一種磁液懸浮離心式葉輪驅動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于生物醫學工程技術領域，涉及一種人工心臟輔助裝置，尤其是一種磁液懸浮離心式葉輪驅動裝置。
【背景技術】
[0002]目前我國有超過1000萬心臟衰竭患者，其中20%-30%的心衰患者，將在2年內死亡。心臟移植是當前治療晚期心臟衰竭的唯一有效方法，但是全球每年捐獻出來的活體心臟僅有2000個，心臟供體嚴重不足，許多患者為此失去了生存機會。人工血泵(又稱為人工心臟)的開發目的是部分或完全的替代心臟的泵血功能，使其成為終末期心衰患者心臟移植前的過渡治療手段，或作為活體心臟的永久替代體，到目前為止，全球大約有數千人移植了人工血泵，其中存活時間最長的已超過7年，人工血泵已成為治療心臟衰竭的重要手段之一。
[0003]人工心臟也是所有醫療器械中最具挑戰性的技術之一，其研發能力從一個側面代表了一個國家的高端醫療器械科技水平。人工心臟在美國已進入產業化，成為心血管醫療器械產業的一個新的分支。衡量人工心臟先進性的關鍵指標包括血液相容性和小型化程度。最新的第三代人工心臟有液力懸浮(包括磁液雙懸浮)、完全磁懸浮兩類。而在驅動電機中，軸向磁場盤式開關磁阻電機將開關磁阻電機與軸向磁場盤式電機相結合，具有開關磁阻電機和軸向磁場盤式電機的綜合優勢，越來越受到國內外學者的廣泛關注。
【發明內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是:第三代人工心臟輔助裝置體積偏大、發熱高、穩定性差。綜合應用磁懸浮控制技術、離心驅動技術、液力懸浮技術和軸向磁場盤式開關磁阻電機技術，提出一種磁液懸浮離心式葉輪驅動裝置，實現了磁液雙懸浮，具有體積小、功耗低、結構簡單、壽命長等優點。
[0005]本實用新型提供如下技術方案:一種磁液懸浮離心式葉輪驅動裝置，所述裝置可置于人體中，包括磁懸浮定子、磁懸浮轉子和間隙；所述磁懸浮定子由定子外殼、定子永磁環、軸向電磁繞組、軸向磁場盤式開關磁阻電機定子、軸向電磁鐵芯、液體輸入口和液體輸出口組成，所述軸向磁場盤式開關磁阻電機定子由電機定子繞組、電機定子齒和電機定子軛環組成，所述定子永磁環嵌套在定子外殼的徑向內壁，所述液體輸入口位于定子外殼的上方中間位置，所述液體輸出口位于定子外殼的左側徑向內壁，所述電機定子齒嵌套在定子外殼的底部內壁，所述電機定子繞組纏繞在電機定子齒上，所述軸向電磁鐵芯嵌套在定子外殼的頂部內壁，所述軸向電磁繞組纏繞在軸向電磁鐵芯上；所述磁懸浮轉子由軸向磁場盤式開關磁阻電機轉子、軸向電磁磁鋼環、液力懸浮葉輪、葉輪支撐板和轉子永磁環組成，所述軸向磁場盤式開關磁阻電機轉子由電機轉子軛環和電機轉子齒組成，所述電機轉子軛環位于電機轉子齒上方，所述轉子永磁環嵌套在電機轉子軛環的徑向外壁，所述葉輪支撐板固定在電機轉子軛環上方，所述液力懸浮葉輪固定在葉輪支撐板上方，所述軸向電磁磁鋼環嵌套在液力懸浮葉輪上方。
[0006]本實用新型的技術方案還有:所述液力懸浮葉輪的相鄰葉片之間構成楔形槽，液力懸浮葉輪由尼龍玻纖材料制成，旋轉時實現徑向的液力懸浮和液體驅動功能。
