用于超聲外科器械的換能器特征部的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于對組織進行操作的設備，該設備包括主體、軸、超聲刀和聲學組件。該軸從主體朝遠側延伸。該刀設置在軸的遠側端部處。該聲學組件包括與刀、壓電換能器元件、緊固件、和聯接構件聯接的聲波導。該換能器元件限定內徑表面和外徑表面。該緊固件被構造成能夠相對于所述波導固定換能器元件。該聯接構件被構造成能夠提供緊固件和換能器元件的內徑表面之間的電氣連續性。該換能器元件的外徑表面包括環形凹部。另一個聯接構件被構造成能夠提供壓電換能器元件的環形凹部和功率源之間的電氣連續性，同時允許壓電換能器元件相對于主體旋轉。
【專利說明】用于超聲外科器械的換能器特征部
【背景技術】
[0001] 多種外科器械包括具有刀元件的端部執行器，所述刀元件以超聲頻率振動，以切 割和/或密封組織(如，通過使組織細胞中的蛋白質變性）。這些器械包括將電力轉換成超聲 振動的壓電元件，所述超聲振動沿著聲波導被傳送到刀元件。切割和凝固的精度可受外科 醫生的技術以及對功率水平、刀刃角度、組織牽引力和刀壓力的調節的控制。
[0002] 超聲外科器械的例子包括HARM0NICACE&超聲剪刀、HARMONICWAVE0超聲剪 刀、HARM0NICFOOJS?超聲剪刀、和HARMONICSYNERGY?超聲刀，上述全部器械均得自 Ethicon Endo-Surgery，Inc(Cincinnati ,Ohio) D此類裝置的另外例子以及相關概念公開 于下列專利中：1994年6月21日公布的名稱為"Clamp Coagulator/Cutting System for Ultrasonic Surgical Instruments"的美國專利5，322，055，其公開內容以引用方式并入 本文；1999年2月23 日公布的名稱為 "Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus Having Improved Clamp Mechanism"的美國專利5,873,873，其公開內容以引用方式并入本文； 1997年 10月10 日提交的名稱為 "Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus Having Improved Clamp Arm Pivot Mount"的美國專利5,980,510，其公開內容以引用方式并入本 文；2001 年 12月4 日公布的名稱為 "Blades with Functional Balance Asymmetries for use with Ultrasonic Surgical Instruments"的美國專利6,325,811，其公開內容以引用 方式并入本文；2004年8月10日公布的名稱為"Blades with Functional Balance Asymmetries for Use with Ultrasonic Surgical Instruments"的美國專利6，773，444， 其公開內容以引用方式并入本文；和2004年8月31日公布的名稱為"Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument" 的美國專利6，783，524， 其公開內容以引用方式并入本文。
[0003] 超聲外科器械的另外例子公開于下列專利公布中：2006年4月13日公布的名稱為 "Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument" 的美國專利公布 2006/0079874,其公開內容以引用方式并入本文；2007年8月16日公布的名稱為 "Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating" 的美國專利公布2007/0191713,其 公開內容以引用方式并入本文;2007年12月6日公布的名稱為"Ultrasonic Waveguide and Blade"的美國專利公布2007/0282333,其公開內容以引用方式并入本文;2008年8月21日公 布的名稱為"Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating"的美國專利公布2008/ 0200940,其公開內容以引用方式并入本文；2009年4月23日公布的名稱為"Ergonomic Surgical Instruments"的美國專利公布2009/0105750,其公開內容以引用方式并入本文； 2010年3月18日公布的名稱為"Ultrasonic Device for Fingertip Control"的美國專利 公布2010/0069940,其公開內容以引用方式并入本文；和2011年I月20日公布的名稱為 "Rotating Transducer Mount for Ultrasonic Surgical Instruments" 的美國專利公布 20 1 1/00 I 5660,其公開內容以引用方式并入本文；和20 I 2年2月2日公布的名稱為 "Ultrasonic Surgical Instrument Blades" 的美國專利公布2012/0029546,其公開內容 以引用方式并入本文。
[0004] 超聲外科器械中的一些可包括無線換能器，例如公開于下列美國專利中的無線換 能器:2012年5月10日公布的名稱為"Recharge System for Medical Devices"的美國專利 公布2012/0112687,其公開內容以引用方式并入本文；2012年5月10日公布的名稱為 "Surgical Instrument with Charging Devices" 的美國專利公布2012/0116265,其公開 內容以引用方式并入本文；和/或2010年11月5日提交的名稱為"Energy-Based Surgical Instruments"美國專利申請61/410，603，其公開內容以引用方式并入本文。
[0005] 另外，一些超聲外科器械可包括關節運動軸節段。此類超聲外科器械的例子公開 于下列美國專利申請中：2012年6月29日提交的名稱為"Surgical Instruments with Articulating Shaf ts"的美國專利申請13/538，588，其公開內容以引用方式并入本文；和 2012年 10月22日提交的名稱為"Flexible Harmonic Waveguides/Blades for Surgical Instruments"的美國專利申請13/657，553，其公開內容以引用方式并入本文。
[0006] 盡管已研制和使用了若干系統和器械，但據信在本發明人之前還無人研制出或使 用所附權利要求中描述的發明。
【附圖說明】
[0007] 盡管本說明書得出了具體地指出和明確地聲明這種技術的權利要求，但是據信從 下述的結合附圖描述的某些示例將更好地理解這種技術，其中相似的參考數字指示相同的 元件，并且其中：
[0008] 圖1示出了示例性超聲外科器械的偵怔視圖；
[0009] 圖2示出了圖1的器械的聲學組件的局部側正視圖；
[0010] 圖3示出了沿圖2的線3-3截取的圖2的聲學組件的橫截面圖；
[0011] 圖4示出了圖2的聲學組件的分解側視圖；
[0012] 圖5示出了圖2的聲學組件的整體的壓電換能器元件的透視圖；
[0013] 圖6示出了適用于圖2的聲學組件中的具有示例性電極構型的整體的壓電換能器 元件的透視圖；
[0014] 圖7示出了包括圖6的換能器元件的示例性聲學組件的橫截面圖；
[0015] 圖8示出了適用于圖2的聲學組件中的具有另一種示例性電極構型的整體的壓電 換能器元件的透視圖；
[0016] 圖9示出了包括圖8的換能器元件的示例性聲學組件的橫截面圖；
[0017] 圖10示出了適用于圖2的聲學組件中的具有另一種示例性電極構型的整體的壓電 換能器元件的透視圖；
[0018] 圖11示出了包括圖10的換能器元件的示例性聲學組件的橫截面圖；
[0019]圖12示出了示例性導體墊的透視圖；
[0020] 圖13示出了包括圖12的導體墊的示例性聲學組件的橫截面圖；
[0021] 圖14示出了圖13的組件中的內部導體墊的放大橫截面圖；
[0022] 圖15示出了示例性頭部夾具和螺栓組件的分解透視圖；
[0023]圖16示出了圖15的頭部夾具和螺栓組件的局部側正視圖；
[0024] 圖17示出了處于平坦、解包構型的示例性導體；
[0025] 圖18示出了包括圖17的導體的示例性聲學組件的橫截面端視圖；
[0026]圖19示出了圖18的組件的局部透視圖，其具有以橫截面示出的換能器元件；
[0027]圖20示出了示例性導體和螺栓組件的分解透視圖；
[0028]圖21示出了包括圖20的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0029]圖22示出了圖21的組件的橫截面端視圖；
[0030]圖23示出了示例性導體對和螺栓組件的分解透視圖；
[0031]圖24示出了包括圖23的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0032]圖25示出了圖24的組件的橫截面端視圖；
[0033]圖26示出了另一個示例性導體和螺栓組件的分解透視圖；
[0034] 圖27示出了包括圖26的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0035] 圖28示出了圖27的組件的橫截面端視圖；
[0036]圖29示出了另一個示例性導體的頂部平面圖；
[0037]圖30示出了包括圖29的導體的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0038]圖31示出了圖30的組件的橫截面端視圖；
[0039] 圖32示出了另一個示例性聲學組件的分解圖；
[0040] 圖33示出了圖32的組件的橫截面側視圖；
[00411圖34示出了沿圖33的線34-34截取的圖32的組件的橫截面圖；
[0042] 圖35A示出了示例性焊頭，其具有處于縮短狀態的彈性構件；
[0043] 圖35B示出了圖35A的焊頭，其具有處于拉伸狀態的彈性構件；
[0044] 圖36示出了包括圖35A的焊頭和彈性構件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0045] 圖37示出了另一個示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0046] 圖38示出了適用于圖37的組件中的示例性導體的頂部平面圖；
[0047]圖39示出了另一個示例性導體和螺栓組件的透視圖；
[0048]圖40示出了包括圖39的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0049] 圖41示出了具有可擴展葉片的示例性焊頭的透視圖；
[0050] 圖42A示出了包括圖41的焊頭的示例性聲學組件的橫截面側視圖，其中螺栓被省 去；
[0051] 圖42B示出了圖42A的組件的橫截面側視圖，其中漸縮頂端螺栓與焊頭聯接以擴展 葉片；
[0052]圖43示出了另一個示例性導體和螺栓組件的分解透視圖；
[0053]圖44示出了包括圖43的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0054]圖45示出了另一個示例性導體和螺栓組件的分解側視圖；
[0055]圖46示出了包括圖45的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0056]圖47示出了另一個示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0057]圖48示出了另一個示例性導體和螺栓組件的側正視圖；
[0058]圖49示出了包括圖49的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0059]圖50示出了另一個示例性導體和螺栓組件的分解透視圖；
