專利名稱：結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及超聲波潔牙機(jī)，具體涉及一種結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器。
背景技術(shù)：
換能器是超聲波潔牙機(jī)等超聲醫(yī)療設(shè)備的主要部件，安裝在手柄的內(nèi)部，通常分為上、中、下三部分，具體是上部的變幅桿，中部的壓電陶瓷和下部的主桿。換能器的結(jié)構(gòu)尺寸與工作尖的尖端振動頻率、主振動偏移等輸出特性密切相關(guān)?，F(xiàn)有超聲波潔牙機(jī)中的換能器的直徑及長度均相對較大(一般直徑為10 12mm，長度為28 34mm)，雖能滿足實際操作過程中的性能需求，但由于換能器本身的尺寸較大及換能器必須安裝在手柄內(nèi)部的特點，必然會使最終產(chǎn)品手柄的尺寸較大，從而影響手柄的手感及操縱性。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器。該換能器結(jié)構(gòu)小巧，性能等同于現(xiàn)有較大尺寸的換能器。本實用新型所述的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，包括同軸連接的變幅桿、壓電陶瓷和主桿，所述變幅桿包括與壓電陶瓷同軸連接的圓臺、與圓臺同軸連接的防轉(zhuǎn)動體和與防轉(zhuǎn)動體同軸連接的工作尖連桿，所述變幅桿的總長度為27 29mm，其中所述圓臺的直徑為8 IOmm,其上端面至變幅桿底端面的距離為2 4mm ；所述防轉(zhuǎn)動體為正六面棱柱體，其相對兩個面的間距為6. 3 8. 3mm，該防轉(zhuǎn)動體上端面至變幅桿底端面的距離為8. 3 10. 3mm ；所述工作尖連桿由柱狀體和工作尖連接頭組成，所述柱狀體與防轉(zhuǎn)動體之間以曲面連接，該連接曲面的曲率半徑為3 5mm ;所述柱狀體的直徑為3. 7 5. 7mm，其上端面至變幅桿底端面的距離為22. 5 24. 5mm。與上述變幅桿配合的主桿由前端的小柱狀體和后端的大柱狀體組成，前端小柱狀體的直徑與變幅桿的內(nèi)口徑相配合，高度為14 15mm ;主桿后端的大柱狀體的外徑與變幅桿上圓臺的直徑相同，高度為29 31mm。本實用新型所述技術(shù)方案中，變幅桿的總長度最優(yōu)選為28mm，此時各部分的尺寸如下所述圓臺的直徑為9mm,其上端面至變幅桿底端面的距離為3mm ；所述防轉(zhuǎn)動體相對兩個面的間距為7. 3mm，該防轉(zhuǎn)動體上端面至變幅桿底端面的距離為9. 3mm ；所述柱狀體與防轉(zhuǎn)動體連接曲面的曲率半徑為4mm，所述柱狀體的直徑為4. 7mm,其上端面至變幅桿底端面的距離為23. 5mm。在上述最優(yōu)的變幅桿結(jié)構(gòu)尺寸條件下，與上述變幅桿配合的主桿由前端的小柱狀體和后端的大柱狀體組成，前端小柱狀體的直徑與變幅桿的內(nèi)口徑相配合，高度為14. 5mm ；主桿后端的大柱狀體的外徑與變幅桿上圓臺的直徑相同，高度為30mm。還可在所述的圓臺側(cè)面上開設(shè)有一環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽的深度約為0. I
0.4mm,寬度約為0. 5 0. 7mm ;通過在凹槽中填充娃膠，以進(jìn)一步提高本實用新型所述換能器的防水性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述換能器結(jié)構(gòu)尺寸小，各項性能均等同于現(xiàn)有較大尺寸的換能器；由于換能器尺寸變小，因此封裝該換能器后的手柄變得更為小巧，操縱性能好且手感好。

