空隙比的计算公式λ2＝λ1*d/p，本实施例中所述线圈结构1的空隙比λ2为0.4。
44.在该部分实施例中，所述硅凝胶封装线圈所选用的所述硅凝胶，其导热系数为7w.m/k，其击穿电压大于15kv/mm，其体积电阻大于10
14
ω/cm。
45.在该部分实施例中，所述硅凝胶封装线圈均选用劲度系数为245n/m的硅凝胶将所述线圈结构1灌封。
46.在该部分实施例中，所制得的硅凝胶封装线圈的初始外径r1统一为线圈结构外径r2的1.15倍，所述硅凝胶封装线圈的压缩外径r2统一为线圈结构外径 r2的1.1倍。所述硅凝胶封装线圈的压缩高度h2相对线圈结构1的高度h统一为1.04倍。
47.其中，所述硅凝胶封装线圈的初始高度h1相对线圈结构1的高度h的倍数如表1所示。并且根据圆柱的体积计算公式，所述硅凝胶封装线圈的压缩高度 h2与初始高度h1的比值，即等于硅凝胶封装线圈压缩前后的体积之比，具体如表1中的可压缩率所示。
48.按照前述方法，对该部分实施例所述的硅凝胶封装线圈进行表面稳定温度、振动噪声、固有频率以及阻尼比的测试，测试结果如下表1所示。
49.实施例5-8
50.在该部分实施例中，设置与实施例1-4具有相同空隙比λ2的所述线圈结构1，并且按照与实施例1-4相同的可压缩率设置硅凝胶封装线圈，所述硅凝胶的劲度系数为370n/m。
51.按照前述方法，对该部分实施例所述的硅凝胶封装线圈进行表面稳定温度、振动噪声、固有频率以及阻尼比的测试，测试结果如下表1所示。
52.实施例9-12
53.在该部分实施例中，按照与实施例1-4相同的可压缩率设置硅凝胶封装线圈，并且所述硅凝胶的劲度系数与实施例1-4相同为245n/m。该部分实施例中，设置所述线圈结构的空隙比λ2为0.6。
54.具体来说，在该部分实施例中，所述线圈结构1的内径r1为3cm，外径r2为15cm，高度h为2cm，所述线圈结构1所用绕线11为矩形截面的利兹线，所述绕线11的填充系数λ1为0.7，所述利兹线的平均宽度d与相邻利兹线间的中心距p的比值为d/p＝1：1.2。
55.根据前述的所述线圈结构的空隙比λ2的计算公式λ2＝λ1*d/p，本实施例中所述线圈结构的空隙比λ2为0.6。
56.在该部分实施例中，所述硅凝胶封装线圈所选用的所述硅凝胶，其导热系数为
7w.m/k，其击穿电压大于15kv/mm，其体积电阻大于10
14
ω/cm。
57.在该部分实施例中，所制得的硅凝胶封装线圈的初始外径r1统一为线圈结构外径r2的1.15倍，所述硅凝胶封装线圈的压缩外径r2统一为线圈结构外径 r2的1.1倍。所述硅凝胶封装线圈的压缩高度h2相对线圈结构1的高度h统一为1.04倍。
58.其中，所述硅凝胶封装线圈的初始高度h1相对线圈结构1的高度h的倍数如表1所示。并且根据圆柱的体积计算公式，所述硅凝胶封装线圈的压缩高度 h2与初始高度h1的比值，即等于硅凝胶封装线圈压缩前后的体积之比，具体如表1中的可压缩率所示。
59.按照前述方法，对该部分实施例所述的硅凝胶封装线圈进行表面稳定温度、振动噪声、固有频率以及阻尼比的测试，测试结果如下表1所示。
60.实施例13-16
61.在该部分实施例中，设置与实施例9-12具有相同空隙比λ2的所述线圈结构 1，并且按照与实施例9-12相同的可压缩率设置硅凝胶封装线圈，所述硅凝胶的劲度系数为370n/m。
62.按照前述方法，对该部分实施例所述的硅凝胶封装线圈进行表面稳定温度、振动噪声、固有频率以及阻尼比的测试，测试结果如下表1所示。
63.对比例
64.在该对比例中，选用市面上施用手具中常见的透明树脂封装线圈作为对比对象。
65.使用前述的测试方法对透明树脂封装线圈进行测试，测得其振动噪声为 50db；测试其固有频率约138hz，但是阻尼比低达0.08，自由敲击时尾音明显，在工作状态断电后的持续振动发声长达3-5s后才消失；其表面温度高达60℃，且因为树脂导热性较差，在热应力和机械应力的综合作用下累计工作100h后，部分透明树脂出现裂纹。
66.表1
[0067][0068][0069]
从上述实施例1-3、实施例5-7、实施例9-11、实施例13-15可以看出，当线圈结构的空隙比为0.4-0.6，硅凝胶劲度系数为245n/m-370n/m，硅凝胶封装线圈的可压缩率为0.8-1
