【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械，具体涉及一种植入式磁悬浮血泵。
技术介绍
1、心力衰竭简称心衰，是指由于心脏的收缩功能和（或）舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统血液淤积，动脉系统血液灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群。人工心脏作为用于弥补和替代心脏的泵血功能，为心衰患者提供了一种新的医疗手段。磁悬浮血泵作为第三代人工心脏，因其体积小、血液相容性好的优异特性而被广泛应用。现有技术中磁悬浮血泵中，电机磁场和磁悬浮磁场会出现耦合的现象，而导致控制系统在检测转子位置信号的时候，有较大干扰的问题，可能有较大的失控风险；同时控制转子的悬浮的磁力完全由电磁线圈提供，这会大大提高控制系统的能耗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种结构紧凑且能够实现轴向-径向解耦调控的植入式磁悬浮血泵。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种植入式磁悬浮血泵结构，包括：
3、泵壳，其具有容置腔和用于导引和排出血液的入口和出口；
4、叶轮，磁悬浮式动态定位于泵壳腔室中心区域并能围绕泵壳的中心轴线旋转，以将血液从入口吸入并从出口排出；
5、电机，包括设置在泵壳内的电机定子组件和设置在叶轮上的转子磁铁阵列且两者处于轴向方向布置，电机定子组件提供旋转磁场驱动转子磁铁阵列带动叶轮转动；
6、磁悬浮装置，包括设置在泵壳内的电磁铁和设置在叶轮上的悬浮磁铁组件且两者处于径向方向布置，电磁铁提供的主动电磁悬浮力和悬浮磁铁组件提
7、在径向上，磁悬浮装置整体上位于电机的内侧。
8、进一步的，所述的叶轮包括叶轮本体和设置在叶轮本体上的管柱，管柱的外径小于叶轮本体的外径，叶轮本体上设置多个封闭式流线型设计的叶片，叶片与叶轮上面板及下面板形成主流道，管柱内管腔与主流道相通，所述的转子磁铁阵列设置在背离入口一侧的叶轮本体上，电机定子组件设置在管柱外周且与转子磁铁阵列在轴向上对应布置，所述的悬浮磁铁组件设置在管柱内部，电磁铁位于管柱内腔且与悬浮磁铁组件在径向上对应布置。
9、进一步的，所述的泵壳包括底壳、中壳和上壳，底壳和中壳对接构成用于安装电机定子组件和电磁铁的密封腔室，中壳和上壳对接构成用于安装叶轮的血液腔，中壳中部设置有朝向血液腔内凸伸的导流部，导流部外周构成用于管柱嵌入的凹槽，电磁铁设置在导流部的内腔中。
10、进一步的，导流部的内腔向下延伸有定位柱，定位柱与底壳固定连接，所述的电磁铁包括定位柱的外周沿其周向间隔设置的4极，6极和8极磁悬浮铁芯，分别按每90°，60°，45°布置一组，以0.2mm硅钢片叠片制作以降低涡流损耗，每组磁悬浮铁芯为截面呈u形的且开口径向向外的结构，包括底板，以及位于底板两侧的上侧板和下侧板，磁悬浮线圈绕设在下侧板外周，上侧板的侧面上设置有间距传感器，与磁悬浮铁芯的4极，6极和8极对称布局对应，分别按每90°，60°和45度布置一组。
11、进一步的，定位柱上套设有固定套管，底板固定在固定套管的外周壁上，固定套管的顶部设置有间距传感器pcb板，间距传感器pcb板夹置于导流部内腔上壁与上侧板之间。
12、进一步的，悬浮磁铁组件包括嵌设于管柱内壁中的环形磁铁，以及设置在环形磁铁上下两端面的上导磁环、下导磁环，其中上导磁环、下导磁环分别与上侧板和下侧板在径向上对应布置。
13、进一步的，所述的导流部的顶部凸伸至叶轮本体内腔顶部小于等于叶轮本体内腔的1/2，导流部的顶部为平滑锥面状，管柱与凹槽之间的间隙构成二次流道，血液经二次流道后再由导流部引导至叶轮本体内腔并与叶轮本体内腔中的血液混合。
14、进一步的，所述的电机定子组件设置在凹槽外周、中壳内壁和底壳内壁围成的空间内，包括沿周向间隔布置的多个定子铁芯，采用3极和6极对称布局，分别按每120°和60°布置一组，以0.2mm硅钢片叠片制作以降低涡流损耗，定子铁芯包括竖板，竖板的顶部设置有顶板，定子线圈绕设在竖板外周，顶板嵌于中壳内并构成固定连接，每两个相邻顶板之间设置有一个位置传感器，位置传感器固定在位置传感器pcb上，转子磁铁阵列在径向圆周上分别与定子铁芯布局对应，定子铁芯的底部设置有环形定子轭，定子轭将多个定子铁芯固定为一体结构，环形定子轭的内腔中还设置有主控pcb板，主控pcb板固定在定位柱上。
