一种线性驱动结构、冲洗装置及心室辅助系统的制作方法

80000mpa。
13.进一步地，所述驱动腔靠近所述开口的侧壁沿所述轮轴的轴向间隔设有多个导向凸起，所述蠕动滑板安装于相邻两个所述导向凸起之间。
14.基于同一发明构思，本技术还提供了一种心室辅助系统，包括：上述冲洗装置、泵送系统、控制系统和导管；所述泵送系统包括泵送马达、钢丝管，以及与所述泵送马达输出轴传动连接且内置于所述钢丝管的叶轮；所述控制系统包括压力传感器和与所述动力马达电性连接的控制器；所述软管的出液端通过所述导管内腔与所述泵送系统中的泵送马达的进液侧连接，所述钢丝管上设有被配置为排出所述泵送系统中的冲洗液的出液口，所述出液口位于所述泵送马达和所述叶轮之间；所述压力传感器安装于所述软管的出液段，以检测所述冲洗装置输出的冲洗液压力；所述控制器根据所述冲洗液压力控制所述动力马达的输出转速，以使所述冲洗液压力保持300至1500mmhg。
15.从上面所述可以看出，本技术提供的线性驱动结构、冲洗装置及心室辅助系统，将用于挤压软管的挤压部设计为圆锥弧形，在长时间高频率挤压软管的过程中能够有效减小对软管造成的机械损伤，有助于延长软管的使用寿命。同时，圆锥弧形的挤压部还能够减小与软管之间的接触面积，增大散热空间，避免软管在受压变形的过程中吸收热量，进而避免其内部流动的冲洗液温度升高对人体血液造成不良影响。此外，在蠕动滑板作用于软管的过程中，圆锥弧形的挤压部还能够有效减小软管内容积的变化量，使冲洗液在输送的过程中不会发生断流和回吸现象。
16.当蠕动滑板对软管的挤压力大于压紧软管所需的力时，过剩的力会传递到缓冲板，缓冲板自身产生形变或发生移动，以保护软管，延长其使用寿命。
17.由于本技术的冲洗装置输出的冲洗液脉动较小，因此能够缩短心室辅助系统中的控制系统的调节时间，减小调节次数，降低控制系统的工作压力，延长其使用寿命。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例的线性驱动结构示意图；
20.图2为本技术实施例的线性驱动结构的轮轴和偏心轮的示意图；
21.图3为本技术实施例的线性驱动结构的偏心轮的示意图；
22.图4为本技术实施例的线性驱动结构的轮轴和偏心轮的轴向示意图；
23.图5为本技术实施例的线性驱动结构的挤压部以及对比例挤压软管的示意图；
24.图6为本技术实施例的冲洗装置的示意图；
25.图7为本技术实施例的冲洗装置的爆炸示意图；
26.图8为本技术实施例的冲洗装置的剖视图；
27.图9为本技术实施例的冲洗装置的壳体示意图；
28.图10为本技术实施例的心室辅助系统的示意图；
29.图11为本技术实施例的心室辅助系统的控制系统和冲洗装置之间的控制方式的
示意图。
30.附图标记说明：
31.1、线性驱动结构；11、轮轴；111、键；112、联轴器；
32.12、偏心轮、121、轴孔；122、凹槽；
33.13、蠕动滑板；131、挤压部；132、支撑凸起；
34.2、冲洗装置；21、软管；
35.22、壳体；221、驱动腔；222、开口；223、导向凸起；224、第一半壳体；225、第二半壳体；
36.23、上盖；231、限位导柱；24、作用腔；25、缓冲板；26、缓冲弹簧；27、挡圈；28、轴套；29、伞齿轮；
37.3、泵送系统；31、泵送马达；32、钢丝管；321、叶轮安装段；322、出液口；
38.4、控制系统；41、压力传感器；42、控制器；
39.5、导管；6、动力马达；7、过滤器；8、集线盒；9、加压液体管。
具体实施方式
40.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。
41.应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
42.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
