本發(fā)明屬于醫(yī)療器械，具體涉及一種定子鐵芯、磁懸浮血泵及心室輔助裝置。

背景技術(shù)：

1、第三代人工心臟以磁懸浮無接觸軸承為特點(diǎn)，相比于傳統(tǒng)包含滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承的心臟血泵來說，磁懸浮無接觸軸承與轉(zhuǎn)子之間沒有摩擦，避免了血細(xì)胞破損引起的血栓風(fēng)險(xiǎn)。

2、磁懸浮血泵包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括線圈繞組，轉(zhuǎn)子包括永磁體。當(dāng)向定子中的線圈繞組通電時(shí)，定轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生懸浮磁場和驅(qū)動(dòng)磁場，其中懸浮磁場用于使得轉(zhuǎn)子懸浮，驅(qū)動(dòng)磁場用于驅(qū)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

3、目前磁懸浮血泵的電機(jī)有兩種類型，其一為徑向電機(jī)，其二為盤式電機(jī)。徑向電機(jī)可以對(duì)轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)徑向主動(dòng)控制，但無法實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的軸向位置的主動(dòng)控制。因此，對(duì)于徑向電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于徑向預(yù)定位置，轉(zhuǎn)子在徑向上受到的合力為零，若轉(zhuǎn)子偏離徑向預(yù)定位置，可以通過控制線圈繞組中的電流幅值和/或相位來調(diào)整轉(zhuǎn)子受到的徑向力，以使得轉(zhuǎn)子回到徑向預(yù)定位置；當(dāng)轉(zhuǎn)子處于軸向預(yù)定位置時(shí)，轉(zhuǎn)子在軸向上所受合力為零，若轉(zhuǎn)子偏離軸向預(yù)定位置，且偏移量較小時(shí)，轉(zhuǎn)子在軸向上受到的合力不為零，此時(shí)轉(zhuǎn)子受到的軸向合力是系統(tǒng)自回復(fù)力。轉(zhuǎn)子可在不為零的軸向合力的作用下回到軸向預(yù)定位置，但當(dāng)轉(zhuǎn)子偏離軸向預(yù)定位置，且偏離量較大時(shí)，轉(zhuǎn)子在軸向上受到的合力雖然不為零，但該合力不足以使轉(zhuǎn)子回到軸向預(yù)設(shè)位置，這可能導(dǎo)致徑向電機(jī)無法正常工作。盤式電機(jī)與徑向電機(jī)相反，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的軸向位置的主動(dòng)控制，但無法實(shí)現(xiàn)其徑向位置的主動(dòng)控制。具體是當(dāng)轉(zhuǎn)子處于軸向預(yù)定位置時(shí)，轉(zhuǎn)子在軸向上所受合力為零，若轉(zhuǎn)子偏離軸向預(yù)定位置，可以通過調(diào)節(jié)線圈繞組的電流幅值和/或相位來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子受到的軸向力，使得轉(zhuǎn)子回到軸向預(yù)定位置；當(dāng)轉(zhuǎn)子位于徑向預(yù)定位置時(shí)，轉(zhuǎn)子在徑向上受到的合力為零，若轉(zhuǎn)子偏離徑向預(yù)定位置，且偏移量較小時(shí)，轉(zhuǎn)子在徑向上受到的合力不為零，此時(shí)轉(zhuǎn)子受到的徑向合力是系統(tǒng)自回復(fù)力。轉(zhuǎn)子可在不為零的徑向合力的作用下回到徑向預(yù)定位置，但當(dāng)轉(zhuǎn)子偏離徑向預(yù)定位置，且偏離量較大時(shí)，轉(zhuǎn)子在徑向上受到的合力雖然不為零，但該合力不足以使轉(zhuǎn)子回到徑向預(yù)設(shè)位置，這可能導(dǎo)致盤式電機(jī)無法正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種定子鐵芯、磁懸浮血泵及心室輔助裝置，旨在通過對(duì)定子鐵芯的構(gòu)造進(jìn)行調(diào)整，使得具有該定子鐵芯的磁懸浮血泵可以同時(shí)在徑向和軸向上對(duì)轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種定子鐵芯，包括軛部和多個(gè)齒部，多個(gè)所述齒部連接在所述軛部的同一側(cè)，并沿所述軛部的周向間隔排布；所述齒部沿所述軛部的軸向延伸，且所述齒部遠(yuǎn)離所述軛部的一端上形成有配合面，所述配合面相對(duì)于所述軛部的軸線傾斜，且所述配合面為一與所述軛部同軸的圓錐面的一部分。