[0060]圖51示出了包括圖50的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0061] 圖52示出了具有中空桿的示例性螺母的側正視圖；
[0062] 圖53示出了具有螺桿的示例性焊頭的側正視圖；
[0063]圖54示出了包括圖52的螺母和圖53的焊頭的示例性聲學組件的橫截面側視圖； [0064]圖55示出了另一個示例性導體和螺栓組件的分解透視圖；
[0065]圖56示出了包括圖55的導體和螺栓組件的示例性聲學組件的橫截面側視圖；
[0066]圖57示出了另一個示例性聲學組件的局部側正視圖，其中導電封套圍繞換能器元 件進行設置；
[0067]圖58A示出了處于退繞狀態的示例性導體組件的透視圖；
[0068]圖58B示出了處于盤繞狀態的圖58A的導體組件的透視圖；
[0069]圖59示出了另一個示例性聲學組件的局部側正視圖，其中圖58B的導體組件圍繞 換能器元件進行設置；
[0070] 圖60示出了另一個示例性聲學組件的局部側正視圖，其中環形溝槽形成于換能器 元件中并且導電指狀物從環形溝槽延伸；
[0071] 圖61示出了圖60的聲學組件的局部側正視圖，其中一組軸承被設置在溝槽中； [0072]圖62示出了圖61的聲學組件的橫截面側視圖，其中外部導體圍繞軸承進行設置； [0073]圖63示出了圖60的聲學組件的局部側正視圖，其中螺旋彈簧被設置在溝槽中； [0074]圖64示出了圖61的聲學組件的橫截面側視圖，其中外部導體圍繞螺旋彈簧進行設 置；
[0075]圖65示出了示例性外部導體組件的分解透視圖；并且
[0076]圖66示出了圖61的聲學組件的橫截面側視圖，其中圖65的外部導體組件圍繞軸承 進行設置。
[0077] 附圖不旨在以任何方式限制本發明，并且預期的是以多種其他方式(包括沒必要 在附圖中示出的那些)實現本技術的各種實施例。所結合的并且形成說明書的一部分的附 圖示出了本技術的若干方面，并且與說明書一起用于解釋本技術的原理;然而，應當理解， 這種技術不局限于所示的精確布置。
【具體實施方式】
[0078] 下面描述的本技術的某些示例不應當用于限制本技術的范圍。從下面的描述而 言，本技術的其他示例、特征、方面、實施例和優點對本領域的技術人員而言將為顯而易見 的，下面的描述以舉例的方式進行，這是為實現本技術所設想的最好的方式之一。正如將意 識到的，本文所述技術能夠包括其他不同的和明顯的方面，這些均不脫離本發明技術。因 此，附圖和【具體實施方式】應被視為實質上是示例性的而非限制性的。
[0079] 還應當理解，本文所述的教導內容、表達方式、實施例、示例等中的任何一者或多 者可與本文所述的其他教導內容、表達方式、實施例、示例等中的任何一者或多者相結合。 下述教導內容、表達方式、實施例、示例等不應視為彼此孤立。參考本文教導內容，其中本文 教導內容可結合的各種合適方式將對本領域的普通技術人員顯而易見。此類修改和變型旨 在包括在權利要求書的范圍內。
[0080] 為公開的清楚起見，術語"近側"和"遠側"在本文中是相對于外科器械的人或機器 人操作者定義的。術語"近側"是指更靠近外科器械的人或機器人操作者并且更遠離外科器 械的外科端部執行器的元件位置。術語"遠側"是指更靠近外科器械的外科端部執行器并且 更遠離外科器械的人或機器人操作者的元件位置。
[00811 I.示例性超聲外科器械
[0082] 圖1示出了示例性超聲外科器械10。器械10的至少一部分可根據下述專利的教導 內容中的至少一些來構造和操作：美國專利5，322，055;美國專利5，873，873;美國專利5， 980,510;美國專利6,325,811;美國專利6,773,444;美國專利6,783,524;美國專利公布 2006/0079874;美國專利公布2007/0191713;美國專利公布2007/0282333;美國專利公布 2008/0200940;美國專利公布2009/0105750;美國專利公布2010/0069940;美國專利公布 2011/0015660;美國專利公布2012/0112687;美國專利公布2012/0116265;美國專利申請美 國專利公布13/538，588;美國專利申請13/657，553;和/或美國專利申請61/410，603。上述 專利、專利公布、和專利申請中的每一個的公開內容均以引用方式并入本文。如本文所述并 且如將在下文更詳細所述，器械10能夠操作以基本上同時切割組織并且密封或焊接組織 (例如血管等）。還應當理解，器械10可與以下器械具有各種結構和功能相似性:HARM0NIC ACE is超聲剪刀、HARM0NICWAVE*超聲剪刀、HARM0NICFOCUS?超聲剪刀、和/或 HARMONICS YNERGY $超聲刀。此外，器械1 〇)可與在本文中引述和以引用方式并入的其他 參考文獻中任一個教導的裝置具有各種結構和功能相似性。
[0083] 就本文引述的參考文獻、HARM0NICACE?超聲剪刀、HARM0NICWAVE?超聲剪刀、 harmonicfoguS?超聲剪刀、和/或harmonicsynERGY?起聲刀的教導內容與以下涉及 器械10的教導內容之間存在的一定程度的重疊而言，并非意圖將本文的任何描述假定為公 認的現有技術。本文的若干教導內容事實上將超出本文引述的參考文獻以及HARMONIC ACEfi 超聲剪刀、HARM0NIC-AVE? 超聲剪刀、HARM0NICFOCUS'超聲剪刀、和 HARM0NIC S Y NERGY?超聲刀的教導內容的范圍。
[0084] 本例的器械10包括柄部組件20、軸組件30、和端部執行器40。柄部組件20包括主體 外殼22,所述主體外殼22包括手槍式握把24。柄部組件20還包括能夠朝向和遠離手槍式握 把24樞轉的一對按鈕26和觸發器28。然而，應當理解，可使用各種其他合適的構型，所述構 型包括但不限于剪刀式握把構型。端部執行器40包括超聲刀42和樞轉夾持臂44。夾持臂44 與觸發器28聯接，使得夾持臂44能夠響應于觸發器28朝向手槍式握把24的樞轉而朝向超聲 刀42樞轉;并且使得夾持臂44能夠響應于觸發器28遠離手槍式握把24的樞轉而遠離超聲刀 42樞轉。參考本文的教導內容，夾持臂44可與觸發器28聯接的各種合適方式對于本領域的 普通技術人員而言將顯而易見。在一些型式中，使用一個或多個彈性構件來將夾持臂44和/ 或觸發器28偏壓到圖1中所示的打開位置。
[0085]超聲換能器組件50從柄部組件20的主體22朝近側延伸。換能器組件50包括護罩外 殼52,所述護罩外殼52包圍聲學組件100的一部分，如將在下文更詳細所述。在本例中，護罩 外殼52由電絕緣材料(例如塑料等)形成。換能器組件50通過纜線12與發生器14聯接。換能 器組件50的聲學組件100從發生器14接收電力并且通過壓電原理將該電力轉換成超聲振 動。發生器14可包括功率源和控制模塊，所述控制模塊被構造成能夠將尤其適用于通過換 能器組件50產生超聲振動的功率分布提供給換能器組件50。僅以舉例的方式，發生器14可 包括由Ethicon Endo_Surgery，Inc. (Cincinnati ,Ohio.)出售的GEN 300。除此之外或作為 另外一種選擇，發生器14可根據2011年4月14日公布的名稱為"Surgical Generator for Ultrasonic and Electrosurgical Devices" 的美國專利公布2011/0087212的教導內容中 的至少一些來構造，其公開內容以引用方式并入本文。還應當理解，發生器14的功能中的至 少一些可被整合到柄部組件20中，并且柄部組件20甚至可包括電池或其他板載功率源，以 使得纜線12被省去。參考本文的教導內容，發生器14可采用的其他合適形式以及發生器14 可提供的各種特征和可操作性對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0086] 圖2-4示出了本例的聲學組件100的近側部分。聲學組件100包括整體的壓電換能 器元件110、端塊120、螺栓130、焊頭140、和聲波導150。應當理解，在該例子中，換能器元件 110、端塊120、螺栓130、和焊頭140全部容納在護罩外殼52內。波導150朝遠側延伸穿過軸組 件30并且端接在超聲刀42中。在一些型式中，換能器組件50和軸組件30(包括聲學組件100 的全長)能夠一起相對于柄部組件20旋轉。具體地，可操縱圖1所示的旋鈕34以使換能器組 件50和軸組件30旋轉。
[0087] 如圖3-4最佳可見，螺栓130包括具有螺紋遠側端部132的桿131，所述螺紋遠側端 部132被構造成能夠擰入焊頭140的近側端部處的互補螺紋凹部142中。螺栓130還包括頭部 134,所述頭部134被構造成能夠在螺栓130相對于焊頭140擰緊時壓縮端塊120和換能器元 件110以抵靠焊頭140。如圖5最佳可見，本例的換能器元件110由單個、壓電材料的整體塊組 成，所述壓電材料塊限定鏜孔111，使得換能器元件110具有中空、細長、圓筒狀構型。換能器 元件110因此包括遠側面112、近側面114、內徑表面116、和外徑表面118。面112,114為電絕 緣的（例如，通過涂層、膜、其他特征部等）；而表面116,118為導電的(例如，具有金屬電鍍層 等）。換能器元件110被構造成能夠在將電壓施加到表面116,118(例如其中表面116充當接 地路徑或中性路徑)時將電力轉換成超聲振動。僅以舉例的方式，換能器元件110可根據下 述專利的教導內容中的至少一些進行構造：2013年1月18日提交的名稱為"Ultrasonic Surgical Apparatus with Silicon Waveguide"的美國專利申請 13/745,385,其公開內容 以引用方式并入本文。換能器元件110可如何接收電力的各種例子將在下文進行詳細地描 述。由換能器元件110產生的超聲振動通過焊頭140傳輸到波導150,最終到達刀42。
[0088]在本例中，刀42的遠側端部位于對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動 相關的波腹的位置處，以便在聲學組件未被組織加載時將聲學組件100調諧到優選的諧振 頻率f。。當聲學組件100通電時，刀片42的遠側端部被構造成能夠在例如大約10至500微米 峰間范圍內、并且在一些情況下在約20至約200微米的范圍內以例如55.5kHz的預定振動頻 率f。縱向移動。當本例的聲學組件100被啟動時，這些機械振蕩傳輸穿過波導150以到達刀 42,由此提供刀42在諧振超聲頻率下的振蕩。因此，當將組織固定在刀42和夾持臂44之間 時，刀42的超聲振蕩可同時切割組織并且使相鄰組織細胞中的蛋白變性，由此提供具有相 對較少熱擴散的促凝效果。在一些型式中，也可通過刀42和夾持臂44提供電流，以另外灼燒 組織。參考本文的教導內容，聲學組件100的另一些其他合適構型對于本領域的普通技術人 員而言將顯而易見。相似地，參考本文的教導內容，端部執行器40的其他合適構型對于本領 域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0089] 在一些型式中，軸組件30包括關節運動節段(未示出），所述關節運動節段允許端 部執行器40相對于由軸組件的外部護套32限定的縱向軸線以各種角度撓曲。波導150可包 括穿過此類軸組件的關節運動節段的柔性節段，由此允許波導150彎曲同時仍能通過波導 150傳送超聲振動。僅以舉例的方式，波導的此類關節運動節段和變型可根據下述專利申請 的教導內容中的至少一些進行構造:美國專利申請13/538,588和/或美國專利申請13/657， 553，這些專利申請的公開內容以引用方式并入本文。當然，關節運動僅為任選的，使得在一 些型式中，軸組件30完全不含關節運動節段。
[0090] II.用于換能器的示例性電聯接特征部
[0091 ]如上所述，換能器元件110被構造成能夠在電壓施加到表面116,118時將電力轉換 成超聲振動。下述例子包括可用于將電壓施加到換能器元件110的表面116，118的各種特征 部。應當理解，下文所述的特征部可易于以多種方式結合到器械10中。參考本文的教導內 容，可用于將電壓施加到換能器元件110的表面116,118的其他合適的特征部對于本領域的 普通技術人員而言將顯而易見。
[0092] A.用于換能器元件的示例性導電涂層