15、进一步的，叶轮本体的上板面内还设有第一辅助环形磁铁，第一辅助环形磁铁与上壳内设置的第二辅助环形磁铁端面相对布置，两者磁性相吸，辅助叶轮维持居中状态。
16、进一步的，底壳的底部向上凸伸设置有多个支撑柱，支撑柱的顶部与定子铁芯、磁悬浮铁芯相抵接并构成限位配合，底壳的底部还设置有定位槽，定位柱的下端插置于定位槽内构成限位配合。
17、上述方案至少具备以下几点有益效果：
18、电机和磁悬浮装置单独控制，有效降低因磁场耦合导致的信号检测准确度低的负面影响，提高了控制的精准度和系统稳定性。
19、采用主动电磁控制和被动永磁偏置磁场相结合的混合磁悬浮，利用被动永磁铁的偏置磁场提供被动磁力，降低磁悬浮装置功耗。
20、电磁铁设置在导流部内腔所在区域内，电机定子组件则围设在凹槽外周，整体的结构紧凑，减小整个血泵的尺寸，重量减轻，便于植入人体，提高佩戴舒适度。
21、磁悬浮装置结构上的特殊设置，可以通过精确控制电磁铁和悬浮磁铁组件之间的间隙和位置关系，实现对叶轮悬浮位置和状态的精确控制，从而避免叶轮与泵壳内壁的硬摩擦，提高血泵的生物相容性和稳定性。
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1.一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：所述的叶轮（20）包括叶轮本体（21）和设置在叶轮本体（21）上的管柱（22），管柱（22）的外径小于叶轮本体（21）的外径，叶轮本体（21）上设置多个流线型设计的叶片（211），叶片（211）与上面板（212）及下面板（213）形成主流道（214），管柱（22）内管腔与主流道（214）相通，所述的转子磁铁阵列（32）设置在背离入口（14）一侧的叶轮本体（21）上，电机定子组件（31）设置在管柱（22）外周且与转子磁铁阵列（32）在轴向上对应布置，所述的悬浮磁铁组件（42）设置在管柱（22）内部，电磁铁（41）位于管柱（22）内腔且与悬浮磁铁组件（42）在径向上对应布置。
3.根据权利要求2所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：所述的泵壳（10）包括底壳（11）、中壳（12）和上壳（13），底壳（11）和中壳（12）对接构成用于安装电机定子组件（31）和电磁铁（41）的密封腔室（A），中壳（12）和上壳（13）对接构成用于安装叶轮（20）的血液腔（B）
4.根据权利要求3所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：导流部（121）的内腔向下延伸有定位柱（123），定位柱（123）与底壳（11）固定连接，所述的电磁铁（41）包括定位柱（123）的外周沿其周向间隔设置的多个磁悬浮铁芯（411），每组磁悬浮铁芯（411）为截面呈U形的且开口径向向外的结构，包括底板（411a），以及位于底板（411a）两侧的上侧板（411b）和下侧板（411c），磁悬浮线圈（412）绕设在下侧板（411c）外周，上侧板（411b）的侧面设置有间距传感器（413）。
5.根据权利要求4所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：定位柱（123）上套设有固定套管（414），底板（411a）固定在固定套管（414）的外周壁上，固定套管（414）的顶部设置有间距传感器PCB板（415），间距传感器PCB板（415）夹置于导流部（121）内腔上壁与上侧板（411b）之间。
6.根据权利要求4所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：悬浮磁铁组件（42）包括嵌设于管柱（22）内壁中的环形磁铁（421），以及设置在环形磁铁（421）上下两端面的上导磁环（422）、下导磁环（423），上导磁环（422）、下导磁环（423）分别与上侧板（411b）和下侧板（411c）在径向上对应布置。
7.根据权利要求3所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：所述的导流部（121）的顶部凸伸至叶轮本体（21）内腔且顶部小于等于叶轮本体（21）内腔的1/2，导流部（121）的顶部为平滑锥面状，管柱（22）与凹槽（122）之间的间隙构成二次流道（C），血液经二次流道（C）后再由导流部（121）引导至叶轮本体（21）内腔并与叶轮本体（21）内腔中的血液混合。