43.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
44.需要说明的是，除非另外定义，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
45.在相关技术中，通常使用蠕动泵驱动冲洗液流动。蠕动泵包括圆盘状的滚轮架，围绕滚轮架的轴心安装有两至四个滚轮。电机驱动滚轮架转动，旋转滚轮架带动滚轮周期性的挤压冲洗软管，以使驱使冲洗软管内的冲洗液流动。在滚轮与冲洗软管接触、挤压到离开这一过程中，滚轮对冲洗软管不仅具有径向的挤压动作，还会沿冲洗软管的轴向(或称冲洗软管延伸方向)进行滚动。在滚轮沿冲洗软管滚动的过程中，势必会产生一定的热量，该热量会造成冲洗软管内部的冲洗液温度升高。虽然该温度升高的幅度微小，但由于冲洗液在泵送马达处会直接与血液接触，而血液对温度较为敏感，升温后的冲洗液有可能对血液活性造成不良影响。
46.有鉴于此，如图1和图2所示，本技术实施例提供了一种线性驱动结构1，包括：轮轴11、多个偏心轮12和蠕动滑板13；多个偏心轮12沿轴向依次传动安装于轮轴11，由首端至尾端每个偏心轮12相对于前一个相邻的偏心轮12均沿相同的轮轴11周向偏转相同角度；每个偏心轮12套装有一个蠕动滑板13，蠕动滑板13随偏心轮12的转动沿轮轴11的径向往复移动，且全部蠕动滑板13的往复移动方向相互平行；蠕动滑板13沿移动方向的端部为挤压部131，挤压部131被配置为挤压软管21；挤压部131的外轮廓面为向外突出的圆锥弧面。
47.如图2和图3所示，可选的，轮轴11上安装有沿其轴向延伸的键111，每个偏心轮12均设有贯通的且与轮轴11匹配的轴孔121，以及与轴孔121连通且与键111匹配的凹槽122。偏心轮12通过轴孔121和凹槽122插装于带有键111的轮轴11上，轮轴11通过键111实现与偏心轮12的传动连接。
48.可选的，偏心轮12与轮轴11之间通过胶粘固定。
49.可选的，相邻两个偏心轮12之间均通过胶粘固定。
50.为了降低挤压部131在挤压软管21的过程中所产生的摩擦，避免软管21吸热升温，就需要尽可能的减小挤压部131与软管21之间的接触面积，一方面可以减小两者之间产生的摩擦，另一方面也能够使两者之间具有较大的散热空间。
51.由图5可以看出，若挤压部131为尖角形(图中左侧示例)，虽然在挤压软管21的过程中与软管21的接触面积较小，但长时间高频率的挤压软管21容易对软管21造成损伤，使软管21的使用寿命减小。若挤压部131为圆弧形(图中右侧示例)，虽然在挤压软管21的过程中能够对软管21起到保护作用，但两者之间的接触面积较大，散热空间很小。在本实施例的线性驱动结构1中，挤压部131为圆锥弧形，其介于尖角形与圆弧形之间，既能够保证挤压部131在挤压软管21时能够与软管21之间保持较小的接触面积，保留较大的散热空间，也能够避免尖锐棱角结构对软管21造成伤害。
52.此外，在本实施例的线性驱动结构1中，由于挤压部131在挤压软管21时与软管21的接触面积较小，软管21断流处(即软管21压紧处，该位置软管21的内管壁受压贴合，冲洗液不能流过)两侧的管内容积变化量也较小。相应的，在挤压部131开始离开软管21的瞬间，软管21内部冲洗液流量的瞬间变化量也较小，有助于减小冲洗液的脉动，避免发生断流和回吸现象。
53.在使用本实施例的线性驱动结构1时，轮轴11带动全部偏心轮12转动，各个偏心轮12在转动过程中推动与之配合的蠕动滑板13线性往复移动，整体来看全部蠕动滑板13的挤压部131呈蛇形(或称波浪形，即每个蠕动滑板13的运动相对于前一蠕动滑板13稍微滞后，且相对后一蠕动滑板13稍微提前)对软管21进行径向挤压，使软管21上不间断的形成从上游至下游的封闭区。当位于尾端的蠕动滑板13的挤压部131开始朝远离软管21的方向移动时，封闭区内的冲洗液开始向外输出。