圖I為本實用新型所述換能器一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I所示實施方式中變幅桿的放大圖；圖3為圖I所示實施方式中主桿的剖面圖。圖中標(biāo)號為I變幅桿；1-1圓臺；1-2防轉(zhuǎn)動體；1-3柱狀體；1-4工作尖連接頭；1-5環(huán)形凹槽；2壓電陶瓷；3主桿；3-1小柱狀體；3-2大柱狀體。
具體實施方式
如圖I 3所示，本實用新型所述的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，包括同軸連接的變幅桿I、壓電陶瓷2和主桿3，所述變幅桿I包括與壓電陶瓷2同軸連接的圓臺1-1、與圓臺1-1同軸連接的防轉(zhuǎn)動體1-2和與防轉(zhuǎn)動體1-2同軸連接的工作尖連桿，所述變幅桿I的總長度為27 29mm，其中所述圓臺1-1的直徑為8 IOmm,其上端面至變幅桿I底端面的距離為2 4mm,在該圓臺1-1的側(cè)面上開設(shè)有一環(huán)形凹槽1-5，在凹槽填充硅膠以起到更好的防水性能，該環(huán)形凹槽1_5的深度為0. I 0. 4mm,寬度為0. 5 0. 7謹(jǐn)；所述防轉(zhuǎn)動體1-2為正六面棱柱體，其相對兩個面的間距為6. 3 8. 3mm，該防轉(zhuǎn)動體1-2上端面至變幅桿I底端面的距離為8. 3 10. 3mm ；所述工作尖連桿由柱狀體1-3和工作尖連接頭1-4組成，所述柱狀體1-3與防轉(zhuǎn)動體1-2之間以曲面連接,該連接曲面的曲率半徑為3 5mm ;所述柱狀體1_3的直徑為
3.7 5. 7mm,其上端面至變幅桿I底端面的距離為22. 5 24. 5mm。變幅桿I在上述結(jié)構(gòu)尺寸下，與上述變幅桿I配合的主桿3由前端的小柱狀體3-1和后端的大柱狀體3-2組成，前端小柱狀體3-1的直徑與變幅桿I的內(nèi)口徑相配合，高度為14 15mm ;主桿3后端的大柱狀體3_2的外徑與變幅桿I上圓臺1_1的直徑相同，高度為29 31mm。申請人:經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，如果直接將換能器的尺寸進(jìn)行等比例縮小，超聲換能器的性能難以滿足實際需要，會產(chǎn)生如超聲換能器的工作效率降低，表面溫升過快、過高等問題。事實上，由于超聲潔牙機(jī)所匹配使用的工作尖尺寸為通用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，為了滿足這種尺寸要求，超聲換能器的工作尖連桿的直徑是固定的，因此為了滿足換能器的通用性，其尺寸也不可能等比例縮小。為了獲得尺寸較現(xiàn)有換能器小、但性能與現(xiàn)有換能器相當(dāng)?shù)膿Q能器，本申請人經(jīng)過大量研究才獲得的本實用新型所述的技術(shù)方案。[0027]為了說明本實用新型所述尺寸的換能器的效果，本申請人進(jìn)行以下模擬潔牙實驗:I、實驗用潔牙機(jī)及換能器以本實用新型所述結(jié)構(gòu)尺寸的換能器為I號換能器，在本實用新型所述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上作尺寸改動的換能器為2號換能器，在主機(jī)和其它配置均相同的條件下，分別把以下2個不同的換能器安裝在超聲波潔牙機(jī)手柄內(nèi)部的固定件上，安裝好手柄外殼，以本申請人生產(chǎn)的啄木鳥牌Gl型的工作尖，以本申請人生產(chǎn)的啄木鳥牌M)S-K型超聲波潔牙機(jī)為實驗主機(jī)，把相應(yīng)腳踏開關(guān)安裝在主機(jī)上，分別把安裝有2個不同換能器的手柄通過電水路連接線分別安裝在主機(jī)進(jìn)行試驗。