8.根据权利要求3所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：所述的电机定子组件（31）设置凹槽（122）外周、中壳（12）内壁和底壳（11）内壁围成的空间内，包括沿周向间隔布置的多个定子铁芯（311），定子铁芯（311）包括竖板（311a），竖板（311a）的顶部设置有顶板（311b），定子线圈（312）绕设在竖板（311a）外周，顶板（311b）嵌于中壳（12）内并构成固定连接，每两个相邻顶板（311b）之间设置有一个位置传感器（315），位置传感器固定在位置传感器PCB（316）上，转子磁铁阵列（32）在径向圆周上分别与定子铁芯（311）布局对应，定子铁芯（311）的底部设置有环形定子轭（313），定子轭（313）将多个定子铁芯（311）固定为一体结构，环形定子轭（313）的内腔中还设置有主控PCB板（314），主控PCB板（314）固定在定位柱（123）上。
9.根据权利要求1所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：叶轮本体（21）的上板面内还设有第一辅助环形磁铁（23），第一辅助环形磁铁（23）与上壳（13）内设置的第二辅助环形磁铁（16）端面相对布置，两者磁性相吸，辅助叶轮（20）维持居中状态。
10.根据权利要求8所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：底壳（11）的底部向上凸伸设置有多个支撑柱（17），支撑柱（17）的顶部与定子铁芯（311）、磁悬浮铁芯（411）相抵接并构成限位配合，底壳（11）的底部还设置有定位槽（18），定位柱（123）的下...
【技术特征摘要】
1.一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：所述的叶轮（20）包括叶轮本体（21）和设置在叶轮本体（21）上的管柱（22），管柱（22）的外径小于叶轮本体（21）的外径，叶轮本体（21）上设置多个流线型设计的叶片（211），叶片（211）与上面板（212）及下面板（213）形成主流道（214），管柱（22）内管腔与主流道（214）相通，所述的转子磁铁阵列（32）设置在背离入口（14）一侧的叶轮本体（21）上，电机定子组件（31）设置在管柱（22）外周且与转子磁铁阵列（32）在轴向上对应布置，所述的悬浮磁铁组件（42）设置在管柱（22）内部，电磁铁（41）位于管柱（22）内腔且与悬浮磁铁组件（42）在径向上对应布置。
3.根据权利要求2所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：所述的泵壳（10）包括底壳（11）、中壳（12）和上壳（13），底壳（11）和中壳（12）对接构成用于安装电机定子组件（31）和电磁铁（41）的密封腔室（a），中壳（12）和上壳（13）对接构成用于安装叶轮（20）的血液腔（b），中壳（12）中部设置有朝向血液腔（b）内凸伸的导流部（121），导流部（121）外周构成用于管柱（22）嵌入的凹槽（122），电磁铁（41）设置在导流部（121）的内腔中。
4.根据权利要求3所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：导流部（121）的内腔向下延伸有定位柱（123），定位柱（123）与底壳（11）固定连接，所述的电磁铁（41）包括定位柱（123）的外周沿其周向间隔设置的多个磁悬浮铁芯（411），每组磁悬浮铁芯（411）为截面呈u形的且开口径向向外的结构，包括底板（411a），以及位于底板（411a）两侧的上侧板（411b）和下侧板（411c），磁悬浮线圈（412）绕设在下侧板（411c）外周，上侧板（411b）的侧面设置有间距传感器（413）。
5.根据权利要求4所述的一种植入式磁悬浮血泵，其特征在于：定位柱（123）上套设有固定套管（414），底板（411a）固定在固定套管（414）的外周壁上，固定套管（414）的顶部设置有间距传感器pcb板（415），间距传感器pcb板（415）夹置于导流部（121）内腔上壁与上侧板（411b）之间。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张航，刘欢，乔印云，
申请(专利权)人：安徽通灵仿生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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