[0093]圖6-7示出了組件200,其包括具有第一電極組件210和第二電極組件220的換能器 組件110。第一電極組件210圍繞換能器元件110的外徑表面118進行定位。第一電極組件210 在到達面112，114之前端接在每個端部處。因此，當換能器元件110被固定在端塊120和焊頭 140之間時，第一電極組件210不接觸端塊120或焊頭140。僅以舉例的方式，第一電極組件 212可端接在距遠側面112約0.20英寸的距離處;和距近側面114約0.20英寸的距離處。第二 電極組件220包括沿內徑表面116的一部分進行定位的圓筒狀部分222;和沿遠側面112進行 定位的凸緣部分224。第二電極組件112在到達近側面114之前端接在一個端部處;并且在到 達外徑表面118之前端接在另一端部處。僅以舉例的方式，第二電極組件112可端接在距近 側面114約0.20英寸的距離處;和距外徑表面118約0.20英寸的距離處。在一些型式中，第二 電極組件112沿近側面114延伸，另外沿或者不沿遠側面112延伸。在本例中，電極組件210充 當有源電極;而電極組件220充當接地或中性電極。當然，如果需要，這些角色可顛倒。
[0094] 電極組件210,220由被構造成能夠將相反電荷傳輸到表面116,118的導電材料形 成，其中所得電壓激活換能器元件110以產生超聲振動，如上所述。在一些型式中，電極組件 210，220由鈹銅(BeCu)、黃銅、或一些其他銅合金形成。參考本文的教導內容，可用于形成電 極組件210,220的各種其他合適的材料對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。還應 當理解，電極組件210,220可以多種不同的方式形成。僅以舉例的方式，電極組件210,220可 通過物理氣相沉積(PVD)方法、濺涂方法、或一些其他類型的方法形成。參考本文的教導內 容，可形成電極組件210,220的其他合適方式對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。 此外，應當理解，電極組件210,220可以多種不同的方式接收電力(例如，來自插置在電極組 件210,220和發生器14之間的各種類型的部件）。可如何將電力傳輸到換能器元件110的內 部和換能器元件110的外部的若干僅示例性例子將在下文進行更詳細地描述。應當理解，在 一些型式中，組件200可圍繞由波導150限定的縱向軸線旋轉，同時組件200通過電極組件 210,220接收連續電力。
[0095] 在其中螺栓130、焊頭140、和波導150由導電材料形成的型式中，這些部件中的任 一個可與提供電力(例如，來自發生器14等）的部件接觸，以便通過第二電極組件220的凸緣 部分224和圓筒狀部分222與內徑表面116電聯接。換句話講，螺栓130、焊頭140、波導150、和 第二電極組件220可全部與內徑表面116電氣連通，使得螺栓130、焊頭140、波導150、和第二 電極組件220可全部與內徑表面116提供電氣連續性。 _6] B.用于換能器元件的具有導電突片的示例性導電涂層
[0097]圖8-9示出了另一個示例性組件300,其包括具有第一電極組件310和第二電極組 件320的換能器組件110。第一電極組件310包括沿內徑表面116的一部分延伸的第一部分 312、沿近側面114的一部分延伸的第二部分314、和向外延伸的突片316。在一些型式中，突 片316為柔性的。第二電極組件320包括沿外徑表面118的一部分延伸的第一部分322、沿遠 側面112的一部分延伸的第二部分324、和向外延伸的突片326。在一些型式中，突片326為柔 性的。在本例中，電極組件310充當有源電極;而電極組件320充當接地或中性電極。當然，如 果需要，這些角色可顛倒。
[0098] 電極組件310,320由被構造成能夠將相反電荷傳輸到表面116,118的導電材料形 成，其中所得電壓激活換能器元件110以產生超聲振動，如上所述。在一些型式中，電極組件 310，320由鈹銅(BeCu)、黃銅、或一些其他銅合金形成。參考本文的教導內容，可用于形成電 極組件310,320的各種其他合適的材料對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。還應 當理解，電極組件310,320可以多種不同的方式形成。僅以舉例的方式，電極組件310,220可 通過物理氣相沉積(PVD)方法、濺涂方法、或一些其他類型的方法形成。參考本文的教導內 容，可形成電極組件310,320的其他合適方式對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。 此外，應當理解，電極組件310,320可以多種不同的方式接收電力(例如，來自插置在電極組 件310,320和發生器14之間的各種類型的部件）。可如何將電力傳輸到換能器元件110的內 部和換能器元件110的外部的若干僅示例性例子將在下文進行更詳細地描述。
[0099] 在其中螺栓130、焊頭140、和波導150由導電材料形成的型式中，這些部件中的任 一個可與提供電力(例如，來自發生器14等）的部件接觸，以便通過第一電極組件310與內徑 表面116電聯接或者通過第二電極組件320與外徑表面118電聯接。換句話講，螺栓130、焊頭 140、波導150、和第一電極組件310可全部與內徑表面116電氣連通，使得螺栓130、焊頭140、 波導150、和第一電極組件310可全部與內徑表面116提供電氣連續性。作為另外一種選擇， 螺栓130、焊頭140、波導150、和第二電極組件320可全部與外徑表面118電氣連通，使得螺栓 130、焊頭140、波導150、和第二電極組件320可全部與外徑表面118提供電氣連續性。
[0100] 盡管附圖中未示出，但應當理解，組件300還可包括一個或多個電絕緣體元件。例 如，兩個電極組件310，320可相對于由端塊120、螺栓130、和焊頭140形成的組件為電隔離 的。在其中電極組件310,320中的一個與由端塊120、螺栓130、和焊頭140形成的組件電氣連 通的型式中，另一個電極組件310,320可與由端塊120、螺栓130、和焊頭140形成的組件電隔 離。僅以舉例的方式，電絕緣體元件可包括絕緣涂層、絕緣墊圈、和/或各種其他類型的部 件。作為另一個僅示例性例子，在其中第二電極組件320與焊頭140電氣連通的型式中，第一 電極組件310可通過使用電絕緣端塊120和/或電絕緣螺栓130而與焊頭140電隔離。參考本 文的教導內容，可在組件300中提供適當電絕緣的各種其他合適的方式對于本領域的普通 技術人員而言將顯而易見。
[0101] C.用于換能器元件的具有導電墊片的示例性導電涂層
[0102] 圖10-11示出了另一個示例性組件400,其包括具有第一電極組件410和第二電極 組件420的換能器組件110。第一電極組件410包括沿內徑表面116的一部分延伸的第一部分 412、沿近側面114的一部分延伸的第二部分414、和向外延伸的導電墊片416。在一些情況 下，第一部分412端接在距遠側面112約0.20英寸的距離處。在一些情況下，第二部分414沿 近側面114的徑向寬度的約1/3延伸。參考本文的教導內容，其他合適尺寸對于本領域的普 通技術人員而言將顯而易見。本例的墊片416限定開口 418,所述開口 418的尺寸設定成接收 螺栓130的桿131而不接觸桿131。
[0103] 第二電極組件420包括沿外徑表面118的一部分延伸的第一部分422、沿遠側面112 的一部分延伸的第二部分424、和向外延伸的導電墊片426。在一些情況下，第二部分424沿 遠側面112的徑向寬度的約1/3延伸。在一些情況下，第一部分422端接在近遠側面114約 0.20英寸的距離處。在一些情況下，第二部分424沿遠側面112的徑向寬度的約1/3延伸。參 考本文的教導內容，其他合適尺寸對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。本例的墊 片426限定開口 428,所述開口 428的尺寸設定成接收螺栓130的桿131而不接觸桿131。在本 例中，電極組件410充當有源電極;而電極組件420充當接地或中性電極。當然，如果需要，這 些角色可顛倒。
[0104] 電極組件410,420由被構造成能夠將相反電荷傳輸到表面116,118的導電材料形 成，其中所得電壓激活換能器元件110以產生超聲振動，如上所述。在一些型式中，電極組件 410,420由鈹銅(BeCu)、黃銅、或一些其他銅合金形成。參考本文的教導內容，可用于形成電 極組件410,420的各種其他合適的材料對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。還應 當理解，電極組件410,420可以多種不同的方式形成。僅以舉例的方式，墊片416,426可通過 壓印/模切金屬片形成，而電極組件410,420的其余部分通過物理氣相沉積(PVD)方法、濺涂 方法、或一些其他類型的方法形成。參考本文的教導內容，可形成電極組件410,420的其他 合適方式對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。此外，應當理解，電極組件410,420 可以多種不同的方式接收電力（例如，來自插置在電極組件410,420和發生器14之間的各種 類型的部件）。僅以舉例的方式，墊片416,426可與相應的導電刷、片簧、或其他類型的電接 觸構件接觸。應當理解，在一些型式中，組件400可圍繞由波導150限定的縱向軸線旋轉，同 時組件400通過電極組件410，420接收連續電力。
[0105] 在其中螺栓130、焊頭140、和波導150由導電材料形成的型式中，這些部件中的任 一個可與提供電力(例如，來自發生器14等）的部件接觸，以便通過第一電極組件410與內徑 表面116電聯接或者通過第二電極組件420與外徑表面118電聯接。換句話講，螺栓130、焊頭 140、波導150、和第一電極組件410可全部與內徑表面116電氣連通，使得螺栓130、焊頭140、 波導150、和第一電極組件410可全部與內徑表面116提供電氣連續性。作為另外一種選擇， 螺栓130、焊頭140、波導150、和第二電極組件420可全部與外徑表面118電氣連通，使得螺栓 130、焊頭140、波導150、和第二電極組件420可全部與外徑表面118提供電氣連續性。
[0106]如圖11所示，本例的組件包括插置在焊頭140和第二電極組件420的墊片426之間 的電絕緣墊圈402。墊圈402因此使第二電極組件420和外徑表面118與螺栓130、焊頭140、和 波導150的組件電隔離。墊圈402可由陶瓷和/或任何其他合適的電絕緣材料形成。除了插置 在焊頭140和第二電極組件420的墊片426之間的墊圈402之外或者作為另外一種選擇，墊圈 402可插置在端塊120和第一電極組件410的墊片416之間（或插置在端塊120和螺栓134的頭 部134之間等），以便使第一電極組件410和內徑表面116與螺栓130、焊頭140、和波導150電 隔離。參考本文的教導內容，可在組件400中提供適當電絕緣的各種其他合適的方式對于本 領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0107] D.用于換能器元件的示例性導電泡沫組件
[0108]圖12-14示出了示例性泡沫組件500,其可用于為換能器元件110的表面116,118提 供電接觸。如圖12最佳可見，泡沫組件500包括插置在導電層520和粘合劑層530之間的泡沫 墊510。線540從導電層520延伸并且提供與導電層520的電氣連通。線540進一步與發生器14 聯接。本例的泡沫墊510為電絕緣的并且還被彈性地偏壓以呈現圖12所示的擴展構型。參考 本文的教導內容，可用于形成泡沫墊510的各種合適的材料對于本領域的普通技術人員而 言將顯而易見。導電層520可由導電箱(例如銅或銅合金等）、導電網片或織物(例如，其中織 造有銅或銅合金線的織物等）、一組導電條等形成。參考本文的教導內容，可形成導電層520 的各種其他合適的方式對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。粘合劑層530可包括 壓敏粘合劑和/或任何其他合適類型的壓敏粘合劑。在一些其他型式中，粘合劑層530被省 去。僅以舉例的方式，泡沫組件500的一些型式可因由泡沫墊510提供的摩擦和彈性的偏壓 而保持在適當的位置。