[0007]本實用新型的技術方案還有:所述電機轉子齒呈凸齒狀，由疊片鐵芯疊壓而成，在電機轉子軛環下方呈均勻圓周陣列分布，電機定子齒亦呈凸齒狀，亦由疊片鐵芯疊壓而成，在電機定子軛環上方呈均勻圓周陣列分布；對電機定子繞組通電，根據“磁阻最小原理”，在磁懸浮轉子上產生電磁旋轉力和軸向向下的電磁吸引力；控制電機定子繞組的電流，實現對磁懸浮轉子的旋轉驅動和轉速、轉矩調節。
[0008]本實用新型的技術方案還有:所述軸向電磁鐵芯呈凸齒狀，由疊片鐵芯疊壓而成，4個軸向電磁鐵芯在定子外殼的頂部內壁呈均勾圓周陣列分布；對軸向電磁繞組通電，軸向電磁繞組與軸向電磁磁鋼環相互作用，在磁懸浮轉子上產生軸向向上的電磁吸引力。
[0009]本實用新型的技術方案還有:所述定子永磁環和轉子永磁環呈圓環形，同極相對，定子永磁環位于轉子永磁環的偏下位置，在磁懸浮轉子上產生徑向永磁斥力和軸向向上的永磁斥力，所述徑向永磁斥力與所述液力懸浮葉輪的液力懸浮功能共同作用，實現磁懸浮轉子的徑向磁懸浮；所述軸向向下的電磁吸引力，磁懸浮轉子的重力以及因液體流動對磁懸浮轉子產生軸向向下的作用力，三者的合力大于軸向向上的永磁斥力，通過調節軸向電磁繞組的電流，改變軸向向上的電磁吸引力的大小，動態調節磁懸浮轉子的軸向位置，實現磁懸浮轉子的軸向磁懸浮。
[0010]本實用新型的技術方案還有:所述電機轉子齒和電機定子齒對應的齒數為8/12齒，或為6/8齒，或為4/6齒。
[0011]本實用新型的有益效果在于:將磁懸浮技術、無軸承開關磁阻電機技術、液力懸浮技術，應用到了人工心臟輔助裝置，通過徑向永磁斥力和液力懸浮相結合，共同實現磁懸浮轉子的徑向磁懸浮，減少了徑向電磁調節部分，降低了裝置的功耗。使用了軸向磁場盤式開關磁阻電機，該電機實現對磁懸浮轉子的旋轉驅動和轉速、轉矩調節。通過調節軸向電磁繞組的電流，改變軸向電磁繞組與軸向電磁磁鋼環間軸向向上的電磁吸引力的大小，動態調節磁懸浮轉子的軸向位置，實現磁懸浮轉子的軸向磁懸浮。整個裝置結構簡單、緊湊、功耗較低。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
[0013]圖2是本實用新型一個8/12齒結構實施例的A-A向視圖。
[0014]圖3是本實用新型一個8/12齒結構實施例的B-B向視圖。
[0015]圖4是本實用新型一個實施例的C-C向視圖。
[0016]圖5是本實用新型一個實施例的D-D向視圖。
[0017]圖6是本實用新型一個8/12齒結構實施例的軸向磁場盤式開關磁阻電機。
[0018]圖中:1為磁懸浮定子，10為定子外殼，11為定子永磁環，12為軸向電磁繞組，13為軸向磁場盤式開關磁阻電機定子，130為電機定子繞組，131為電機定子齒，132為電機定子軛環，14軸向電磁鐵芯，15液體輸入口，16為液體輸出口，2為磁懸浮轉子，20為軸向磁場盤式開關磁阻電機轉子，200為電機轉子軛環，201為電機轉子齒，21為軸向電磁磁鋼環，22為液力懸浮葉輪，23為葉輪支撐板，24為轉子永磁環，3為間隙。
【具體實施方式】
[0019]實施例:一種磁液懸浮離心式葉輪驅動裝置。
[0020]下面結合附圖，對本實用新型進行具體說明。參見圖1、圖4，所述液力懸浮葉輪22的相鄰葉片之間構成楔形槽，液力懸浮葉輪22由尼龍玻纖材料制成，旋轉時實現徑向的