一种医用人体植入无刷内转子电机结构及加工工艺制造技术

本申请涉及电机技术领域，提供了一种医用人体植入无刷内转子电机结构，包括壳体组件、固定设置于壳体组件内部的定子组件以及转动设置于壳体组件内部的转子组件；定子组件包括空心杯环以及固定套设于空心杯环外周侧的钢套管，空心杯环内周侧均匀布设有多组线圈绕组，空心杯环的内外两侧共同包覆有生物相容性保护胶层；转子组件包括转动连接于壳体组件的转轴以及固定套设于转轴外周侧的磁钢环，磁钢环位于空心杯环内部；磁钢环的内外表面以及壳体组件的内外表面分别涂设有生物相容性涂层。基于此，可使无刷内转子电机满足人体的植入要求，以适用于心脏手术病人的康复治疗。此外，还提供了一种基于医用人体植入无刷内转子电机结构的加工工艺。结构的加工工艺。结构的加工工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种医用人体植入无刷内转子电机结构及加工工艺


[0001]本申请涉及电机
，尤其涉及一种医用人体植入无刷内转子电机结构及加工工艺。

技术介绍

[0002]无刷直流电机是一种典型的机电一体化产品，包括无刷内转子电机和无刷外转子电机；其中，无刷内转子电机具有转速高、寿命长、使用电压高、电磁干扰小等明显优势，使用更为广泛。
[0003]在医疗领域中，对于心脏手术后的康复治疗，需要借助心室辅助泵进行辅助起搏；心室辅助泵需要以微型无刷内转子电机作为驱动源，而无刷内转子电机的定子及转子是最重要的结构；现有无刷内转子电机的定子通常由低碳钢材料制成，并绕设聚酯涂层漆包线；转子通常选用磁钢材料，并烧结钕铁硼镀层以提高防锈能力；然而，通用的设计选材难以满足人体三类植入生物的兼容性标准，用于心室辅助泵时容易产生不良反应，有待改进。

