本文關(guān)鍵詞：超聲切割止血刀震子的理論分析設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲切割止血刀是外科手術(shù)器械里面最先進(jìn)的切割止血設(shè)備,現(xiàn)僅有美國Ethicon公司的Harmonic Scalpel為市場成熟產(chǎn)品,因此研制高水平的超聲切割止血刀,打破國外壟斷,可為患者帶來高性價(jià)比醫(yī)療和為公司帶來可觀的收入。在超聲切割止血刀系統(tǒng)中,超聲震子起著將超聲發(fā)生器的電能轉(zhuǎn)化為振動機(jī)械能,并把振幅放大到一定幅值,來驅(qū)動超聲刀頭的關(guān)鍵作用。震子的設(shè)計(jì)及優(yōu)化,直接決定這超聲切割止血刀系統(tǒng)的應(yīng)用效果。本課題深入研究了超聲切割止血刀震子中的換能器和變幅桿的設(shè)計(jì)理論,并根據(jù)理論進(jìn)行了尺寸設(shè)計(jì)及仿真,最后對設(shè)計(jì)的震子進(jìn)行試驗(yàn)分析。本文主要從以下幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了研究和探討:綜述了超聲手術(shù)刀的在外科學(xué)的應(yīng)用、地位及發(fā)展史。針對超聲切割止血刀的特點(diǎn)及醫(yī)療器械現(xiàn)有的法律法規(guī)給出了總體概述性設(shè)計(jì)。對壓電陶瓷超聲換能器和變幅桿進(jìn)行了理論研究分析。推導(dǎo)了超聲換能器壓電晶壓電方程、電路狀態(tài)方程、振動方程、機(jī)電等效電路。最后根據(jù)節(jié)面邊界條件推得夾心式換能器的及諧振頻率方程。推導(dǎo)了變幅桿的波動方程,并根據(jù)邊界條件推導(dǎo)了階梯型變幅桿的波動方程,闡明了針對超聲切割止血刀震子所特有的換能器和變幅桿的設(shè)計(jì)理論。根據(jù)理論分析對超聲震子設(shè)計(jì),推算出超聲震子的結(jié)構(gòu)尺寸,并對推算出的結(jié)構(gòu)Solid Works建模及對諧振頻率進(jìn)行Solid Works simulation仿真,驗(yàn)證推算出的結(jié)構(gòu)正確性。對超聲震子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證設(shè)計(jì)出的震子相關(guān)參數(shù)符合理論預(yù)期,模擬超聲震子發(fā)生溫度變化及發(fā)生負(fù)載變化,研究變化因數(shù)與震子特性產(chǎn)數(shù)產(chǎn)間的關(guān)系。為進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：超聲切割止血刀 震子 換能器 變幅桿
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH789;R608
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 切割止血手術(shù)設(shè)備發(fā)展簡介11-12
• 1.3 超聲治療的主要機(jī)理12-13
• 1.4 超聲手術(shù)刀的基本結(jié)構(gòu)13-14
• 1.5 超聲手術(shù)刀的應(yīng)用及發(fā)展史14-17
• 1.6 超聲震子研究發(fā)展史17
• 1.7 本課題主要研究工作概述17-19
• 第二章 超聲切割止血工作原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述19-26
• 2.1 超聲切割止血刀基本工作原理19-20
• 2.2 設(shè)計(jì)要求和主要技術(shù)指標(biāo)的確立20-21
• 2.2.1 設(shè)計(jì)要求和主要技術(shù)指標(biāo)20-21
• 2.3 超聲切割止血刀設(shè)計(jì)概述21-25
• 2.3.1 主機(jī)電路系統(tǒng)21-23
• 2.3.2 主機(jī)控制程序23-24
• 2.3.3 超聲治療手柄24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 超聲切割止血刀震子的理論分析26-50
• 3.1 超聲震子工作原理26
• 3.2 超聲換能器概論26-29
• 3.2.1 磁致伸縮換能器26-27
• 3.2.2 電致伸縮式換能器27-28
• 3.2.3 換能器的主要性能指標(biāo)28-29
• 3.3 超聲換能器的設(shè)計(jì)概論29-31
• 3.4 夾心式超聲壓電換能器的理論分析31-44
• 3.4.1 邊界面細(xì)棒的一維縱振動方程即其解32-34
• 3.4.2 接電負(fù)載壓電細(xì)棒縱振動分析34-35
• 3.4.3 壓電方程的選擇35
• 3.4.4 電路狀態(tài)方程35-36
• 3.4.5 機(jī)械的振動方程36-37
• 3.4.6 機(jī)電等效電路37-40
• 3.4.7 夾心式壓電陶瓷復(fù)合換能器的機(jī)電等效電路及特性分析40-41
• 3.4.8 頻率方程41-44
• 3.5 加負(fù)載換能器設(shè)計(jì)44-45
• 3.6 超聲變幅桿的理論分析45-48
• 3.6.1 縱向振動的波動方程46-47
• 3.6.2 階梯形變幅桿理論設(shè)計(jì)47-48
• 3.7 本章小結(jié)48-50
• 第四章 超聲切割止血刀震子的設(shè)計(jì)50-64
• 4.1 壓電換能器的結(jié)構(gòu)50-57
• 4.1.1 壓電陶瓷的設(shè)計(jì)50-52
• 4.1.2 前蓋板長度和直徑的計(jì)算52-53
• 4.1.3 后蓋板長度和直徑的計(jì)算以及前后蓋板材料的選擇53
• 4.1.4 換能器性能參數(shù)的計(jì)算53-57
• 4.2 變幅桿的設(shè)計(jì)57-60
• 4.2.1 變幅桿放大系數(shù)的計(jì)算，材料和變幅桿類型的選擇57-58
• 4.2.2 階梯型變幅桿小端面直徑的計(jì)算58
• 4.2.3 變幅桿大截面和小截面長度的計(jì)算58
• 4.2.4 變幅桿變截面處圓角半徑的計(jì)算58-59
• 4.2.5 法蘭盤設(shè)計(jì)59-60
• 4.3 工具頭的設(shè)計(jì)60-61
• 4.3.1 工具頭類型、材料的選擇和橫截面直徑的確定60
• 4.3.2 工具頭前后兩部分長度的計(jì)算60-61
• 4.4 超聲切割止血刀震子諧振頻率仿真驗(yàn)證61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 超聲切割止血刀震子的實(shí)驗(yàn)分析64-75
• 5.1 震子溫度特性分析64-72
• 5.1.1 震子溫度特性介紹64
• 5.1.2 溫度實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)64-65
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析65-72
• 5.2 負(fù)載特征的分析72-74
• 5.2.1 負(fù)載液位不同對震子諧振頻率的影響72-73
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析73-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76
• 6.3 本章小結(jié)76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 作者在讀期間科研成果簡介80-81
• 致謝81-82

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