[0109] 圖13示出了接合換能器元件110的兩個泡沫組件500。具體地講，一個泡沫組件500 插置在換能器元件110的外徑表面118和換能器組件50的護罩外殼52之間。導電層520因泡 沫墊510的彈性而抵靠外徑表面118。粘合劑層530將泡沫組件500固定到護罩外殼52。盡管 圖13中未示出，但應當理解，外徑表面118可包括電極，所述電極類似于與導電層520電氣連 通接觸的第一電極組件210和/或一些其他特征部。還應當理解，換能器元件110可圍繞由波 導150限定的縱向軸線旋轉，同時外徑表面118保持與導電層520接觸(并且因此保持電氣連 續性）。
[0110] 另外如圖13所示，但如圖14最佳可見，另一個泡沫組件500被定位在換能器元件 110的鏜孔111中，并且插置在螺栓130的桿131和換能器元件110的內徑表面116之間。該泡 沫組件500被對半折疊，其中兩個粘合劑層區域530并置。因此，一個導電層區域520與螺栓 130的桿131接觸，同時另一個導電層區域520與內徑表面116接觸。這些導電層區域520因泡 沫墊510的彈性而抵靠桿131和內徑表面116。根據本文的各種教導內容中的任一個，應當理 解，內徑表面116可包括電極(例如，銅或銅合金的涂層等）。還應當理解，鏜孔111中的這種 泡沫組件500提供用于螺栓130的桿131和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連通的 路徑。螺栓130可如何與發生器14(或一些其他類型的功率源）電聯接的一個僅示例性例子 將在下文參考圖15-16進行更詳細地描述。參考本文的教導內容，其他合適例子對于本領域 的普通技術人員而言將顯而易見。
[0111] III.用于圓筒狀壓電換能器元件的內徑的示例性另選接觸特征部
[0112] 上述例子包括以下各種特征部，所述各種特征部可用于提供與換能器元件110的 表面116,118的電氣連通，從而啟動換能器元件110以產生穿過波導150的超聲振動。下述例 子包括以下各種其他特征部，所述各種其他特征部可用于尤其是提供與內徑表面的電氣連 通。應當理解，下述例子可易于與本文中有關可對外徑表面118提供電氣連通的方式的教導 內容中的任一個結合。可應用以下教導內容的其他合適的器械構型對于本領域的普通技術 人員而言將顯而易見。
[0113] 下述例子包括以下各種特征部，所述特征部被構造成能夠直接接觸內徑表面116 或接觸設置在內徑表面116上或施加到內徑表面116的一些導電材料。僅以舉例的方式，內 徑表面116可包括與下述各種特征部中的任一個接觸的導電涂層或插入件（例如BeCu、黃 銅、一些其他銅合金等），以便提供與內徑表面116的電氣連通。還應當理解，各種下述電接 觸特征部中的每個可被縱向地定位在對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關 的波節的位置處(或者被定位成在該位置處形成接觸）。就電接觸特征部初始未被定位在此 類波節位置處的情況而言，一些此類電接觸特征部可在聲學組件100被啟動的某個時間段 之后移動到此類位置。換句話講，通過聲學組件100傳輸的振動可最終將電接觸特征部驅動 到波節位置。
[0114] A.示例性導電螺栓蓋
[0115] 下述電接觸特征部的各種例子被構造成能夠提供用于螺栓130和換能器元件110 的內徑表面116之間的電氣連通的路徑。換句話講，下述各種電接觸特征部與螺栓130配合 以提供發生器14(或一些其他功率源)和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。 應當理解，各種類型的特征部可插置在螺栓130和發生器14(或一些其他功率源)之間以便 提供此類電氣連續性。圖15-16示出了可用于提供螺栓130和發生器14(或一些其他功率源） 之間的電氣連續性的特征部的一個僅示例性例子。具體地講，圖15-16示出了可與修改的螺 栓630聯接的蓋600。
[0116] 本例的螺栓630由導電材料形成并且包括具有遠側螺紋區域632的桿631、頭部 634、和形成于頭部634中的圓筒狀接觸部分636。應當理解，在本文所述的例子中的任一個 中，螺栓630可易于充當螺栓130的替代品。本例的蓋600也可由導電材料形成并且包括具有 一對彈性臂620的板610。蓋600被構造成能夠在臂620與接觸部分636的側壁接觸時使板610 裝配在接觸部分636上。臂620被預成形為限定小于接觸部分636的直徑的間隙，使得臂620 彈性地抵靠接觸部分636的側壁。盡管示出了僅兩個臂620,但應當理解，可使用任何合適數 量的臂620。線612與板610聯接。線612還進一步與發生器14(或一些其他功率源)聯接，使得 線612和蓋600提供用于螺栓630和發生器14(或一些其他功率源)之間的電氣連通的路徑。
[0117] 在一些情況下，螺栓630(和位于螺栓630遠側的聲學組件100的其余部分)能夠相 對于柄部組件20旋轉，例如使得端部執行器40圍繞由軸組件30限定的縱向軸線重新取向。 蓋600和線612可在此類旋轉期間保持固定。臂620可提供與接觸部分636的滑動接合，使得 蓋600甚至在螺栓630相對于蓋600旋轉時保持與螺栓630的電氣連續性。參考本文的教導內 容，可提供于蓋600和螺栓630之間的其他合適關系對于本領域的普通技術人員而言將顯而 易見。
[0118] 應當理解，蓋600可結合到下述構型例子的任一個中，所述構型可用于提供螺栓 130(或其變型)和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。換句話講，下述例子可 實現成提供螺栓130(或其變型)和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性;而蓋 600可實現成提供同一螺栓130(或其變型）和發生器14(或一些其他功率源)之間的電氣連 續性。作為另外一種選擇，任何其他合適的結構可用于提供螺栓130(或其變型)和發生器14 (或一些其他功率源)之間的電氣連續性，這參考本文的教導內容對于本領域的普通技術人 員而言將顯而易見。
[0119] B.用于圓筒狀壓電換能器元件的內徑的示例性彈性偏壓的接觸特征部
[0120] 在一些情況下，電接觸特征部可被彈性地偏壓以呈現擴展構型。在一些此類情況 下，電接觸特征部可被壓縮以裝配在換能器元件110的鏜孔111內，使得電接觸特征部向外 彈性地支承在內徑表面116上以保持與內徑表面116接觸（并且從而保持與其的電氣連續 性）。此類彈性偏壓電接觸特征部的另一部分可與螺栓130聯接(并且從而與其具有電氣連 續性）。彈性偏壓的電接觸特征部的各種示例性例子將在下文進行更詳細地描述，而參考本 文的教導內容，另外的例子對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0121] I.具有彈性偏壓的臂對的示例性卷繞導體
[0122] 圖17示出了示例性處于平坦狀態的電接觸構件700。本例的接觸構件700包括第一 系列臂702、第二系列臂704、以及將臂702,704接合在一起的帶706。帶706包括有利于帶706 形成如圖18-19所示的環形構型的若干切口 708。接觸構件700可由銅合金和/或其他合適的 導電材料形成。接觸構件700也可利用壓印方法和/或任何其他合適的方法形成。參考本文 的教導內容，可用于形成接觸構件700的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員 而言將顯而易見。
[0123] 如圖18-19所示，接觸構件700可從圖17所示的平坦狀態變形為以下狀態:其中帶 706形成環形形狀并且相對的臂對702，704彎曲以形成一系列"U"形狀。具體地講，臂702彎 曲以向內彈性地支承在螺栓130的桿131上，而臂704彎曲以向外彈性地支承在換能器元件 110的內徑表面116上。由于接觸構件700由導電材料形成，因此接觸構件700提供螺栓130和 換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。在一些情況下，每個臂702包括突起703 并且每個臂704包括突起705，如圖19所示。突出部703，705被構造成能夠在臂702和桿131之 間以及在臂704和內徑表面116之間提供減小尺寸的觸點。例如，這可有助于將觸點定位到 對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置。參考本文的教導內容， 接觸構件700的其他變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0124] 2.具有彈性偏壓的彎曲臂的示例性導體
[0125] 圖20-22示出了另一個示例性電接觸構件800。本例的接觸構件800包括轂構件 810,所述轂構件810具有從其延伸的多個臂820。接觸構件800可由銅合金和/或其他合適的 導電材料形成。接觸構件800也可利用壓印方法和/或任何其他合適的方法形成。參考本文 的教導內容，可用于形成接觸構件800的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員 而言將顯而易見。轂構件810限定開口812,所述開口812包括一對向內指向的突起814。開口 812被構造成能夠接收螺栓130的桿131。如圖22最佳可見，突起814變形地接合桿131。即使 在此類變形的情況下，突起814的尖形構型仍提供基本上保持接觸構件800沿桿131的縱向 位置的接合。例如，突起814被構造成能夠"咬合到"桿131中。在一些其他型式中，突起814被 省去并且開口 812改為限定與桿131的遠側端部132的螺紋互補的螺紋。接觸構件800可因此 如同螺母一樣擰到桿131上。參考本文的教導內容，接觸構件800和桿131之間的其他合適類 型的關系對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。應當理解，本例的接觸構件800因轂 構件810和桿131之間的接觸而與螺栓130電聯接。
[0126] 每個臂820包括向外取向的彎曲部分822。彎曲部分822被構造成能夠在接觸構件 800設置在換能器元件110的鏜孔111中時向外支承在換能器元件110的內徑表面116上，如 圖21-22所示。由于接觸構件800由導電材料形成，因此接觸構件800提供螺栓130和換能器 元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。在本例中，彎曲部分822被構造成能夠使得接觸 內徑表面116的臂820的區域中心位于對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關 的波節的位置處。參考本文的教導內容，接觸構件800的其他變型對于本領域的普通技術人 員而言將顯而易見。僅以舉例的方式，盡管示出了四個臂820,但可提供任何其他合適數量 的臂820。
[0127] 3.具有彈性偏壓的彎曲臂的示例性導體對
[0128] 圖23-25示出了一對示例性另選電接觸構件900。盡管在本例中示出了兩個接觸構 件900,但應當理解，可使用任何其他合適數量的接觸構件900。本例的每個接觸構件900包 括轂構件910,所述轂構件910具有從其延伸的多個臂920。接觸構件900可由銅合金和/或其 他合適的導電材料形成。接觸構件900也可利用壓印方法和/或任何其他合適的方法形成。 參考本文的教導內容，可用于形成接觸構件900的各種合適材料和方法對于本領域的普通 技術人員而言將顯而易見。轂構件910限定被構造成能夠接收螺栓130的桿131的開口 912。 開口 912的尺寸和構造被設定成使得接觸構件900可如同螺母一樣擰到桿131上。參考本文 的教導內容，接觸構件900和桿131之間的其他合適類型的關系對于本領域的普通技術人員 而言將顯而易見。應當理解，本例的接觸構件900因轂構件910和桿131之間的接觸而與螺栓 130電聯接。