54.本实施例提出的线性驱动结构1，将用于挤压软管21的挤压部131设计为圆锥弧形，在长时间高频率挤压软管21的过程中能够有效减小对软管21造成的机械损伤，有助于延长软管21的使用寿命。同时，圆锥弧形的挤压部131还能够减小与软管21之间的接触面积，增大散热空间，避免软管21在受压变形的过程中吸收热量，进而避免其内部流动的冲洗液温度升高对人体血液造成不良影响。此外，在蠕动滑板13作用于软管21的过程中，圆锥弧形的挤压部131还能够有效减小软管21内容积的变化量，使冲洗液在输送的过程中不会发
生断流和回吸现象。
55.一些实施例中，圆锥弧面的曲线饱满值rho大于等于0.8。
56.曲线饱满值是一个为0至1之间的数值，其数值越小则表示该圆锥曲线越平坦，数值越大则表示该圆锥曲线越饱满。当数值小于0.5时，线型近似椭圆；当数值为0.5时，线型为抛物线；当数值大于0.5时，线型近似双曲线。
57.一些实施例中，相邻的偏心轮12的偏转角度为20
°
至40
°
，偏转角度与蠕动滑板13数量的乘积为周角。如图4所示，偏转角为图中的a角。
58.可选的，a角的角度为20
°
、24
°
、30
°
、36
°
或40
°
。
59.相对应的当a角的角度为20
°
时，安装于轮轴11上的偏心轮12的数量为18个。当a角的角度为24
°
时，安装于轮轴11上的偏心轮12的数量为15个。当a角的角度为30
°
时，安装于轮轴11上的偏心轮12的数量为12个。当a角的角度为36
°
时，安装于轮轴11上的偏心轮12的数量为10个。当a角的角度为40
°
时，安装于轮轴11上的偏心轮12的数量为8个。
60.由于偏转角度与蠕动滑板13之间存在上述对应关系，因此若偏转角度过小，则蠕动滑板13的数量就会较多，一种可能会造成线性驱动结构1整体体积过大，适用范围变小；另一种可能会造成蠕动滑板13的厚度较薄，机械强度较低，对软管21的挤压强度不够且使用寿命较短。若偏转角度过大，则蠕动滑板13的数量就会较少，使得蠕动滑板13之间的间隙增大，更容易使软管21内的冲洗液产生脉动。
61.如图1所示，一些实施例中，每个蠕动滑板13均设有凸出表面的支撑凸起132，相邻的两个蠕动滑板13通过各自的支撑凸起132抵接。
62.可选的，每个蠕动滑板13沿轮轴11径向的两侧壁上分别设有一个支撑凸起132，两个支撑凸起132相对于蠕动滑板13的中心线对称。每个支撑凸起132均凸出蠕动滑板13沿轮轴11轴向的侧壁表面。换句话说，相邻的两个蠕动滑板13之间仅通过支撑凸起132接触，蠕动滑板13的板面之间保持有一定的间隔。
63.在本实施例的线性驱动结构1中，通过设置面积较小的支撑凸起132，能够有效的减小相邻两个蠕动滑板13之间的接触面积，进而减小两者在往复移动过程中产生的摩擦，一方面能够延长蠕动滑板13的使用寿命，另一方面也能够减低蠕动滑板13在移动过程中产生的热量，进一步避免软管21内的冲洗液在输送过程中吸热。
64.基于同一个发明构思，结合上述各个实施例的线性驱动结构1的描述，本实施例提供一种冲洗装置2。
65.如图6、图7、图8、图9和图10所示，冲洗装置2包括：壳体22，内部设有驱动腔221，驱动腔221内安装有前述任一实施例的线性驱动结构1；轮轴11的至少一端伸出驱动腔221用于与动力马达6传动连接；上盖23，可拆卸的安装于壳体22的顶部，上盖23与壳体22之间形成作用腔24，作用腔24内穿设有用于导流冲洗液的软管21；驱动腔221设有连通作用腔24的开口222，挤压部131通过开口222伸入作用腔24，周期性的挤压软管21；缓冲板25，设置于作用腔24内，缓冲板25的底部与软管21接触，顶部安装于上盖23。
66.可选的，轮轴11通过联轴器与动力马达6的输出轴传动连接。若动力马达6的输出轴与轮轴11垂直，则还需要增设一对伞齿轮以使轮轴11与动力马达6的输出轴之间实现有效的传动连接。
67.可选的，壳体22为沿轮轴11径向拼合的第一半壳体224和第二半壳体225。