技术实现思路

[0004]为了使无刷内转子电机满足人体植入的兼容性标准，本申请提供了一种医用人体植入无刷内转子电机结构。
[0005]第一方面，本申请提供的一种医用人体植入无刷内转子电机结构采用如下技术方案：一种医用人体植入无刷内转子电机结构，包括壳体组件、固定设置于壳体组件内部的定子组件以及转动设置于壳体组件内部的转子组件；其中，定子组件包括空心杯环以及均布设置于空心杯环内周侧的多组线圈绕组，空心杯环的内外两侧共同包覆有生物相容性保护胶层；转子组件包括转动连接于壳体组件的转轴以及固定套设于转轴外周侧的磁钢环，磁钢环位于空心杯环内部；磁钢环的内外表面以及壳体组件的内外表面分别涂设有生物相容性涂层。
[0006]通过采用上述的技术方案，磁钢环以及壳体组件通常由钢材料制成，通过向磁钢环的内外表面以及壳体组件的内外表面分别涂设有生物相容性涂层，可以减少钢材料与人体内部血液或组织直接接触的情况，起到第一重的保护作用；另外，通过向空心杯环的内外两侧分别共同包覆生物相容性保护胶层，能够减少钢制的空心杯环以及漆包线的聚酯涂层与人体内部血液或组织直接接触的情况，起到第二重的保护作用。双重保护下能够使该无刷内转子电机满足人体植入的兼容性标准，进而使该电机适用心室辅助泵的使用，以便于心脏手术病人的康复治疗。
[0007]可选的，壳体组件包括机壳、连接于机壳一端的前端盖以及连接于机壳另一端的后端盖，机壳、前端盖机后端盖均由生物相容性钢材料制成；机壳的一端端部设有插配槽，前端盖的一端设有插接部，插接部匹配插设于插配槽；机壳的另一端设有安装槽，后端盖匹配插设于安装槽并与安装槽的内端面抵接限位；转轴的一端穿设于前端盖并通过轴承件一
与前端盖转动连接，转轴的另一端通过轴承件二与后端盖转动连接。
[0008]通过采用上述的技术方案，本申请所提到的生物相容性钢材料，是由钢材料表面涂设生物相容性涂层而得；通过生物相容性钢材料制成的机壳、前端盖及后端盖能够满足人体的植入要求。通过将后端盖插设于机壳的安装槽，后端盖与安装槽内周面之间可以采用间隙配合的方式稳固固定；通过将前端盖的插接部插设机壳的插配槽，前端盖与机壳之间也可以采用间隙配合的方向稳固固定，并且转轴通过轴承件一与轴承件二转动设置于机壳内部，能够使转轴顺利发生转动并提供动力。
[0009]第二方面，本申请提供的一种加工工艺采用如下技术方案：一种基于上述医用人体植入无刷内转子电机结构的加工工艺，具体包括以下步骤：步骤S1，采用粒子气相沉积工艺，向空心杯环、磁钢环、转轴、机壳、前端盖及后端盖等各部件的内外表面涂覆生物相容性陶瓷材料，以形成生物相容性涂层；步骤S2，空心杯环内周侧具有等距布设的多个延伸柱，将各根漆包线分别对应绕设于各个延伸柱，形成各组线圈绕组；步骤S3，利用同轴装配治具将定子组件同轴装入机壳内部，然后向定子组件与机壳之间灌注生物相容性环氧树脂胶水，以形成生物相容性保护胶层；步骤S4，将轴承件二嵌设固定于后端盖，并将后端盖插设于机壳的安装槽，使后端盖抵贴于安装槽的内端面；后端盖与机壳保持同轴，然后向后端盖与安装槽之间灌注生物相容性环氧树脂胶水；步骤S5，将转轴转动插设于轴承件一，转轴、磁钢环与轴承件一保持同轴；磁钢环与空心杯环之间具有供磁钢环转动的间隙；步骤S6，将轴承件二嵌设固定于前端盖，使转轴远离轴承件一的一端穿设于轴承件二以及前端盖的内孔，然后将前端盖的插接部插入机壳的插配槽，使前端盖与机壳保持同轴，并向插接部与插配槽之间灌注生物相容性环氧树脂胶水。
[0010]通过采用上述的技术方案，通过粒子气相沉积工艺对无刷内转子电机各部件的内外表面涂覆生物相容性陶瓷材料，形成生物相容性涂层，能够使各部件满足人体植入的兼容性标准，降低人体不良反应的产生。另外，通过将漆包线绕设于空心杯环内周侧的延伸柱以形成线圈绕组，带有线圈绕组的空心杯环与机壳之间通过生物相容性环氧树脂胶水粘接固定；前端盖与后端盖分别安装于机壳两端后，也通过生物相容性环氧树脂胶水粘接密封，可以对机壳内部与人体组织进行良好的隔离，进一步降低人体不良反应的产生。
[0011]可选的，一种基于医用人体植入无刷内转子电机结构的加工工艺，步骤S3具体包括：S31，调胶；将环氧树脂及固化剂按照4:1的比例调配，搅拌至均匀；S32，真空脱泡；将环氧树脂胶水转入真空机的空腔内，设定气压值，将环氧树脂胶水内部混合的空气和气泡在真空状态下抽出；脱泡后的环氧树脂胶水分装至注射容器内部；S33，加胶灌封；将定子组件安装于同轴装配治具，并将机壳同轴套设于定子组件外侧，定子组件与机壳之间形成有封灌区域；通过注射容器向封灌区域内部注入环氧树脂胶水，环氧树脂胶水包裹住线圈绕组；
S34，离心脱泡；通过控制同轴装配治具离心旋转，对灌封的环氧树脂胶水再次脱泡；S35，固化成型；对封灌的环氧树脂胶水进行烘烤使之固化定型。
[0012]通过采用上述的技术方案，通过将机壳以及带有线圈绕组的空心杯环共同安装于同轴装配治具，可以使机壳与线圈绕组之间保持良好的装配同轴度，进而能够在后续转轴转动安装于机壳后使磁钢环与线圈绕组保持良好的装配同轴度，使得内转子电机保持良好的旋转精度。另外，环氧树脂胶水经过真空脱泡、离心脱泡两次脱泡处理，可以降低固化定型后的生物相容性保护胶层内部气泡存在的可能，提高生物相容性保护胶层的密封效果。