[0129] 每個臂920具有向外彎曲取向的彎曲部。臂920被構造成能夠在接觸構件900設置 在換能器元件110的鏜孔111中時向外支承在換能器元件110的內徑表面116上，如圖24-25 所示。由于接觸構件900由導電材料形成，因此接觸構件900提供螺栓130和換能器元件110 的內徑表面116之間的電氣連續性。臂920被構造成能夠使得接觸內徑表面116的臂920的區 域中心位于對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置處。參考本 文的教導內容，接觸構件900的其他變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0130] 4.具有位于活動鉸鏈上的臂的示例性導體
[0131] 圖26-28示出了另一個示例性電接觸構件1000。本例的接觸構件1000包括轂構件 1010,所述轂構件810具有從其延伸的多個臂1020。接觸構件1000可由銅合金和/或其他合 適的導電材料形成。接觸構件1000也可利用壓印方法和/或任何其他合適的方法形成。參考 本文的教導內容，可用于形成接觸構件1000的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術 人員而言將顯而易見。轂構件1010限定被構造成能夠接收螺栓130的桿131的開口 1012。開 口 1012的尺寸和構造被設定成使得接觸構件1000可如同螺母一樣擰到桿131上。在一些其 他型式中，轂構件1010在桿131的遠側端部132的螺紋近側的位置處焊接到或以其他方式固 定到桿131。參考本文的教導內容，接觸構件1000和桿131之間的其他合適類型的關系對于 本領域的普通技術人員而言將顯而易見。應當理解，本例的接觸構件1000因轂構件1010和 桿131之間的接觸而與螺栓130電聯接。
[0132] 臂1020通過活動鉸鏈1022與轂構件1010聯接。臂1020的彈性和活動鉸鏈1022的彈 性配合以使臂1020彈性地偏壓成如圖26所示的向外展開構型。臂1020因此被構造成能夠在 接觸構件1000設置在換能器元件110的鏜孔111中時向外支承在換能器元件110的內徑表面 116上，如圖27-28所示。由于接觸構件1000由導電材料形成，因此接觸構件1000提供螺栓 130和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。臂1020被構造成能夠使得接觸內 徑表面116的臂1020的區域中心位于對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關 的波節的位置處。參考本文的教導內容，接觸構件1000的其他變型對于本領域的普通技術 人員而言將顯而易見。
[0133] 5.具有彈性偏壓翼的示例性導體
[0134] 圖29-31示出了另一個示例性電接觸構件1100。本例的接觸構件1100包括轂構件 1110,所述轂構件1110具有從其向外的一對臂或翼1120。接觸構件1100可由銅合金和/或其 他合適的導電材料形成。接觸構件1100也可利用壓印方法和/或任何其他合適的方法形成。 參考本文的教導內容，可用于形成接觸構件1100的各種合適材料和方法對于本領域的普通 技術人員而言將顯而易見。轂構件Ilio限定被構造成能夠接收螺栓130的桿131的開口 1112。開口 1112的尺寸和構造被設定成使得接觸構件1100可如同螺母一樣擰到桿131上。在 一些其他型式中，轂構件1110在桿131的遠側端部132的螺紋近側的位置處焊接到或以其他 方式固定到桿131。參考本文的教導內容，接觸構件1100和桿131之間的其他合適類型的關 系對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。應當理解，本例的接觸構件1100因轂構件 111 0和桿131之間的接觸而與螺栓130電聯接。
[0135] 翼1120被構造成能夠作為轂構件1110的一體化特征部。翼1120的彈性使翼1120彈 性地偏壓成如圖29所示的向外延伸的平坦構型。換句話講，翼1120被彈性地偏壓以沿與轂 構件1110的公共平面延伸。翼1120因此被構造成能夠在接觸構件1100設置在換能器元件 110的鏜孔111中時向外支承在換能器元件110的內徑表面116上，如圖30-31所示。由于接觸 構件1100由導電材料形成，因此接觸構件1100提供螺栓130和換能器元件110的內徑表面 116之間的電氣連續性。翼1120被構造成能夠使得接觸內徑表面116的翼1120的區域中心位 于對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置處。參考本文的教導 內容，接觸構件1100的其他變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0136] 6.示例性卷狀導體
[0137] 圖32-34示出了被構造成能夠與示例性另選螺栓1230-起使用的另一個示例性電 接觸構件1200。螺栓1230與上述螺栓130基本上相同，不同的是本例的螺栓1230包括從桿 1231徑向向外延伸的突起1236的成角度陣列。正如螺栓130-樣，螺栓1231還包括螺紋遠側 部分1230和頭部1234。本例的接觸構件1200包括被卷成圓筒狀形狀的片材，其中一對相對 的外邊緣1220,1222被定位在重疊部處，如圖34所示。接觸構件1200可由銅合金和/或其他 合適的導電材料形成。接觸構件1200也可利用壓印方法和/或任何其他合適的方法形成。參 考本文的教導內容，可用于形成接觸構件1200的各種合適材料和方法對于本領域的普通技 術人員而言將顯而易見。本例的接觸構件1200限定開口 1210的陣列。開口 1210被構造成能 夠接收螺栓1230的突起1236。應當理解，本例的接觸構件1200因接觸構件1200與突起1236 在開口 1210處的接觸而與螺栓1230電聯接。
[0138] 接觸構件1200被彈性地偏壓以呈現基本上平坦的展開構型，使得當接觸構件1200 處于如圖所示的卷曲構型時，接觸構件1200具有類似于扭轉彈簧的彈性偏壓力。因此，當接 觸構件1200設置在換能器元件110的鏜孔111中時，接觸構件1200的外表面1202將向外彈性 地支承在換能器元件110的內徑表面116上，如圖33-34所示。由于接觸構件1200由導電材料 形成，因此接觸構件1200提供螺栓130和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。 在一些變型中，接觸構件1200可由涂覆有導電材料(例如，銅合金等)的鎳鈦諾形成。接觸構 件1200可被預成形為具有成卷的圓筒狀構型，所述構型具有大于鏜孔111的直徑的有效外 徑。接觸構件1200可收縮以裝配在鏜孔111中，隨后被加熱以擴展成較大構型，由此抵靠內 徑表面116。參考本文的教導內容，接觸構件1200的其他變型對于本領域的普通技術人員而 目將顯而易見。
[0139] 7.具有縱向偏壓力的示例性卷曲導體
[0140] 圖35A-36示出了另一個示例性電接觸構件1300。本例的接觸構件1300呈固定到焊 頭140的近側端部的螺旋彈簧的形式。接觸構件1300可包括任何合適的導電材料。參考本文 的教導內容，可用于形成接觸構件1300的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員 而言將顯而易見。接觸構件1300被構造成能夠呈現如圖35A所示的縮短構型;但可變形以呈 現如圖35B所示的拉伸構型。應當理解，本例的接觸構件1300因接觸構件1300與焊頭140之 間的接觸、并且因焊頭140和螺栓130之間的接觸而與螺栓130電聯接。
[0141] 如圖35A所示，當接觸構件1300呈縮短構型時，接觸構件1300限定第一有效外徑 cU。如圖35B所示，當接觸構件1300呈拉伸構型時，接觸構件1300限定第二有效外徑d2。如圖 可見，第二有效外徑山小于第一有效外徑Cl 1。第二有效外徑d2還小于換能器元件110的鏜孔 111的直徑;而第一有效外徑Cl 1大于換能器元件110的鏜孔111的直徑。這樣，當具有接觸構 件1300的聲學組件100被組裝時，接觸構件1300可被拉伸成如圖35B所示的構型以便有利于 將接觸構件1300裝配在鏜孔111中。一旦接觸構件1300適當地定位在鏜孔111中，接觸構件 1300就可被釋放，由此允許接觸構件1300朝圖35A所示的縮短構型反向轉變。當接觸構件 1300進行這種轉變時，接觸構件1300最終與內徑表面116形成接觸，由此將內徑表面116與 焊頭140和螺栓130設置成具有電氣連續性。然后可按照正常方式來完成組裝聲學組件100 的最終步驟。參考本文的教導內容，接觸構件1300的其他變型對于本領域的普通技術人員 而言將顯而易見。僅以舉例的方式，在一些型式中，除了接觸構件1300的端部被固定到焊頭 140之外或者作為另外一種選擇，接觸構件1300的一個端部可直接固定到螺栓130。
[0142] 8.具有一體化導體的示例性換能器蓋
[0143] 圖37示出了被構造成能夠與示例性另選焊頭1440-起使用的另一個示例性電接 觸構件1300。焊頭1440與上述焊頭140基本上相同，不同的是本例的焊頭1440包括朝近側延 伸的套筒1442,所述朝近側延伸的套筒1442的尺寸設定成以插入方式接收換能器元件110。 套筒1442還包括被構造成能夠接收螺紋蓋1430的螺紋近側端部，所述螺紋蓋1430充當螺栓 130的替代品。具體地講，當蓋1430相對于套筒1442進行緊固時，蓋1430被構造成能夠抵靠 焊頭1440壓縮端塊120和換能器元件110。
[0144] 套筒1442的尺寸設定成使得套筒1442接觸換能器元件110的外徑表面118。因此， 焊頭1440可充當外徑表面118和發生器14(或一些其他功率源)之間的電路徑。蓋1430由電 絕緣材料形成，使得蓋1430將不充當到達/來自焊頭1440的電路徑。接觸構件1400牢固地固 定到蓋1430,其中接觸構件1400的近側端部相對于蓋1430為暴露的。接觸構件1400包括波 形條，所述波形條在由換能器元件110限定的縱向軸線的每一側限定多個峰1420。接觸構件 1400在每個峰1420處接觸換能器元件110的內徑表面116,并且在這些接觸點處彈性地抵靠 內徑表面116,以使得接觸構件1400起到類似于片簧的作用。接觸構件1400可由銅合金和/ 或其他合適的導電材料形成。接觸構件1400也可利用壓印方法和/或任何其他合適的方法 形成。參考本文的教導內容，可用于形成接觸構件1400的各種合適材料和方法對于本領域 的普通技術人員而言將顯而易見。應當理解，接觸構件1400可被放置成通過近側端部1410 的暴露部分來與發生器14(或一些其他功率源)電氣連通。接觸構件1400可因此充當外徑表 面116和發生器14(或一些其他功率源)之間的電路徑。
[0145] 圖38示出了接觸構件1400的示例性變型。具體地講，圖38示出了接觸構件1450，其 包括與峰1420所處的位置相對應的擴大區域1452。換句話講，接觸構件1450將在擴大區域 1452處接觸內徑表面116。參考本文的教導內容，接觸構件1400,1450的其他變型對于本領 域的普通技術人員而言將顯而易見。還應當理解，焊頭1440和蓋1430可以多種方式進行改 變。僅以舉例的方式，套筒1442可為蓋1430的一體化特征部，而不是作為焊頭1440的一體化 特征部。
[0146] 9.具有一體化導體臂的示例性換能器螺栓
[0147] 圖39-40示出了螺栓130的另一個示例性變型。具體地講，圖39-40示出了示例性螺 栓1530,其包括具有螺紋遠側端部1532的桿1531、頭部1534、以及與頭部1534形成一體的一 對彈性臂1520。每個臂1520包括向外取向的彎曲部分1522。當螺栓1530設置在換能器元件 110的鏜孔111中時，彎曲部分1522被構造成能夠向外支承在換能器元件110的內徑表面116 上，如圖40所示，使得臂1520表現出類似于向外偏壓的片簧的行為。臂1520由導電材料形 成，臂1520提供螺栓1530和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。在本例中，彎 曲部分1522被構造成能夠使得接觸內徑表面116的臂1520的區域中心位于對應于與通過聲 學組件100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置處。參考本文的教導內容，螺栓1530和臂 1520的其他變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。僅以舉例的方式，盡管示出 了兩個臂1520,但可提供任何其他合適數量的臂1520。
