超声针灸振子的设计及其振动特性研究
发布时间：2021-09-05 16:26
将超声应用在传统针灸,通过高频振动传递到针上,形成对穴位周围软组织（超弹性材料）的振动刺激。目前对于这种小尺寸的超声振子的设计方法还很少,超声与细长针（毫针）的振动耦合特性还不明确,以及超声振动作用到软组织（超弹性材料）上的振动特性的研究还很少见,因此还需要做进一步的研究。本文针对传统针灸和超声相结合的一种新的针灸仪器进行了振子设计与振动特性研究。通过有限元仿真软件对超声振子进行仿真分析,实现了纵振超声振子的设计,得出了后盖板尺寸和变幅杆尺寸变化对超声振子特征频率的影响规律;研究了振子连接件与细长针的耦合振动特性,以及超声振动作用到超弹性材料上的振动特性;对超声振子的阻抗特性和振动特性进行了测试分析。主要研究工作和成果如下:（1）通过文献检索,归纳分析了超声针灸的超声振动评价指标参数,并将其作为超声与传统针灸相结合的超声针灸仪器的设计目标;研究了四分之一波长（λ/4）夹心式压电换能器与四分之一波长（λ/4）悬链线形变幅杆的等效电路,并推导了超声针灸振子的共振频率方程;优化了频率60kHZ,外径10mm的纵向振动的超声振子,设计了超声针灸的振动系统和装置。（2）基于商用软件,建立了超声振...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统针灸Fig.1.1Traditionalacupuncture
图 1.2 超声理疗仪Fig.1.2 Ultrasonic physiotherapy apparatus灸的基础上，对针灸技术结合超声振动的先进针灸仪器，使得超声针灸能够满足相关振动参要求。率的机械振动波，其频率大于 20KH。根据其够发射和接收能量等特点，在医疗领域中已经声与治疗超声两大方面[16-18]。超声检测上的应像技术等，治疗超声包括超声波手术刀和超声有了较为成熟的发展，但其发展前景仍然十分入探索。如今功率超声仪器、聚焦超声仪器的
子的等效电路图，并得出等效电路的对应的阻抗表达式，推导出超程[47]。其中，部件尺寸和位置是影响超声振子性能的关键因素。器的整体结构较为简单，主要包括三个部件，依次为后盖板、压电后通过预紧力螺栓连接成为一个整体，如图 2.1 所示。因此可以通电振动特性方面着手研究，对整个换能器的特性进行宏观分析和设析过程中，首先确定换能器在工作状态下的谐振频率，同时换能器的波长进行对应，设计出λ/2 或者λ/4 超声振子。纵振换能器是以作，假设换能器的横向尺寸远小于换能器的波长，这种假设可以使远离其横向共振的频率，减少或者避免径向上的振动，同时减少能的有效利用率。因此，夹心式换能器可以抽象成为一根细长的复合面上的振动可用其轴线上的振动表示。在压电陶瓷片厚度远小于波理论，压电陶瓷堆也可以等效为一个轴向极化的细长圆棒。因此，理论来分析换能器的性能，将其抽象成一个复合细长圆棒振子的理想
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超声换能器的设计及仿真[J]. 刘晓光,蒋晓明,张理,曹立超. 自动化与信息工程. 2017(04)
[2]压电陶瓷的压电效应分析[J]. 袁晓红. 化学工程与装备. 2017(06)
[3]超声手术刀振动特性分析[J]. 索建军,王彤宇,王小毓. 长春理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]超声治疗在中医学科领域中的应用及研究[J]. 白珊,李军. 西部中医药. 2016(08)
[5]论针灸与超声医学的结合方法[J]. 狄富平. 现代养生. 2016(12)
[6]超声模拟中医针刺手法量化技术研究进展[J]. 周红生,王欢,董昌盛,杨红穗,张世功. 声学技术. 2016(01)
[7]虚拟软组织针刺与力觉交互[J]. 高瞻,潘飞,王杰华,潘海燕,蒋峥峥. 系统仿真学报. 2015(10)
[8]超声纵振动空心变幅杆的特性[J]. 王维鸽,贺西平. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]螺栓材料对换能器振动特性影响的研究[J]. 童志强,皮钧,高贾顺. 机械设计与制造. 2014(09)
[10]针灸与超声医学之结合方法探讨[J]. 周传龙,包洁,蔡劲,梁宜,高宏,方剑乔. 中华中医药学刊. 2014(04)
博士论文
[1]生物软组织切割机理的实验与理论研究[D]. 胡中伟.湖南大学 2011
硕士论文
[1]超声针灸换能器的设计研究和检测[D]. 刘俏俏.重庆医科大学 2015