68.可选的，轮轴11通过轴套28或轴承转动安装于壳体22侧壁，在多个偏心轮12整体的两端位置分别还安装有挡圈27，挡圈27一侧与驱动腔221的侧壁接触，另一侧用于对蠕动滑板13进行止抵，保证蠕动滑板13与偏心轮12之间的一一对应关系。
69.可选的，上盖23与壳体22卡接固定。
70.冲洗装置2在使用时，通过动力马达6带动轮轴11旋转，随轮轴11旋转的多个偏心轮12分别驱使与之对应的蠕动滑板13上下往复移动。全部蠕动滑板13的挤压部131整体呈蛇形对软管21进行径向挤压，使软管21上不间断的形成从上游至下游的封闭区，以实现驱动软管21内的冲洗液流动。
71.当蠕动滑板13对软管21的挤压力大于压紧软管21所需的力时，过剩的力会传递到缓冲板25，缓冲板25自身产生形变或发生移动，以保护软管21，延长其使用寿命。
72.一些实施例中，挤压部131的顶端与自由状态的缓冲板25的底部之间的间隙高度等于软管21壁厚的两倍。
73.为了避免由于设置缓冲板25而影响蠕动滑板13对软管21的正常挤压作用，因此将缓冲板25的高度设置为在其自由状态下蠕动滑板13的挤压部131在正常移动到最高点时恰好能够压紧软管21，且不会驱使缓冲板25变形或移动。
74.如图7和图8所示，一些实施例中，缓冲板25与上盖23之间安装有多个缓冲弹簧26，多个缓冲弹簧26沿软管21的轴线间隔分布。
75.可选的，缓冲弹簧26为压力弹簧，切变模量g为70000-80000mpa。
76.可选的，缓冲弹簧26的切变模量g为70000mpa、71000mpa、72000mpa、73000mpa、74000mpa、75000mpa、76000mpa、77000mpa、78000mpa、79000mpa或80000mpa。
77.对于心衰患者来说，通过主动脉进入人体的冲洗液的量不应过大，否则可能会产生不良后果，因此需要严格控制冲洗液的进入量，同时保证一定的压力避免血液进入泵送马达31内部。
78.为了避免产生反流以及准确控制冲洗量，要保证挤压部131每次对软管21的挤压都是饱和挤压，线性驱动结构与上盖23的尺寸配合很重要，但实际操作中很难做到精确把控，所以通过缓冲弹簧26进行补偿，一方面可以保护软管21，避免其被过度挤压导致损坏；另一方面，缓冲弹簧26提供一定的预紧力使缓冲板25可以压紧软管21，防止软管21在被挤压时产生位移或冲击，缓冲弹簧26提供的预紧力大于或等于软管21的回弹力。
79.同时也能防止软管21受到的过度压力传递给上盖23，从而造成上盖23在频繁的间歇受压后与壳体22之间发生松动，进而影响本实施例的冲洗装置2输出冲洗液的稳定性。
80.可选的，软管21选用邵氏硬度为50-60a的材料，具体的可为硅胶、pvc、pu、tpu中的一种。
81.如图7、图8和图9所示，一些实施例中，驱动腔221靠近开口222的侧壁沿轮轴11的轴向间隔设有多个导向凸起223，蠕动滑板13安装于相邻两个导向凸起223之间。
82.导向凸起223能够对往复移动的蠕动滑板13进行导向，一方面能够使蠕动滑板13保持上下移动，确保挤压部131能够对软管21进行有效挤压，另一方面能够使相邻的蠕动滑板13之间保持一定的空隙，也保证多个挤压部131之间在上下移动过程中之间不会发生碰撞干涉。
83.由上述内容可知，在相关技术中，通常会采用盘型蠕动泵进行冲洗液的输送工作。
但是在滚轮挤压冲洗软管的过程中，相邻两个滚轮之间的冲洗软管21内腔会形成一段“液枕”，而蠕动泵输出冲洗液的流量取决于各个滚轮的转速与“液枕”的体积。当“液枕”的体积较大时，蠕动泵输出的冲洗液的脉动也会相应的较大。同时，若冲洗软管的管径较大且滚轮转速较低的情况下，当滚轮松开冲洗软管的瞬间容易出现断流，甚至是回吸。
84.一般应用可能对脉动并不敏感，但是在心室辅助系统中，对于脉动的要求会比较高，且不允许出现断流或回吸情况。
85.为了解决上述问题，会在心室辅助系统中设置控制系统4，控制系统4通过压力传感器41对蠕动泵的输出侧的冲洗液压力进行检测，并将检测结果反馈给控制器42，控制器42根据检测结果和预设压力值的比对结果，对动力马达6的转速进行调节，将进入泵送系统3的冲洗液维持在预设范围内，如图10和图11。