3、可選地，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近所述軛部的方向增大。

4、可選地，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近所述軛部的方向減小。

5、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種磁懸浮血泵，包括葉輪和兩個(gè)定轉(zhuǎn)子組件，兩個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件沿所述磁懸浮血泵的軸向排布，且兩個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件在所述葉輪的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置；

6、所述定轉(zhuǎn)子組件包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括如前所述的定子鐵芯和多個(gè)線圈繞組；每個(gè)所述齒部上繞設(shè)至少一個(gè)所述線圈繞組；所述轉(zhuǎn)子為圓錐形結(jié)構(gòu)，并設(shè)置在所有所述齒部的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，且所述轉(zhuǎn)子還通過氣隙與所有的所述配合面間隔開；所述轉(zhuǎn)子比所述定子更靠近所述葉輪，且所述轉(zhuǎn)子與所述葉輪同軸連接。

7、可選地，每個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件中，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近所述軛部的距離減小，所述轉(zhuǎn)子的外圓錐面與所述配合面面對(duì)面地設(shè)置。

8、可選地，每個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件中，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近相應(yīng)的所述軛部的距離增大，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)圓錐面與所述配合面面對(duì)面地設(shè)置。

9、可選地，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)磁體，多個(gè)所述磁體按照海爾貝克陣列排布并拼接成圓錐形結(jié)構(gòu)。

10、可選地，每個(gè)所述齒部上繞設(shè)一個(gè)所述線圈繞組；或者，

11、每個(gè)所述齒部上繞設(shè)兩個(gè)所述線圈繞組，且同一個(gè)所述齒部上的兩個(gè)所述線圈繞組沿所述磁懸浮血泵的軸向排布。

12、可選地，所述磁懸浮血泵還包括傳感器陣列和控制器，所述傳感器陣列至少設(shè)置在一個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件的所述定子上，并用于監(jiān)測對(duì)應(yīng)的所述轉(zhuǎn)子的位置信息；所述控制器與所述傳感器陣列通信連接，并被配置用于接收所述傳感器陣列所監(jiān)測到的所述轉(zhuǎn)子的位置信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的位置信息獨(dú)立地對(duì)每一個(gè)所述線圈繞組的電流相位和/或電流幅值進(jìn)行控制。

13、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種心室輔助裝置，包括如前所述的磁懸浮血泵。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的定子鐵芯、磁懸浮血泵及心室輔助裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