[0013]可选的，同轴装配治具包括安装基座和限位基座，安装基座的一侧面设有供定子组件套入的基柱，限位基座活动套设于基柱，且基柱远离安装基座的一端设有用于定位限位基座的定位部件；限位基座靠近安装基座的侧面同轴开设有限位凹槽，限位凹槽的内径尺寸大于空心杯环的外径尺寸；限位凹槽的内端面设有多个限位翼板，所有限位翼板绕限位基座的中轴线等距布设；其中，限位翼板靠近限位基座中轴线的侧面呈倾斜设置，且限位翼板的轴向宽度由限位翼板远离限位基座的一端向限位翼板靠近限位基座的一端逐渐增大；安装基座开设有绕基柱中轴线均匀布设的多个滑移槽，每一滑移槽的延长方向均与基柱的径线方向相同；其中，滑移槽内部滑动安装有调整部件，各个调整部件共同连接有驱动机构，用于驱使各个调整部件同步展开或同步收拢。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医用人体植入无刷内转子电机结构，其特征在于：包括壳体组件（1）、固定设置于壳体组件（1）内部的定子组件（2）以及转动设置于壳体组件（1）内部的转子组件（3）；其中，定子组件（2）包括空心杯环（21）以及均布设置于空心杯环（21）内周侧的多组线圈绕组，空心杯环（21）的内外两侧共同包覆有生物相容性保护胶层（22）；转子组件（3）包括转动连接于壳体组件（1）的转轴（31）以及固定套设于转轴（31）外周侧的磁钢环（32），磁钢环（32）位于空心杯环（21）内部；磁钢环（32）的内外表面以及壳体组件（1）的内外表面分别涂设有生物相容性涂层。2.根据权利要求1所述的医用人体植入无刷内转子电机结构，其特征在于：壳体组件（1）包括机壳（11）、连接于机壳（11）一端的前端盖（12）以及连接于机壳（11）另一端的后端盖（13），机壳（11）、前端盖（12）机后端盖（13）均由生物相容性钢材料制成；机壳（11）的一端端部设有插配槽（112），前端盖（12）的一端设有插接部（121），插接部（121）匹配插设于插配槽（112）；机壳（11）的另一端设有安装槽（111），后端盖（13）匹配插设于安装槽（111）并与安装槽（111）的内端面抵接限位；转轴（31）的一端穿设于前端盖（12）并通过轴承件一（14）与前端盖（12）转动连接，转轴（31）的另一端通过轴承件二（15）与后端盖（13）转动连接。3.一种基于如权利要求2所述的医用人体植入无刷内转子电机结构的加工工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1，采用粒子气相沉积工艺，向空心杯环（21）、磁钢环（32）、转轴（31）、机壳（11）、前端盖（12）及后端盖（13）等各部件的内外表面涂覆生物相容性陶瓷材料，以形成所述生物相容性涂层；步骤S2，空心杯环（21）内周侧具有等距布设的多个延伸柱，将各根漆包线分别对应绕设于各个所述延伸柱，形成各组所述线圈绕组；步骤S3，利用同轴装配治具将定子组件（2）同轴装入机壳（11）内部，然后向定子组件（2）与机壳（11）之间灌注生物相容性环氧树脂胶水，以形成生物相容性保护胶层（22）；步骤S4，将轴承件二（15）嵌设固定于后端盖（13），并将后端盖（13）插设于机壳（11）的安装槽（111），使后端盖（13）抵贴于安装槽（111）的内端面；后端盖（13）与机壳（11）保持同轴，然后向后端盖（13）与安装槽（111）之间灌注生物相容性环氧树脂胶水；步骤S5，将转轴（31）转动插设于轴承件一（14），转轴（31）、磁钢环（32）与轴承件一（14）保持同轴；磁钢环（32）与空心杯环（21）之间具有供磁钢环（32）转动的间隙；步骤S6，将轴承件二（15）嵌设固定于前端盖（12），使转轴（31）远离轴承件一（14）的一端穿设于轴承件二（15）以及前端盖（12）的内孔，然后将前端盖（12）的插接部（121）插入机壳（11）的插配槽（112），使前端盖（12）与机壳（11）保持同轴，并向插接部（121）与插配槽（112）之间灌注生物相容性环氧树脂胶水。4.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，步骤S3具体包括：S31，调胶；将环氧树脂及固化剂按照4:1的比例调配，搅拌至均匀；S32，真空脱泡；将环氧树脂胶水转入真空机的空腔内，设定气压值，将环氧树脂胶水内部混合的空气和气泡在真空状态下抽出；脱泡后的环氧树脂胶水分装至注射容器内部；S33，加胶灌封；将定子组件（2）安装于同轴装配治具，并将机壳（11）同轴套设于定子组件（2）外侧，定子组件（2）与机壳（11）之间形成有封灌区域；通过注射容器向封灌区域内部注入环氧树脂胶水，环氧树脂胶水包裹住线圈绕组；
S34，离心脱泡；通过控制同轴装配治具离心旋转，对灌封的环氧树脂胶水再次脱泡；S35，固化成型；对封灌的环氧树脂胶水进行烘烤使之固化定型。5.根据权利要求4所述的加工工艺，其特征在于：同轴装配治具包括安装基座（4）...

【专利技术属性】
技术研发人员：章律，刘东，王昌俊，贾伟航，
申请(专利权)人：深圳市德达兴驱动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：