[0148] C.用于圓筒狀壓電換能器元件的內徑的示例性可擴展型接觸特征部
[0149] 上文的各種例子包括電接觸特征部，所述電接觸特征部被彈性地偏壓成擴展構 型，以由此提供螺栓130(或類似的特征部)和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連 續性。在一些其他情況下，電接觸特征部可包括非彈性材料，所述非彈性材料可被變形為擴 展構型，以由此提供螺栓130(或類似的特征部)和換能器元件110的內徑表面116之間的電 氣連續性。換句話講，電接觸特征部可被定位在換能器元件110的鏜孔111內；然后通過另一 個部件和/或動作(例如縱向壓縮)進行變形以便實現螺栓130(或類似的特征部)和換能器 元件11〇的內徑表面116之間的電氣連續性。可響應于由其他部件的縱向壓縮而非彈性變形 以向外擴展的電接觸特征部的各種例子將在下文進行更詳細地描述，而參考本文的教導內 容，另外的例子對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0150] 1.具有可擴展葉片的示例性波導特征部
[0151] 圖41 -4 2B示出了焊頭140和螺栓130的示例性變型。具體地講，圖41-42B示出了包 括可變形特征部1650的焊頭1640。可變形特征部1650被構造成能夠類似于內部夾頭。具體 地講，可變形特征部1650限定內部螺紋1652并且包括一組朝近側延伸的葉片1654。葉片 1654由間隙1656間隔開，由此被構造成能夠促進葉片1654的分離，如將在下文進行更詳細 地所述。在一些型式中，葉片1654被彈性地偏壓以呈現圖41-42A所示的構型。在一些其他型 式中，葉片1654為可延展的，并且初始形成為具有圖41-42A所示的構型。焊頭1640和可變形 特征部1650為導電的。參考本文的教導內容，可用于形成焊頭1640和可變形特征部1650的 各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0152] 圖42B示出了螺栓1630,其包括具有螺紋遠側端部1632的桿1631、頭部1634、和位 于螺紋遠側端部1632近側的漸縮區域1636。如在圖42A至圖42B的轉變中所示，漸縮區域 1636被構造成當將螺紋遠側端部1632擰入可變形特征部1650的螺紋1652內時，能夠向外驅 動葉片1654并且使其分開。葉片1654的這種變形驅動葉片1654與換能器元件110的內徑表 面116接觸。葉片1654因此提供用于焊頭1640和內徑表面116之間的電氣連續性的路徑。參 考本文的教導內容，焊頭1640可與發生器16(或一些其他功率源)進一步電聯接的各種合適 方式對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。相似地，參考本文的教導內容，可變形特 征部1650的多個變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0153] 2.具有彎曲特征部的示例性圓筒狀構件
[0154] 圖43-44示出了另一個示例性可變形電接觸構件1700。本例的接觸構件1700呈圓 筒狀形狀并且具有遠側端部1702和近側端部1702。多個縱向延伸狹槽1710沿著接觸構件 1700的長度的一部分形成。狹槽1710限定一系列肋1712。接觸構件1700的尺寸設定成裝配 在換能器元件110的鍵孔111內。接觸構件1700的尺寸還設定成以插入方式接收螺栓130的 桿131。接觸構件1700由導電和可變形材料形成。參考本文的教導內容，可用于形成接觸構 件1700的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0155] 接觸構件1700初始具有如圖43所示的基本上直式的、圓筒狀構型。在此構型中，接 觸構件1700具有大于換能器元件110的高度的高度。因此，當接觸構件1700初始插入鏜孔 111中同時仍處于這種直式構型時，遠側端部1702接觸焊頭140并且近側端部1704從換能器 元件110朝近側突出。當端塊120隨后與近側端部1704接合并且螺栓130被固定到焊頭140 時，螺栓130的頭部134和端塊120朝焊頭140驅動近側端部1704,由此縱向地壓縮接觸構件 1700的主體。這導致接觸構件1700的主體彎曲，使得肋1712向外變形并且與換能器元件110 的內徑表面116接觸，如圖44所示。接觸構件1700因此在操作上類似于具有可擴展有效外徑 的莫莉(molIy)螺栓的可變形特征部。由于接觸構件1700由導電材料形成，因此接觸構件 1700提供螺栓130和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續性。參考本文的教導內 容，接觸構件1700的其他變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0156] 3.具有彎曲臂的示例性螺栓特征部
[0157] 圖45-46示出了包括可變形電接觸構件1850的示例性另選螺栓組件1830。螺栓組 件1830還包括桿1831，所述桿1831具有螺紋遠側端部1832、螺紋近側端部1862、和位于端部 1832,1862之間的向外延伸的凸緣1860。螺紋遠側端部1832被構造成能夠以類似于螺栓130 的螺紋遠側端部132的方式擰入焊頭140的近側端部中。螺紋近側端部1862被構造成能夠接 收螺母1834,所述螺母1834在固定到螺紋近側端部1862時起到類似于頭部134的作用。接觸 構件1850包括遠側環形構件1852、近側環形構件1854、和在環形構件1852,1854之間延伸的 多個腿1856。包括接觸構件1850的整個螺栓組件1830由導電和可變形材料形成。參考本文 的教導內容，可用于形成螺栓組件1830的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員 而言將顯而易見。應當理解，螺栓組件1830可用作螺栓130的替代品。
[0158] 接觸構件1850初始具有如圖45所示的基本上直式構型。在此構型中，接觸構件 1850在桿1831的近側端部1862上滑動，直至遠側環形構件1852接合凸緣1860。凸緣1860具 有大于遠側環形構件1852的外徑。桿1831和接觸構件1850被插入鏜孔111中。在這一階段， 接觸構件1850的有效外徑小于鏜孔111的內徑。端塊120然后在近側端部1862上滑動，并且 隨后將螺母1834固定到近側端部1862。遠側端部1832可在此組裝過程期間在任何合適時間 擰入焊頭140內。當沿著近側端部1862朝遠側端部1832驅動螺母1834時，接觸構件1850被縱 向地壓縮在凸緣1860和端塊120之間。這導致接觸構件1850的腿1856彎曲，使得腿1856向外 變形并且與換能器元件110的內徑表面116接觸，如圖46所示。接觸構件1850因此在操作上 類似于具有可擴展有效外徑的莫莉(molly)螺栓的可變形特征部。由于接觸構件1850由導 電材料形成，因此接觸構件1850提供螺栓組件1830和換能器元件110的內徑表面116之間的 電氣連續性。參考本文的教導內容，接觸構件1850的其他變型和螺栓組件1830的其他部分 對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。僅以舉例的方式，盡管本例的腿1856通過彎 曲而變形，但一些其他型式可具有以下腿1856,所述腿1856具有響應于縱向壓縮而以一些 其他方式提供腿1856的塌縮和向外擴展的有銷軸鉸鏈、活動鉸鏈、和/或其他特征部。作為 另一個僅示例性變型，桿1831可為焊頭140的一體化特征部。
[0159] D.示例性導電液體填料
[0160] 彈性和/或可以其他方式變形的接觸構件的上述例子僅接觸換能器元件110的內 徑表面116的某些部分。在一些情況下，可期望利用導電構件接觸整個內徑表面116。可實現 這種情況的一種僅示例性方式示于圖47中。具體地講，圖47示出了設置在換能器元件110的 鏜孔111內并且位于桿131和內徑表面116之間的填料材料1900。填料材料1900可包括任何 合適的導電材料，例如鹽水、銀環氧樹脂等。填料材料1900還可具有任何合適的稠度，包括 但不限于流體、泡沫、粉末、整體固體等。參考本文的教導內容，可用于填料材料1900的各種 合適類型的材料對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0161] 類似地，參考本文的教導內容，可將填料材料1900引入鏜孔111中的各種合適方式 對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。在一些型式中，在將桿131插入鏜孔111中之 前將填料材料1900引入鏜孔111中。在一些其他型式中，將類似于桿1831的桿引入鏜孔中， 隨后將填料材料1900引入桿1831和內徑表面116之間的間隙中，隨后將類似于螺母1834的 螺母固定到桿1831。無論如何引入填料材料1900，應當理解，填料材料1900的導電性提供螺 栓130和換能器元件110之間的電氣連續性。
[0162] E.圍繞螺栓的示例性環形導體
[0163] 圖48-49示出了具有示例性另選電接觸構件2050的示例性另選螺栓2030。本例的 螺栓2030與螺栓130基本上相同，并且包括桿2031、螺紋遠側端部2032、和頭部2034。與螺栓 130不同，本例的螺栓2030包括桿2031中的環形凹部2036。接觸構件2050被設置在凹部2036 中。本例的接觸構件2050包括形成環形形狀的連續螺旋彈簧。接觸構件2050的有效內徑小 于桿2031的外徑。在一些型式中，接觸構件2050被彈性地偏壓以呈現具有小于凹部2036的 外徑的有效內徑的形狀，使得接觸構件2050緊密地裝配在凹部2036中。螺栓2030和接觸構 件2050兩者均由導電材料形成。參考本文的教導內容，可用于形成螺栓2030和接觸構件 2050的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0164] 接觸構件2050的有效外徑小于鏜孔111的內徑。因此，當螺栓2030和接觸構件2050 插入鏜孔111中時，如圖49所示，接觸構件2050被壓縮在螺栓2030和內徑表面116之間。由于 接觸構件2050由導電材料形成，因此接觸構件2050提供螺栓2030和換能器元件110的內徑 表面116之間的電氣連續性。參考本文的教導內容，接觸構件2050的其他變型對于本領域的 普通技術人員而言將顯而易見。
[0165] F.示例性導電泡沫管
[0166] 圖50-51示出了可插置在螺栓130的桿131和換能器元件110的內徑表面116之間的 示例性導電泡沫管2100。泡沫管2100具有遠側端部2102、近側端部2104、外徑表面2118、和 限定鏜孔2111的內徑表面2116。泡沫管2100由可壓縮的導電材料形成。僅以舉例的方式，泡 沫管2100可由鋼絲絨和/或類似于鋼絲絨形式的一些其他金屬材料形成。參考本文的教導 內容，可用于形成泡沫管2100的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員而言將顯 而易見。
[0167] 在一些型式中，在桿131插入鏜孔2111中之前，鏜孔2111的內徑小于桿131的外徑。 因此，當桿131插入鏜孔2111中時，內徑表面2116完全接觸桿131。此外，在泡沫管2100插入 鏜孔111中之前，泡沫管2100的外徑小于鏜孔111的內徑。因此，當泡沫管2100插入鏜孔111 中時，泡沫管2100的外徑表面2118完全接觸換能器元件110的內徑表面116,如圖51所示。因 此，應當理解，泡沫管2100在被組裝時完全接觸桿131和內徑表面116,如圖51所示。由于泡 沫管2100由導電材料形成，因此泡沫管2100提供螺栓130和換能器元件110的內徑表面116 之間的電氣連續性。參考本文的教導內容，泡沫管2100的其他變型對于本領域的普通技術 人員而言將顯而易見。