86.由于心室辅助系统所使用的场景对脉动要求较高，即使蠕动泵产生的是高频率小枕流造成的脉动，也会触发控制系统4的调节机制。为了将冲洗液的压力波动维持在预设的小范围内，需要控制系统4长时间对动力马达6的转速进行反复调节。在此过程中，反复的液体冲击对压力传感器41动态灵敏度的重复性和置信度会有较大影响，长时间反复的压力闭环反馈也增加了控制系统4中执行元件的负担，进而削弱了整个控制系统4的可靠性。
87.有鉴于此，基于同一个发明构思，结合上述各个实施例的冲洗装置2的描述，本实施例提供一种心室辅助系统。
88.如图10和图11所示，一种心室辅助系统，包括：上述任一实施例的冲洗装置2、泵送系统3、控制系统4和导管5；泵送系统3包括泵送马达31、钢丝管32，以及与泵送马达31输出轴传动连接且内置于钢丝管32的叶轮；控制系统4包括压力传感器41和与动力马达6电性连接的控制器42。
89.软管21的出液端通过导管5内腔与泵送系统3中的泵送马达31的进液侧连接，钢丝管32上设有被配置为排出泵送系统3中的冲洗液的出液口322，出液口322位于泵送马达31和叶轮之间；压力传感器41安装于软管21的出液段，以检测冲洗装置2输出的冲洗液压力；控制器42根据冲洗液压力控制动力马达6的输出转速，以使冲洗液压力保持300至1500mmhg。
90.可选的，心室辅助系统还包括主机，动力马达6安装于主机内且输出轴伸出主机。冲洗装置2可拆卸的安装于主机，以使轮轴11与动力马达6的输出轴传动连接。
91.可选的，软管21的输出端依次连接有过滤器7和加压液体管9，加压液体管9的输出端通过集线盒8进入导管5内腔与泵送马达31的进液侧连接。
92.轮轴11的转速根据所需冲洗压力的大小由控制系统4自动控制。为阻止血液进入泵送系统3的马达内部，通常要求冲洗压力大于泵送系统3的血液泵送压力，冲洗压力通常为300-1500mmhg。
93.可选的，预设冲洗压力值为300mmhg、400mmhg、600mmhg、800mmhg、1000mmhg、1300mmhg或1500mmhg。
94.由于本实施例的冲洗装置2输出的冲洗液脉动较小，因此能够缩短控制系统4的调节时间，减小调节次数，降低控制系统4的工作压力，延长其使用寿命。
95.需要说明的是，上述对本技术的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述
实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
96.本技术中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。
97.本技术的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本技术限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本技术的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本技术从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
98.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本技术的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
99.尽管已经结合了本技术的具体实施例对本技术进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
100.本技术实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。