15、前述的定子鐵芯包括軛部和多個(gè)齒部，多個(gè)所述齒部連接在所述軛部的同一側(cè)，并沿所述軛部的周向間隔排布；所述齒部沿所述軛部的軸向延伸，且所述齒部遠(yuǎn)離所述軛部的一端上設(shè)有配合面，所述配合面相對(duì)于所述軛部的軸線傾斜，且所述配合面為一與所述軛部同軸的圓錐面的一部分；所述定子鐵芯應(yīng)用于磁懸浮血泵時(shí)，每個(gè)所述齒部上繞設(shè)至少一個(gè)線圈繞組以構(gòu)成定子的至少一部分，所述定子與轉(zhuǎn)子相配合以構(gòu)成定轉(zhuǎn)子組件的至少一部分，所述轉(zhuǎn)子為圓錐形結(jié)構(gòu)，并設(shè)置在所有所述齒部的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，且所述轉(zhuǎn)子通過氣隙與所述配合面間隔開，所述磁懸浮血泵包括葉輪和兩個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件，兩個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件鏡像對(duì)稱地設(shè)置在所述葉輪的軸向兩側(cè)，且兩個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件的所述轉(zhuǎn)子均與所述葉輪同軸連接。這樣一來，當(dāng)向所述線圈繞組通電以使得所述定子產(chǎn)生懸浮磁場以使得所述轉(zhuǎn)子懸浮時(shí)，磁場的磁感應(yīng)線的方向垂直于所述配合面，使得轉(zhuǎn)子受到的磁力垂直于所述配合面，并可分解出沿所述磁懸浮血泵的徑向的分力和軸向的分力，如此，通過調(diào)節(jié)線圈繞組的電流的幅值和/或相位，可以調(diào)節(jié)磁場的強(qiáng)度，進(jìn)而主動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子在軸向和/或徑向上受到的合力，實(shí)現(xiàn)同時(shí)在軸向和徑向?qū)D(zhuǎn)子的位置進(jìn)行主動(dòng)控制的目的。

技術(shù)特征：

1.一種定子鐵芯，其特征在于，包括軛部和多個(gè)齒部，多個(gè)所述齒部連接在所述軛部的同一側(cè)，并沿所述軛部的周向間隔排布；所述齒部沿所述軛部的軸向延伸，且所述齒部遠(yuǎn)離所述軛部的一端上形成有配合面，所述配合面相對(duì)于所述軛部的軸線傾斜，且所述配合面為一與所述軛部同軸的圓錐面的一部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子鐵芯，其特征在于，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近所述軛部的方向增大。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子鐵芯，其特征在于，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近所述軛部的方向減小。

4.一種磁懸浮血泵，其特征在于，包括葉輪和兩個(gè)定轉(zhuǎn)子組件，兩個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件沿所述磁懸浮血泵的軸向排布，且兩個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件在所述葉輪的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁懸浮血泵，其特征在于，每個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件中，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近所述軛部的方向減小，所述轉(zhuǎn)子的外圓錐面與所述配合面面對(duì)面地設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁懸浮血泵，其特征在于，每個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件中，所述配合面到所述軛部的軸線的距離沿靠近相應(yīng)的所述軛部的方向增大，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)圓錐面與所述配合面面對(duì)面地設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的磁懸浮血泵，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)磁體，多個(gè)所述磁體按照海爾貝克陣列排布并拼接成圓錐形結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的磁懸浮血泵，其特征在于，每個(gè)所述齒部上繞設(shè)一個(gè)所述線圈繞組；或者，

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁懸浮血泵，其特征在于，所述磁懸浮血泵還包括傳感器陣列和控制器，所述傳感器陣列至少設(shè)置在一個(gè)所述定轉(zhuǎn)子組件的所述定子上，并用于監(jiān)測對(duì)應(yīng)的所述轉(zhuǎn)子的位置信息；所述控制器與所述傳感器陣列通信連接，并被配置用于接收所述傳感器陣列所監(jiān)測到的所述轉(zhuǎn)子的位置信息，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的位置信息獨(dú)立地對(duì)每一個(gè)所述線圈繞組的電流相位和/或電流幅值進(jìn)行控制。

10.一種心室輔助裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求4-9中任一項(xiàng)所述的磁懸浮血泵。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種定子鐵芯、磁懸浮血泵及心室輔助裝置，定子鐵芯包括軛部和多個(gè)齒部，多個(gè)齒部連接在軛部的同一側(cè)，并沿軛部的周向間隔排布；齒部沿軛部的軸向延伸，且齒部遠(yuǎn)離軛部的一端上形成有配合面，配合面相對(duì)于軛部的軸線傾斜，且配合面為一與軛部同軸的圓錐面的一部分。當(dāng)定子鐵芯應(yīng)用于磁懸浮血泵時(shí)，既可以在軸向上對(duì)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，也可以在徑向上對(duì)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣燕飛,曹翼,黃霖,袁野,蔣海洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海心恒睿醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/30