【技术实现步骤摘要】
本申请涉及医疗器械体外循环的，尤其是涉及一种磁耦合设计方案及其设计方法。
技术介绍
1、心肺支持的体外循环辅助装置，为了达到泵头可拆卸的目的，一般应用磁耦合方式将驱动部分和泵部分进行连接，用磁力带动泵旋转，从而完成血液输送。
2、传统磁耦合方式为端面耦合和径向耦合两种方式。
3、一、径向耦合各部分永磁体一般为径向充磁，且径向方向的每个耦合部分磁极也要成对出现。图1和图2为传统的径向磁耦合的系统组成和永磁体排布方式，磁耦合1部分和磁耦合2部分的间隙为两部分磁场作用气隙，是磁场能量聚集的地方，针对圆周运动，通过气隙传递转矩。图2只画了周向一对极的情况，但实际上可以是一对极也可以是多对极，可以是磁环形式也可以是磁瓦形式。红色部分和蓝色的磁极方向相反，可以平行充磁也可以径向充磁。当两组磁铁有一个轴向旋转角度，因为永磁体本身的性质，产生转矩。
4、二、端面耦合两个耦合部分各永磁体一般沿着轴向充磁，且沿轴方向的每个耦合部分磁极成对出现。图3和图4为传统的端面耦合，组成情况与径向耦合类似。但是两永磁体为轴向充磁，磁极也是成对出现。磁性周期曲线与径向耦合类似。对于传统的径向或者端面耦合，因为耦合形式为完全对称的，如果只有一对极，则一个磁性周期的机械角度为360°，两对极为180°，三对极为120°，磁周期角度等于机械角度除以极对数，因为对称分布，所以只计算一个磁周期的轴向旋转角度和对应所受转矩的关系即可。
5、对于传统的径向耦合或端面耦合，磁耦合转矩周期曲线如图5所示，在一个磁性周期内，有两个方向
6、有基于此，我们提出了一种新的磁耦合设计方案及其设计方法。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本申请提供了一种磁耦合设计方案及其设计方法。
2、第一方面，本申请一种磁耦合设计方案采用如下的技术方案：
3、一种磁耦合设计方案，包括：
4、第一永磁体，为一个或多个永磁体，在耦合的一部分放置；
5、第二永磁体，为一个或多个永磁体，在耦合的另一部分放置；
6、所述第一永磁体与第二永磁体对应，同为轴向充磁或径向充磁。
7、进一步的，所述第一永磁体可以为一个或多个永磁体同向充磁，所述第二永磁体与第一永磁体的个数对应，与第一永磁体的充磁方向完全相同或相反。
8、进一步的，所述第一永磁体与第二永磁体中其一进行同向充磁，另一进行正反两方向充磁。
9、进一步的，所述第一永磁体与第二永磁体间隔分布，进行正反两方向充磁的第一永磁体或第二永磁体，磁极相反的永磁体间隔分布。
10、进一步的，所述第一永磁体或第二永磁体中磁性相反的永磁体之间可留有间隙，也可不留间隙。
11、进一步的，所述第一永磁体或第二永磁体中磁性相反的永磁体呈多组分布，多组永磁体呈圆周分布。
12、进一步的，所述第一永磁体的数量为n个永磁体，n个永磁体呈圆周分布，且同向充磁；所述第二永磁体的数量为2n个永磁体，2n个永磁体呈圆周分布，2n个永磁体正反向充磁。
13、进一步的，所述第一永磁体安装在驱动上，所述第二永磁体安装在泵上。
14、第二方面，本申请一种磁耦合设计方法采用如下的技术方案：
15、一种磁耦合设计方法，采用上述任一所述的一种磁耦合设计方案，包括以下步骤：
16、s1、根据磁耦合的耦合方式和充磁方式，预测磁周期和磁力线走向；
17、s2、根据磁铁的磁性能，使用电磁仿真软件，计算一个磁周期内，不同角度下产生的磁力和转矩；
18、s3、根据预测并计算得到转矩最大和磁力最小的位置和角度，并加以利用；
19、s4、磁铁的排布需要配合驱动转向，否则磁耦合可以提供的转矩将不能有效利用。
20、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
21、1、本申请提出的全新的磁耦合方案，通过两部分永磁体的排布与驱动的旋转方向配合，通过一个推力与一个拉力的作用叠加，在驱动轴运动时，有效增大转矩，提升了系统启动时的稳定性，解决了现有技术存在的问题。
22、2、本申请通过对耦合的一部分为轴向或径向同向充磁，耦合的另一部分沿轴向或径向正反两方向充磁，极大提高了最大转矩，比传统端面耦合或径向耦合，节约材料，提高永磁体利用率，并且在某种程度上，永磁磁场在很小的机械角度即可以提供很大的转矩，提升了系统启动时的稳定性。正反两方向充磁的每对极间可以留空间以节约材料和工艺成本，也可以不留空间以期获得最大转矩和磁力。
23、3、本申请将磁耦合的两部分极对数设计为不一致，一部分耦合为单一方向充磁，另一部分耦合为两方向充磁。通过设计和计算，了解到旋转角度和提供转矩的关系，根据驱动的旋转方向，设计永磁体的排布，使得耦合产生旋转转矩的区间落在高位。更有效的利用永磁体产生的磁场。此方法使得磁耦合的设计变得简单，避免了冗余的设计和猜测，并且可以适用包括直线的，周向的，对称的，不对称的各种形式的耦合方式。
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1.一种磁耦合设计方案，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体可以为一个或多个永磁体同向充磁，所述第二永磁体与第一永磁体的个数对应，与第一永磁体的充磁方向完全相同或相反。
3.根据权利要求1所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体与第二永磁体中其一进行同向充磁，另一进行正反两方向充磁。
4.根据权利要求3所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体与第二永磁体间隔分布，进行正反两方向充磁的第一永磁体或第二永磁体，磁极相反的永磁体间隔分布。
5.根据权利要求4所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体或第二永磁体中磁性相反的永磁体之间可留有间隙，也可不留间隙。
6.根据权利要求5所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体或第二永磁体中磁性相反的永磁体呈多组分布，多组永磁体呈圆周分布。
7.根据权利要求5或6所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体的数量为N个永磁体，N个永磁体呈圆周分布，且同向充磁；所述第二永
8.根据权利要求7所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体安装在泵上，所述第二永磁体安装在驱动上；或所述第一永磁体安装在驱动上，所述第二永磁体安装在泵上。
9.一种磁耦合设计方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述的一种磁耦合设计方案，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种磁耦合设计方案，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体可以为一个或多个永磁体同向充磁，所述第二永磁体与第一永磁体的个数对应，与第一永磁体的充磁方向完全相同或相反。
3.根据权利要求1所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体与第二永磁体中其一进行同向充磁，另一进行正反两方向充磁。
4.根据权利要求3所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体与第二永磁体间隔分布，进行正反两方向充磁的第一永磁体或第二永磁体，磁极相反的永磁体间隔分布。
5.根据权利要求4所述的一种磁耦合设计方案，其特征在于，所述第一永磁体或第二永磁体中磁性相反的永磁体之间可留有间隙，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李颖男，张晓民，单荣，孙建国，王鸿庆，
申请(专利权)人：卫圣康医学科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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