安裝完成后進(jìn)行實驗的骨科手術(shù)儀分別對應(yīng)編號為I號和2號。其中I號換能器包括同軸連接的變幅桿I、壓電陶瓷2和主桿3，所述變幅桿I包括與壓電陶瓷2同軸連接的圓臺1-1、與圓臺1-1同軸連接的防轉(zhuǎn)動體1-2和與防轉(zhuǎn)動體1-2同軸連接的工作尖連桿，變幅桿I的總長度為28mm，其中所述圓臺1-1的直徑為9mm,其上端面至變幅桿I底端面的距離為3mm ;在該圓臺1-1的側(cè)面上開設(shè)有一環(huán)形凹槽1-5,該環(huán)形凹槽1-5的深度為0. 3mm,寬度為0. 6mm,可在該凹槽填充硅膠以達(dá)到更好的防水性能；所述防轉(zhuǎn)動體1-2相對兩個面的間距為7. 3mm，該防轉(zhuǎn)動體1_2上端面至變幅桿I底端面的距離為9. 3mm ；所述柱狀體1-3與防轉(zhuǎn)動體1-2連接曲面的曲率半徑為4mm，所述柱狀體1_3的直徑為4. 7mm,其上端面至變幅桿I底端面的距離為23. 5mm ；與上述變幅桿I配合的主桿3由前端的小柱狀體3-1和后端的大柱狀體3-2組成，前端小柱狀體3-1的直徑與變幅桿I的內(nèi)口徑相配合，高度為14. 5mm ;主桿3后端的大柱狀體3-2的外徑與變幅桿I上圓臺1-1的直徑相同，高度為30mm。2號換能器結(jié)構(gòu)與I號換能器相同，只是各部分的尺寸不同，所述變幅桿11的總長度為31. 5mm，此時變幅軒各結(jié)構(gòu)尺寸為所述圓臺1-1的直徑為IOmm,其上端面至變幅桿I底端面的距離為3mm ;在該圓臺
1-1的側(cè)面上開設(shè)有一環(huán)形凹槽1-5,該環(huán)形凹槽1-5的深度為0. 3mm,寬度為0. 6mm,可在該凹槽填充硅膠以達(dá)到更好的防水性能；所述防轉(zhuǎn)動體1-2相對兩個面的間距為6mm，該防轉(zhuǎn)動體1_2上端面至變幅桿I底端面的距離為8mm ；所述柱狀體1-3與防轉(zhuǎn)動體1-2連接曲面的曲率半徑為4mm，所述柱狀體1_3的直徑為4. 7mm，其上端面至變幅桿I底端面的距離為27mm ；與上述變幅桿I配合的主桿3由前端的小柱狀體3-1和后端的大柱狀體3-2組成，前端小柱狀體3-1的直徑與變幅桿I的內(nèi)口徑相配合，高度為14. 5mm ;主桿3后端的大柱狀體3-2的外徑與變幅桿I上圓臺1-1的直徑相同，高度為29mm。2、實驗方法取一經(jīng)過噴砂氧化的鋁片，其表面涂層厚度為8 iim，布氏硬度為105N/mm2。用I號超聲波潔牙機(jī)在28±3KHz的工作頻率下對上述噴砂后的鋁片表面進(jìn)行刮除鋁片表面的噴砂實驗，所刮區(qū)域為IOmmX 10mm，記錄刮干凈該區(qū)域所用的時間，重復(fù)5次相同的實驗，每次操作所用的時間如以下表I所示。用2號超聲波潔牙機(jī)在28±4KHz的工作頻率下對上述噴砂后的鋁片表面進(jìn)行刮除鋁片表面的噴砂實驗，所刮區(qū)域為IOmmX 10mm，記錄刮干凈該區(qū)域所用的時間，重復(fù)5次相同的實驗，每次操作所用的時間如以下表I所示。表I :
權(quán)利要求1.結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，包括同軸連接的變幅桿(I)、壓電陶瓷(2)和主桿(3)，所述變幅桿(I)包括與壓電陶瓷(2)同軸連接的圓臺(1-1)、與圓臺(1-1)同軸連接的防轉(zhuǎn)動體(1-2)和與防轉(zhuǎn)動體(1-2)同軸連接的工作尖連桿，其特征在于變幅桿(I)的總長度為27 29mm，其中 所述圓臺(1-1)的直徑為8 10mm，其上端面至變幅桿⑴底端面的距離為2 4mm ; 所述防轉(zhuǎn)動體(1-2)為正六面棱柱體，其相對兩個面的間距為6. 