时，所述硅凝胶封装线圈相对对比例表现出显著更低的表面稳定温度以及振动噪音。
[0070]
这是因为硅凝胶封装线圈的可压缩率越低，也就意味着硅凝胶的用量越多，而较多的硅凝胶用量可以使硅凝胶封装线圈的固有频率以及硅凝胶密度均得到提高，并且使得所述硅凝胶封装线圈的阻尼比趋近于临界状态。硅凝胶封装线圈较高的固有频率意味着其相对线圈结构的工作频率1-50hz相差较大，那么共振发生的可能性就越低。而处于临界状态的阻尼比可以更好地吸收线圈结构的振动，从而减少噪音。较高的硅凝胶密度则可以改善线圈结构的散热效果。
[0071]
但是从实施例4、实施例8、实施例12、实施例16可以看出，当所述硅凝胶封装线圈的可压缩率低于0.8时，例如达到0.77时，所述硅凝胶封装线圈的表面温度显著高于可压缩率为0.8-1时的表面温度，其振动噪音也显著高于可压缩率为0.8-1时的振动噪音。这是由于虽然硅凝胶封装线圈的固有频率虽然相比可压缩率为0.8-1时进一步上升了，但是其阻尼比也超过了临界状态，过大的阻尼比导致线圈结构的振动难以消除，从而造成硅凝胶封装线圈的振动噪音较高的结果。
[0072]
可以理解的，虽然上述实施例1-16通过硅凝胶封装线圈压缩前后的高度变化来控制硅凝胶封装线圈压缩前后的体积变化，本领域技术人员同样也可以通过控制例如硅凝胶封装线圈的半径或高度中的至少一个来控制硅凝胶封装线圈的可压缩率，同样可以实现对硅凝胶封装线圈振动噪音的控制。
[0073]
可以理解的是，由于硅凝胶、聚氨酯、柔性环氧树脂均具有柔软、导热性好且电阻大的特点，因此当这些弹性材料用于制备本实用新型的所述弹性封装线圈时，所述弹性封装线圈的性能表现均与硅凝胶封装线圈的性能表现相接近，具有良好的降低振动噪音的效果。
[0074]
实施例17
[0075]
本实施例公开了一种硅凝胶封装线圈的制备方法。
[0076]
在该实施例中，选用包含第一组分和第二组分，且劲度系数为 245n/m-370n/m的硅凝胶作为弹性材料，并使用绕线预先绕制成空隙比为 0.4-0.6的线圈结构。将所述线圈结构以及所述硅凝胶的第一组分、第二组分先后设置于中空成型容器中并进行充分混合，静置后即可得到本实用新型所述的硅凝胶封装线圈。
[0077]
其中优选的，所述中空成型容器的内径对应于硅凝胶封装线圈的初始外径 r1。通过对所述中空成型容器的内径进行调节，使所述硅凝胶封装线圈安装至外壳后的压缩外径r2与初始外径r1的比值，即所述硅凝胶封装线圈的可压缩率可以满足0.8-1。
[0078]
实施例18
[0079]
如图5所示，本实施例中公开了一种包括消音结构21的施用手具，所述消音结构21在外壳2内，对应所述弹性封装线圈设置。所述消音结构21可以对噪音声波进行消减，从而达到减少施用手具噪音的效果。
[0080]
举例来说，所述消音结构21可为设置在所述外壳2的内壁上的消音栅格。如此设置，所述弹性封装线圈产生的噪音声波，传递至所述消音栅格中被不断地来回反射，从而可以进一步削减噪音的声能量，使噪音从所述外壳2穿出时被尽可能地降低。
[0081]
具体来说，在部分实施例中，所述消音栅格包括多个消音腔，所述消音腔紧密排布，所述消音腔的开口对应所述弹性封装线圈。其中优选的，所述消音腔开口至所述弹性封
装线圈的距离为2-5mm，所述消音腔的深度为3-11mm。通过缩短消音腔与所述弹性封装线圈的距离，在不干扰弹性封装线圈工作的前提下，有效减少噪音的泄漏，通过加深消音腔的深度，可以使得尽可能多的噪音声波在消音腔中多次反射而损耗。可以理解的，所述消音腔的截面形状并不加以限制，例如可以为矩形或者六边形。
[0082]
进一步地，所述消音栅格还可以配合使用吸音材料，进一步增加消音结构的吸音效果。举例来说，所述吸音材料可以为吸音棉，所述吸音棉填充在所述消音腔的底部。如此，当噪音声波经过消音腔的多次反射损耗后，剩余不多的能量被消音腔底部的吸音棉一次性的大量吸收损耗，从而进一步降低了从消音腔底部传出的噪音音量。
[0083]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0084]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。