[0168] 僅以舉例的方式，在泡沫管2100插入鏜孔111中之前，泡沫管2100的一些型式可具 有大于鏜孔111的長度的高度。在一些此類型式中，當螺栓130固定到焊頭140時，螺栓130、 端塊120、和焊頭140可配合以縱向壓縮泡沫管2100,這可向內驅動內徑表面2116以進一步 與桿131接觸并且/或者向外驅動外徑表面2118以進一步與內徑表面116接觸。作為此類型 式的一個僅示例性變型，泡沫管2100可具有有利于響應于縱向壓縮而甚至向內/向外撓曲 的手風琴狀輪廓。還應當理解，此類構型不一定必須由泡沫材料形成。例如，此類構型可由 金屬片和/或一些其他類型/形式的材料形成。在一些其他變型中，泡沫管2100被構造為較 類似于相對較短的墊圈，而非被構造為細長管。
[0169] 圖52-54示出了另一個僅示例性變型。具體地講，圖52-54示出了與示例性另選焊 頭2140和示例性另選螺母2130-起使用的泡沫管2100。如圖52最佳可見，螺母2130包括限 定鏜孔2132的漸縮桿2131。鏜孔2132的近側端部2136具有螺紋。桿2131的近側端部包括頭 部2134。如圖53最佳可見，焊頭2140包括具有螺紋近側端部2142的朝近側延伸的桿2141。波 導150從焊頭2140朝遠側延伸。焊頭2140的桿2141的尺寸設定成裝配在螺母2130的鏜孔 2132中。鏜孔2132的近側端部2136處的螺紋被構造成能夠與桿2131的近側端部2142處的螺 紋互補。本例的螺母2130由導電材料形成。焊頭2140也可由導電材料形成。
[0170] 如圖54所示，泡沫管2100裝配在桿2131的外部和換能器元件110的內徑表面116之 間。在組裝期間，泡沫管2100可初始圍繞桿2141進行設置。桿2131隨后可插入到桿2141上， 并且位于桿2141和泡沫管2100的內徑表面2116之間。桿2131的漸縮構型有助于抵靠換能器 元件110的內徑表面116來進一步壓縮泡沫管2100的外徑表面2118。由于泡沫管2100由導電 材料形成，因此泡沫管2100提供螺母2130和換能器元件110的內徑表面116之間的電氣連續 性。參考本文的教導內容，泡沫管2100的其他變型和可與其一起使用的部件對于本領域的 普通技術人員而言將顯而易見。
[0171] G.用于圓筒狀壓電換能器元件的內徑和外徑的示例性交替接觸特征部
[0172] 圖55-56示出了被構造成能夠同時接觸螺栓130和換能器元件110的內徑表面116 的另一個示例性電接觸構件2200。本例的接觸構件2200包括金屬片，所述金屬片被壓模并 且隨后被卷成存在接縫2210的圓筒狀構型。形成接觸構件2200的材料可為有彈性的，使得 在接觸構件2200被卷成圓筒狀構型之后，接觸構件2200可進行偏壓以返回到大體平坦構 型。在一些其他型式中，接觸構件2200形成為無縫管。參考本文的教導內容，可用于形成接 觸構件2200的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0173] 本例的接觸構件2200還包括多個向外突出的特征部2202和多個向內突出的特征 部2204。向外突出的特征部2202具有凸形構型而向內突出的特征部2204具有凹形構型。在 圖55-56所示的例子中，特征部2202,2204的位置沿著接觸構件2200的長度和圓周交替。當 然，可使用任何其他合適的布置方式。例如，在一些其他型式中，特征部2202,2204的最遠側 帶僅由向內突出的特征部2204組成，特征部2202，2204的中間帶僅由向外突出的特征部 2202組成，并且特征部2202，2204的最近側帶僅由向內突出的特征部2204組成。根據本文的 教導內容，其他合適的布置方式對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0174] 接觸構件2200被構造成能夠裝配在換能器元件110的鏜孔111中以及螺栓130的桿 131和換能器元件的內徑表面116之間。在接觸構件2200處于被卷起的構型的情況下，向外 突出的特征部2202-起限定大于鏜孔1110的內徑的有效外徑。向外突出的特征部2202因此 在接觸構件2200插入鏜孔111中時接觸內徑表面116，如圖56所示。在一些型式中，每個向外 突出的特征部2202在對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置處 接觸內徑表面116。
[0175] 此外，當接觸構件2200處于被卷起的構型時，向內突出的特征部2204-起限定小 于桿131的外徑的有效內徑。向內突出的特征部2204因此在接觸構件2200圍繞桿131進行設 置時接觸桿131，如圖56所示。在一些型式中，特征部2202，2204被彈性地偏壓，使得向外突 出的特征部2202彈性地抵靠內徑表面116并且向內突出的特征部2204彈性地抵靠桿131。由 于接觸構件2200由導電材料形成，因此接觸構件2200在組裝時提供螺栓130和換能器元件 110的內徑表面116之間的電氣連續性，如圖56所示。參考本文的教導內容，接觸構件2200的 其他變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0176] IV.用于圓筒狀壓電換能器元件的外徑的示例性另選接觸特征部
[0177] 若干上述例子尤其涉及可用于提供螺栓130(或其變型）和換能器元件110的內徑 表面116之間的電氣連續性的部件和特征部，其中一些其他部件/特征部還提供螺栓130 (或 其變型）和發生器14(或一些其他功率源)之間的電氣連續性。如上所述，換能器元件110的 外徑表面118還將需要設置成與發生器14(或一些其他功率源)具有電氣連續性，以便在換 能器元件110中產生電壓，由此引起聲學組件100中的超聲振動。下述例子包括各種特征部， 所述各種特征部被構造成能夠直接接觸外徑表面或者接觸沉積在外徑表面118上或以其他 方式施加到外徑表面118的一些導電材料，由此提供外徑表面118和發生器14 (或一些其他 功率源)之間的電氣連續性。應當理解，下述例子可易于與本文中有關可對內徑表面116提 供電氣連通的方式的教導內容中的任一個結合。可應用以下教導內容的其他合適的器械構 型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0178] 僅以舉例的方式，外徑表面118可包括與下述各種特征部中的任一個接觸的導電 涂層或插入件(例如BeCu、黃銅、一些其他銅合金等），以便提供與外徑表面118的電氣連通。 還應當理解，各種下述電接觸特征部中的每個可被縱向地定位在對應于與通過聲學組件 100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置處(或者被定位成在該位置處形成接觸）。就電 接觸特征部初始未被定位在此類波節位置處的情況而言，一些此類電接觸特征部可在聲學 組件100被啟動的某個時間段之后移動到此類位置。換句話講，通過聲學組件100傳輸的振 動可最終將電接觸特征部驅動到波節位置。
[0179] A.示例性導電封套
[0180] 圖57示出了圍繞換能器元件110的外徑表面118進行設置的示例性封套2300。封套 2300由導電材料形成并且被構造成能夠為與發生器14或一些其他功率源聯接的刷、片簧、 或其他導電部件提供結構穩固的觸點。具體地講，封套2300具有硬度和/或厚度，所述硬度 和/或厚度可被選擇以允許換能器元件Iio相對于外部接觸件(例如刷、片簧等)進行旋轉， 而不損害封套2300的結構完整性并且不損害封套2300和外部接觸件之間的電氣連通接觸。 僅以舉例的方式，封套2300可利用鍍覆、絲網印刷、或層合方法形成。參考本文的教導內容， 可用于形成封套2300的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。 參考本文的教導內容，可用于以機械的方式和電的方式接合封套2300的各種類型的外部接 觸件對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0181] B.示例性卷繞導電組件
[0182] 圖58A-59示出了可用于接觸外徑表面118的示例性接觸構件2400或已與外徑表面 118的一些特征部（例如，封套2300)。本例的接觸構件2400包括遠側環形構件2402、近側環 形構件2404、和在環形構件2404之間縱向延伸的多根線2406。在本例中，環形構件2402， 2404和線2406全部由導電材料形成。接觸構件2400被構造成能夠通過使一個環形構件 2402,2404相對于另一個環形構件2402,2404圍繞延伸穿過接觸構件2400的中心的縱向軸 線旋轉來在第一狀態(如圖58A所示)和第二狀態(如圖58B所示)之間轉變。當接觸構件2400 處于第二狀態時，線2406相對于環形構件2402，2404被傾斜地取向。如圖58A所示，當接觸構 件2400處于第一狀態時，線2406-起限定第一有效外徑d 3。如圖58B所示，當接觸構件2400 處于第二狀態時，線2406-起限定第二有效外徑d4。第二有效外徑d4小于第一有效外徑d3。
[0183] 在本例中，第一有效外徑d3大于換能器元件110的外徑。因此，當接觸構件2400處 于第一狀態時，接觸構件2400可圍繞換能器元件110的外徑表面118進行定位。當接觸構件 2400圍繞外徑表面118被合適地定位時，一個環形構件2402,2404可相對于另一個環形構件 2402,2404進行旋轉以使接觸構件2400轉變到第二狀態。當轉變到第二狀態時，線2406與外 徑表面118接觸，如圖59所示。隨后可固定環形構件2402，2404的位置(例如，固定到護罩外 殼52等）。環形構件2402,2404中的任一者或兩者可利用任何合適的部件或布置方式進一步 與發生器14(或一些其他功率源)聯接，參考本文的教導內容，所述任何合適的部件或布置 方式對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。由于接觸構件2400為導電的，因此接觸 構件2400通過線2406提供外徑表面118和發生器14(或一些其他功率源）之間的電氣連續 性。
[0184] 應當理解，第二有效外徑d4被限定在對應于每根線2406的縱向中點的區域處。接 觸構件2400可圍繞換能器元件110進行定位，使得該接觸區域被定位在對應于與通過聲學 組件100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置處。在一些型式中，線2406被構造成能夠具 有向內突出的特征部，所述向內突出的特征部還定位成當接觸構件2400到達第二狀態時在 對應于與通過聲學組件100傳輸的諧振超聲振動相關聯的波節的位置處與外徑表面118的 觸點。在其中聲學組件100能夠相對于柄部組件20圍繞由波導150限定的縱向軸線旋轉的一 些型式中，接觸構件2400與聲學組件100-起旋轉。在其中聲學組件100能夠相對于柄部組 件20圍繞由波導150限定的縱向軸線旋轉的一些其他型式中，聲學組件100還相對于接觸構 件2400旋轉，所述接觸構件2400相對于柄部組件20保持旋轉固定。參考本文的教導內容，接 觸構件2400的其他合適變型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0185] C.具有環形導電溝槽的示例性換能器
[0186] 圖60示出了示例性另選換能器元件2510。本例的換能器元件2510與上述換能器元 件110相同，不同的是本例的換能器元件2510包括環形凹部2560以及從環形凹部2560朝遠 側和朝近側延伸的一系列電極指狀物2562。應當理解，換能器元件2510可易于代替本文涉 及的任何換能器元件110。環形凹部2560位于沿換能器元件2510的長度的對應于與通過聲 學組件100傳輸的諧振超聲振動相關的波節的位置處。在一些型式中，環形凹部2560由導電 材料(例如，BeCu、銀等)進行濺涂，其中利用相同的濺涂來形成電極指狀物2562。在一些此 類型式中，環形凹部2560中的濺涂厚度大于指狀物2562處的濺涂厚度。當然，濺涂僅為一個 僅示例性例子。可使用任何其他合適的方法。指狀物2562可有助于從凹部2560沿著外徑表 面2518的長度來分布電氣連通。盡管本例的指狀物2562縱向地延伸，但應當理解，指狀物 2562可具有任何其他合適的構型和取向。還應當理解，指狀物2562僅為任選的，使得指狀物 2562可根據需要而被省去。