3 8. 3mm，該防轉(zhuǎn)動體(1-2)上端面至變幅桿(I)底端面的距離為8. 3 10. 3mm ； 所述工作尖連桿由柱狀體(1-3)和工作尖連接頭(1-4)組成，所述柱狀體(1-3)與防轉(zhuǎn)動體(1-2)之間以曲面連接,該連接曲面的曲率半徑為3 5_ ;所述柱狀體(1-3)的直徑為3. 7 5. 7mm,其上端面至變幅桿(I)底端面的距離為22. 5 24. 5mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，其特征在于與上述變幅桿(I)配合的主桿(3)由前端的小柱狀體(3-1)和后端的大柱狀體(3-2)組成，前端小柱狀體(3-1)的直徑與變幅桿⑴的內(nèi)口徑相配合，高度為14 15mm;主桿⑶后端的大柱狀體(3-2)的外徑與變幅桿(I)上圓臺(1-1)的直徑相同，高度為29 31mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，其特征在于變幅桿(I)的總長度為28mm，其中 所述圓臺(1-1)的直徑為9mm，其上端面至變幅桿(I)底端面的距離為3mm; 所述防轉(zhuǎn)動體(1-2)相對兩個面的間距為7. 3mm，該防轉(zhuǎn)動體(1_2)上端面至變幅桿(I)底端面的距離為9. 3mm ； 所述柱狀體(1-3)與防轉(zhuǎn)動體(1-2)連接曲面的曲率半徑為4_，所述柱狀體(1-3)的直徑為4. 7mm，其上端面至變幅桿(I)底端面的距離為23. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，其特征在于與上述變幅桿(I)配合的主桿(3)由前端的小柱狀體(3-1)和后端的大柱狀體(3-2)組成，前端小柱狀體(3-1)的直徑與變幅桿(I)的內(nèi)口徑相配合，高度為14. 5mm;主桿(3)后端的大柱狀體(3-2)的外徑與變幅桿(I)上圓臺(1-1)的直徑相同，高度為30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，其特征在于所述的圓臺(1-1)側(cè)面上開設(shè)有一環(huán)形凹槽(1-5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的選的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，其特征在于所述的環(huán)形凹槽(1_5)的深度為0. I 0. 4mm,寬度為0. 5 0. 7mm。
專利摘要本實用新型公開了一種結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化的超聲波潔牙機(jī)換能器，包括同軸連接的變幅桿、壓電陶瓷和主桿，所述變幅桿包括與壓電陶瓷同軸連接的圓臺、與圓臺同軸連接的防轉(zhuǎn)動體和與防轉(zhuǎn)動體同軸連接的工作尖連桿，其特征在于變幅桿的總長度為27～29mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述換能器結(jié)構(gòu)尺寸小，各項性能均等同于現(xiàn)有較大尺寸的換能器；由于換能器尺寸變小，因此封裝該換能器后的手柄變得更為小巧，操縱性能好且手感好。
文檔編號A61C17/20GK202497257SQ20122000077
公開日2012年10月24日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者吳勛賢, 杜曉姝, 梁慶彪, 覃秀尤, 黃雄業(yè) 申請人:桂林市啄木鳥醫(yī)療器械有限公司