專利名稱：一種為血泵提供動力的外部磁力驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可以產(chǎn)生旋轉磁場的新型磁力驅動裝置，可以為磁力驅動的人工血泵提 供驅動力，屬于生物醫(yī)學工程技術領域。
技術背景血泵能源的提供方式是人工心臟研制的關鍵問題之一。在傳統(tǒng)的血泵系統(tǒng)中，大多采用 體內(nèi)儲能方式或通過導線向體內(nèi)血泵提供能量。前者由于大容量電池的發(fā)展受到限制，無法長時間向體內(nèi)血泵提供能量；后者由于導線穿透人體，會帶來密封以及生物相容性等一系列 問題，并且極易產(chǎn)生術后感染。磁力驅動人工血泵由于沒有導線穿透皮膚，減少了二次感染， 成為當前人工血泵的研究重點。磁力驅動血泵的關鍵是如何得到一個高速穩(wěn)定的外部旋轉磁 場。目前常用的方法是在高速電機輸出軸上安裝一個徑向充磁的永磁體，利用電機旋轉得到 旋轉磁場。但是對電機要求較高，整體體積較大，電機消耗功率較大，溫升和噪聲都是難以 克服的難題，而且?guī)в行D部件的血泵安全性較差。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種可以產(chǎn)生旋轉磁場的磁力驅動裝置，實現(xiàn)在體外向體內(nèi)血泵提供能 量的無接觸式驅動，該裝置利用改變線圈的電流方向產(chǎn)生交變磁場來驅動轉子旋轉，無需機 械轉動部件，可以得到高速旋轉磁場，體積小，效率高，溫升和噪聲都比傳統(tǒng)磁力驅動裝置本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的-一種可以產(chǎn)生旋轉磁場的磁力驅動裝置，其特征在于該裝置包括電磁體和電磁體電流控 制裝置，所述的電磁體由U型鐵芯5和纏繞在U型鐵芯兩臂上的兩個獨立的線圈A和線圈B 構成，通過電磁體電流控制裝置控制兩個獨立線圈的通電時序和方向交替改變，使電磁體頂 端產(chǎn)生電磁力方向依次按S—S、 S—N、 N—N、 N—S和S — S循環(huán)，從而產(chǎn)生交變磁場。本發(fā)明中所述的電磁體電流控制裝置采用DSP控制器。所述的U型鐵芯由U形硅鋼片疊 加而成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果由于該驅動裝置無轉動部件，運 行平穩(wěn)，體積小，效率高，溫升和噪聲較傳統(tǒng)電機小。
圖1為本發(fā)明提供的可以產(chǎn)生旋轉磁場的磁力驅動裝置的結構簡圖。圖2為工作原理中l(wèi)一電磁體電流控制裝置；2 —線圈A; 3 —外部永磁體；4一線圈B; 5 — U形鐵芯具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的具體的結構、原理和工作過程作詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明提供的可以產(chǎn)生旋轉磁場的磁力驅動裝置，如圖所示，電磁體線圈 由U形鐵芯5、兩個獨立的線圈A和線圈B及電磁體電流控制裝置1 (包括單片機控制電路和 功率放大電路)組成；電磁體電流控制裝置采用DSP控制器。U形鐵芯5由U形硅鋼片疊加 而成，電磁線圈釆用漆包線，通過單片機控制，交替改變線圈中的電流通電方向，從而在U 形鐵芯頂端產(chǎn)生電磁力方向分別按S—S， S—N， N—N， N—S， S—S循環(huán)，如圖2所示，在不 同的時刻，圓柱形的徑向充磁的外部永磁體所受到的磁力方向不同，由交變變磁場產(chǎn)生的磁 力力矩會推動圓柱形的外部永磁體3圍繞轉軸旋轉。該裝置可以實現(xiàn)轉速8000 — 12000rpm。
權利要求
1.一種為血泵提供動力的外部磁力驅動裝置，其特征在于該裝置包括電磁體和電磁體電流控制裝置(1)，所述的電磁體由U型鐵芯(5)和纏繞在U型鐵芯兩臂上的兩個獨立的線圈A(2)和線圈B(4)構成，通過電磁體電流控制裝置控制兩個獨立線圈的通電時序和方向交替改變，使電磁體頂端產(chǎn)生電磁力方向依次按S-S、S-N、N-N、N-S和S-S循環(huán)，從而產(chǎn)生交變磁場。
2. 按照權利要求l所述的一種為血泵提供動力的外部磁力驅動裝置，其特征在于電磁 體電流控制裝置采用DSP控制器。
3. 按照權利要求l所述的一種為血泵提供動力的外部磁力驅動裝置，其特征在于所述 的U型鐵芯由U形硅鋼片疊加而成。
全文摘要
一種可以產(chǎn)生旋轉磁場的新型磁力驅動裝置，可以為磁力驅動的人工血泵提供動力。該裝置利用改變電磁體線圈的電流方向產(chǎn)生交變磁場來驅動血泵轉子旋轉，無需機械轉動部件就可以得到高速旋轉磁場。該裝置包括電磁體和電磁體電流控制裝置，電磁體由U型鐵芯和纏繞在U型鐵芯兩臂上的兩個獨立的線圈構成，通過電磁體電流控制裝置控制兩個獨立線圈的通電時序和方向交替改變，使電磁體頂端產(chǎn)生電磁力方向依次按S-S、S-N、N-N、N-S和S-S循環(huán)，從而產(chǎn)生交變磁場，由此產(chǎn)生的磁力矩可以驅動血泵圓柱形永磁體轉子旋轉。該驅動裝置無轉動部件，運行平穩(wěn)，體積小，效率高，溫升和噪聲小。
文檔編號F04B43/04GK101249288SQ20081010381
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權日2008年4月11日
發(fā)明者姚朝暉, 張錫文, 楊岱強, 郝鵬飛 申請人:清華大學