[2]微型压电超声换能器的研究与设计[D]. 郭心怡.中北大学 2015
[3]超声电源匹配特性的研究[D]. 王磊.太原理工大学 2014
[4]面向穿刺活检的典型生物组织力学特性研究[D]. 刘明.山东大学 2012
[5]夹心式压电超声换能器设计及其振动性能研究[D]. 梁松.东北大学 2011
[6]中医针刺手法量化研究及其测量系统开发[D]. 郭彦.广东工业大学 2011
[7]针刺软组织有限元仿真及实验研究[D]. 许旺蓓.天津大学 2009
本文编号：3385688
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统针灸Fig.1.1Traditionalacupuncture
图 1.2 超声理疗仪Fig.1.2 Ultrasonic physiotherapy apparatus灸的基础上，对针灸技术结合超声振动的先进针灸仪器，使得超声针灸能够满足相关振动参要求。率的机械振动波，其频率大于 20KH。根据其够发射和接收能量等特点，在医疗领域中已经声与治疗超声两大方面[16-18]。超声检测上的应像技术等，治疗超声包括超声波手术刀和超声有了较为成熟的发展，但其发展前景仍然十分入探索。如今功率超声仪器、聚焦超声仪器的
子的等效电路图，并得出等效电路的对应的阻抗表达式，推导出超程[47]。其中，部件尺寸和位置是影响超声振子性能的关键因素。器的整体结构较为简单，主要包括三个部件，依次为后盖板、压电后通过预紧力螺栓连接成为一个整体，如图 2.1 所示。因此可以通电振动特性方面着手研究，对整个换能器的特性进行宏观分析和设析过程中，首先确定换能器在工作状态下的谐振频率，同时换能器的波长进行对应，设计出λ/2 或者λ/4 超声振子。纵振换能器是以作，假设换能器的横向尺寸远小于换能器的波长，这种假设可以使远离其横向共振的频率，减少或者避免径向上的振动，同时减少能的有效利用率。因此，夹心式换能器可以抽象成为一根细长的复合面上的振动可用其轴线上的振动表示。在压电陶瓷片厚度远小于波理论，压电陶瓷堆也可以等效为一个轴向极化的细长圆棒。因此，理论来分析换能器的性能，将其抽象成一个复合细长圆棒振子的理想
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超声换能器的设计及仿真[J]. 刘晓光,蒋晓明,张理,曹立超. 自动化与信息工程. 2017(04)
[2]压电陶瓷的压电效应分析[J]. 袁晓红. 化学工程与装备. 2017(06)
[3]超声手术刀振动特性分析[J]. 索建军,王彤宇,王小毓. 长春理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]超声治疗在中医学科领域中的应用及研究[J]. 白珊,李军. 西部中医药. 2016(08)
[5]论针灸与超声医学的结合方法[J]. 狄富平. 现代养生. 2016(12)
[6]超声模拟中医针刺手法量化技术研究进展[J]. 周红生,王欢,董昌盛,杨红穗,张世功. 声学技术. 2016(01)
[7]虚拟软组织针刺与力觉交互[J]. 高瞻,潘飞,王杰华,潘海燕,蒋峥峥. 系统仿真学报. 2015(10)
[8]超声纵振动空心变幅杆的特性[J]. 王维鸽,贺西平. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]螺栓材料对换能器振动特性影响的研究[J]. 童志强,皮钧,高贾顺. 机械设计与制造. 2014(09)
[10]针灸与超声医学之结合方法探讨[J]. 周传龙,包洁,蔡劲,梁宜,高宏,方剑乔. 中华中医药学刊. 2014(04)
博士论文
[1]生物软组织切割机理的实验与理论研究[D]. 胡中伟.湖南大学 2011
硕士论文
[1]超声针灸换能器的设计研究和检测[D]. 刘俏俏.重庆医科大学 2015
[2]微型压电超声换能器的研究与设计[D]. 郭心怡.中北大学 2015
[3]超声电源匹配特性的研究[D]. 王磊.太原理工大学 2014
[4]面向穿刺活检的典型生物组织力学特性研究[D]. 刘明.山东大学 2012
[5]夹心式压电超声换能器设计及其振动性能研究[D]. 梁松.东北大学 2011
[6]中医针刺手法量化研究及其测量系统开发[D]. 郭彦.广东工业大学 2011
[7]针刺软组织有限元仿真及实验研究[D]. 许旺蓓.天津大学 2009
本文编号：3385688
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