[0187] 圖61-62示出了設置在凹部2560中的一組示例性導電滾珠軸承2600,使得凹部 2560充當座圈。環形導電構件2650圍繞滾珠軸承2600進行設置。如圖62所示，導電構件2650 被牢固地固定在護罩外殼52中并且向內彈性地抵靠滾珠軸承2600。僅以舉例的方式，導電 構件2650可單獨形成并且隨后卡扣到(或以其他方式固定到）護罩外殼52中，可模塑成為護 罩外殼52的一體化特征部，可通過位于護罩外殼52中的撓曲電路的暴露跡線來形成，或者 可以其他方式形成。導電構件2650利用任何合適的部件與發生器14(或一些其他功率源）電 聯接。由于軸承2600和導電構件2650為導電的，因此軸承2600和導電構件2650配合以提供 用于外徑表面2518和發生器14(或一些其他功率源）之間的電氣連續性的路徑。還應當理 解，軸承2600可有利于換能器元件2560(以及聲學組件100的其他部件)相對于柄部組件20 圍繞由波導150限定的縱向軸線的旋轉。換能器元件2560可因此進行旋轉同時仍保持與發 生器14(或一些其他功率源)的電氣連續性。
[0188] 圖63-64示出了設置在凹部2560中的示例性連續螺旋彈簧2700。螺旋彈簧2700包 括導電材料并且形成環形形狀。螺旋彈簧2700的有效內徑小于換能器元件2510的外徑。在 一些型式中，螺旋彈簧2700被彈性地偏壓以呈現具有小于凹部2560的外徑的有效內徑的形 狀，使得螺旋彈簧2700緊密地裝配在凹部2560中。參考本文的教導內容，可用于形成螺旋彈 簧2700的各種合適材料和方法對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。如圖64所示， 導電構件圍繞螺旋彈簧2700進行設置。如上所述，導電構件2650利用任何合適的部件與發 生器14(或一些其他功率源）電聯接。由于螺旋彈簧2700和導電構件2650為導電的，因此螺 旋彈簧2700和導電構件2650配合以提供用于外徑表面118和發生器14(或一些其他功率源） 之間的電氣連續性的路徑。還應當理解，螺旋彈簧2700可允許換能器元件2560(以及聲學組 件100的其他部件)相對于柄部組件20圍繞由波導150限定的縱向軸線的旋轉。換能器元件 2560可因此進行旋轉同時仍保持與發生器14(或一些其他功率源）的電氣連續性。
[0189] 圖65-66示出了示例性座圈組件2800,其可用作導電構件2650的替代品。盡管座圈 組件2800在圖66中被示為與軸承2600結合，但應當理解，座圈組件2800也可與設置在凹部 2560中的螺旋彈簧2700或其他結構結合。座圈組件2800包括第一部分2810和第二部分 2820。每個部分2810,2820限定相應的半環形凹部2812,2822。部分2810,2820被構造成能夠 裝配在一起以限定環形形狀，其中凹部2812,2822也彼此對準以限定環形形狀。部分2810， 2820被構造成能夠在部分2810,2820圍繞軸承2600進行定位之后固定在護罩外殼52內。在 這種構型中，軸承2600插置在凹部2812,2822和凹部2560之間。座圈組件2800可通過卡扣配 合或任何其他合適的關系與護罩外殼52聯接。在一些情況下，座圈組件2800包括一個或多 個片簧以抵靠軸承2600來彈性地偏壓座圈組件2800。
[0190] 座圈組件2800為導電的并且利用任何合適的部件與發生器14(或一些其他功率 源）電聯接。因此，軸承2600和座圈組件2800配合以提供用于外徑表面2518和發生器14(或 一些其他功率源)之間的電氣連續性的路徑。參考本文的教導內容，座圈組件2800的其他變 型對于本領域的普通技術人員而言將顯而易見。
[0191] V.雜項
[0192] 應當理解，本文所述的任何型式的器械還可包括除上述那些之外或作為上述那些 的替代的各種其他特征部。僅以舉例的方式，本文所述的任何器械還可包括以引用方式并 入本文的各種參考文獻任何一者中公開的各種特征部中的一種或多種。還應當理解，本文 的教導內容可以容易地應用于本文所引用的任何其他參考文獻中所述的任何器械，使得本 文的教導內容可以容易地以多種方式與本文所引用的任何參考文獻中的教導內容組合。可 結合本文的教導內容的其他類型的器械對于本領域普通技術人員而言將顯而易見。
[0193] 應當理解，據稱以引用的方式并入本文中的任何專利、出版物或其他公開材料，無 論是全文或部分，僅在所并入的材料與本公開中所述的定義、陳述或者其他公開材料不沖 突的范圍內并入本文。同樣地并且在必要的程度上，本文明確闡述的公開內容取代了以引 用方式并入本文的任何沖突材料。據稱以引用方式并入本文但與本文所述的現有定義、陳 述或其他公開材料相沖突的任何材料或其部分，僅在所并入的材料和現有的公開材料之間 不產生沖突的程度下并入本文。
[0194] 上文所述裝置的型式可應用在由醫療專業人員進行的傳統醫療處理和手術中、以 及可應用在機器人輔助的醫療處理和手術中。僅以舉例的方式，本文的各種教導內容可易 于結合到機器人外科系統諸如Intuitive Surgical，Inc · (Sunnyvale，California)的 DAVINCI?系統中。相似地，本領域的普通技術人員將認識到本文中的各種教導內容可易于 結合如下專利中的各種教導內容：2004年8月31日公布的名稱為"Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument" 的美國專利6，783，524,其公開 內容以引用方式并入本文。
[0195] 上文所述的型式可被設計成在單次使用后廢棄，或者其可被設計成能夠使用多 次。在任一種或兩種情況下，可對各型式進行修復，以便在至少一次使用后再使用。修復可 包括以下步驟的任意組合:拆卸裝置、然后清洗或更換特定零件和隨后進行重新組裝。具體 地講，可拆卸一些型式的所述裝置，并且可選擇性地以任何組合形式來更換或移除所述裝 置的任意數量的特定零件或部分。在清洗和/或更換特定部分時，所述裝置的一些型式可在 修復設施處重新組裝或者在即將進行手術前由使用者重新組裝以供隨后使用。本領域的技 術人員將會知道，修復裝置時可利用多種技術進行拆卸、清洗/更換和重新組裝。這些技術 的使用和所得重新修復的裝置均在本申請的范圍內。
[0196] 僅以舉例的方式，本文描述的型式可在手術之前和/或之后被消毒。在一種消毒技 術中，將裝置放置在閉合并密封的容器中，諸如塑料袋或TYVEK袋中。然后可將容器和裝置 放置在可穿透所述容器的輻射場中，諸如γ輻射、X射線或高能電子。輻射可將裝置上和容 器中的細菌殺死。經殺菌的裝置隨后可存儲在無菌容器中，以供以后使用。還可使用本領域 已知的任何其他技術對裝置消毒，所述技術包括但不限于β輻射或γ輻射、環氧乙烷或蒸 汽。
[0197]已經示出和描述了本發明的各種實施例，可在不脫離本發明的范圍的情況下由本 領域的普通技術人員進行適當修改來實現本文所述的方法和系統的進一步改進。已經提及 了若干此類潛在修改，并且其他修改將對本領域的技術人員顯而易見。例如，上文所討論的 示例、實施例、幾何形狀、材料、尺寸、比率、步驟等均是例示性的而非所要求的。因此，本發 明的范圍應根據以下權利要求書來考慮，并且應理解為不限于說明書和圖式中示出和描述 的結構和操作細節。
【主權項】
1. 一種用于對組織進行操作的設備，所述設備包括： (a) 主體； (b) 從所述主體朝遠側延伸的軸組件； (c) 設置在所述軸組件的遠側端部處的超聲刀；以及 (d) 聲學組件，所述聲學組件包括： (i) 與所述刀聯接的聲波導， (ii) 壓電換能器元件，其中所述壓電換能器元件限定內徑表面和外徑表面， (iii) 緊固件，所述緊固件被構造成能夠相對于所述聲波導固定所述壓電換能器元件， 和 (iv) 聯接構件，所述聯接構件被構造成能夠提供所述緊固件和所述壓電換能器元件的 內徑表面之間的電氣連續性。2. 根據權利要求1所述的設備，其中所述壓電換能器元件具有細長的圓筒狀形狀。3. 根據權利要求1所述的設備，其中所述壓電換能器元件的內徑表面的至少一部分包 括導電涂層。4. 根據權利要求1所述的設備，還包括固定到所述緊固件的蓋，其中所述蓋與功率源電 氣連通，其中所述蓋被構造成能夠提供所述緊固件和所述功率源之間的電氣連續性。5. 根據權利要求4所述的設備，其中所述緊固件能夠相對于所述蓋旋轉。6. 根據權利要求1所述的設備，其中所述聯接構件被彈性地偏壓以抵靠所述壓電換能 器元件的內徑表面。7. 根據權利要求6所述的設備，其中所述聯接構件包括第一組臂和第二組臂，其中所述 第一組臂彈性地抵靠所述壓電換能器元件的內徑表面，其中所述第二組臂彈性地抵靠所述 緊固件。8. 根據權利要求6所述的設備，其中所述聯接構件包括轂構件和從所述轂構件延伸的 一組臂，其中所述轂構件固定到所述緊固件，其中臂被向外彈性地偏壓以抵靠所述壓電換 能器元件的內徑表面。9. 根據權利要求8所述的設備，其中所述臂在相應的活動鉸鏈處從所述轂構件朝近側 延伸。10. 根據權利要求8所述的設備，其中所述臂被彈性地偏壓以呈現平坦形狀，在平坦形 狀中，所述臂沿著與所述轂構件的公共平面延伸。11. 根據權利要求6所述的設備，其中所述聯接構件包括被卷起的片材，所述被卷起的 片材被彈性地偏壓以抵靠所述壓電換能器元件的內徑表面展開。12. 根據權利要求6所述的設備，其中所述聯接構件包括螺旋彈簧。13. 根據權利要求12所述的設備，其中所述螺旋彈簧沿著由所述壓電換能器元件限定 的縱向軸線延伸并且能夠沿著由所述壓電換能器元件限定的所述縱向軸線延展。14. 根據權利要求13所述的設備，其中所述螺旋彈簧圍繞由所述壓電換能器元件限定 的所述縱向軸線延伸，使得所述螺旋彈簧圍繞由所述壓電換能器元件限定的所述縱向軸線 限定環形形狀。15. 根據權利要求1所述的設備，其中所述緊固件能夠操作以使所述聯接構件變形成與 所述壓電換能器元件的內徑表面接合。16. 根據權利要求15所述的設備，其中所述聯接構件包括彎曲特征部，所述彎曲特征部 被構造成能夠響應于由所述緊固件施加在所述聯接構件上的縱向壓縮而向外彎曲。17. 根據權利要求1所述的設備，其中所述聯接構件包括填料材料，所述填料材料填充 限定在所述緊固件和所述壓電換能器元件的內徑表面之間的間隙。18. 根據權利要求1所述的設備，其中所述緊固件包括螺栓。19. 一種用于對組織進行操作的設備，所述設備包括： (a) 主體； (b) 從所述主體朝遠側延伸的軸組件； (c) 設置在所述軸組件的遠側端部處的超聲刀;和 (d) 聲學組件，所述聲學組件包括： (i) 與所述刀聯接的聲波導， (ii) 壓電換能器元件，其中所述壓電換能器元件限定內徑表面和外徑表面， (iii) 緊固件，所述緊固件被構造成能夠相對于所述聲波導固定所述壓電換能器元件， 和 (iv) 聯接構件，所述聯接構件被構造成能夠提供所述緊固件和所述壓電換能器元件的 內徑表面之間的電氣連續性，其中所述緊固件被構造成能夠使所述聯接構件變形并且由此 向外驅動所述聯接構件的一部分以與所述壓電換能器元件的內徑表面接合。20. -種用于對組織進行操作的設備，所述設備包括： (a) 主體； (b) 從所述主體朝遠側延伸的軸組件； (c) 設置在所述軸組件的遠側端部處的超聲刀;和 (d) 聲學組件，所述聲學組件包括： (i) 與所述刀聯接的聲波導， (ii) 壓電換能器元件，其中所述壓電換能器元件限定內徑表面和外徑表面，其中所述 外徑表面包括形成于所述外徑表面中的環形凹部， (iii) 緊固件，所述緊固件被構造成能夠相對于所述聲波導固定所述壓電換能器元件， 和 (iv) 聯接構件，所述聯接構件被構造成能夠提供所述壓電換能器元件的環形凹部和功 率源之間的電氣連續性，同時允許所述壓電換能器元件相對于所述主體旋轉。
【文檔編號】A61B17/32GK105992562SQ201480063418
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年9月3日
【發明人】F·B·斯圖倫, M·R·拉姆平, S·A·尼爾德, T·G·迪茨, C·G·金博爾, J·B·舒爾特, S·萊, J·S·吉, S·J·巴利克, W·D·丹納赫, G·M·蒙森
【申請人】伊西康內外科有限責任公司