[发明专利]具有增加的每相集线数和增加的填充因子的手术器械马达及对应的制造方法

说明书

一种用于手术器械的马达包括转子和定子。转子包括轴和磁体。定子包括：(i)腔体，其中设置有转子，和(ii)线圈组件。线圈组件包括多个相集。相集包括多个线集。相集中的每一个包括多个线圈，并且对应于线集中的相应一个。相集中的每一个中的线圈处于围绕转子的相应位置处。线集中的一个包括至少三根线。定子引起转子基于在所述线集处接收的电流而使手术器械的手术工具轴向地旋转。

技术领域

本公开涉及手持式手术器械的电动马达。

背景技术

在此提供的对背景技术描述用于总体上介绍本公开的背景。目前署名的发明人的工作就其在该背景技术部分中描述的程度以及在其描述在提交时不会以其它方式被认为现有技术的方面，既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

手持式手术器械会具有各种参数要求，包括重量、功率、尺寸、电流损耗和发热要求。由于这些参数之间的关系，生产具有减小的重量、增加的功率输出和/或转矩、减小的尺寸、减小的电流损耗和减小的发热的手持式手术器械可能是困难的。例如，随着马达的功率输出增加，马达生成的热量通常增加。又如，随着马达的尺寸减小，马达的功率输出通常减小。

由于在无刷式直流(DC)马达的旋转部件和静止部件之间没有机械接触，相比带有电刷的马达，无刷式DC马达能够以减少的发热量在更高的效率水平和更高的速度下操作。无刷式DC马达可包括转子和定子。转子具有轴和毂组件，毂组件具有居中定位的磁性结构。定子具有一个或多个线圈。线圈安装在居中定位的支撑套管和向近侧及向远侧定位的支撑环上。转子保持在定子的腔体中并处于相对于支撑套管及支撑环的如下位置中，其使得转子不接触支撑套管、线圈和/或支撑环。电流被供应至线圈，这导致转子由于(i)由线圈生成的磁场和(ii)由转子的磁性结构产生的磁场之间的相互作用而相对于定子旋转。转子在支撑套管、线圈和支撑环中轴向地旋转。

无刷式DC马达(以下称为“马达”)将电功率转化为机械功率或转矩。在此转化期间，会出现限制马达的机械功率、转矩和速度的损耗。这些损耗通常可分为三类：(1)依赖于所生成的转矩的负载敏感性损耗；(2)依赖于马达速度的速度敏感性损耗；以及(3)依赖于用来驱动马达的电流源的质量的脉冲宽度调制(PWM)损耗。

负载或转矩敏感性损耗通常局限于绕组损耗，绕组损耗与(i)通过马达的绕组的电流量的平方和(ii)绕组的电阻的乘积成正比。速度敏感性损耗(例如，由于涡电流以及滞后、游隙和摩擦所导致的磁芯或铁心损耗)充当与马达的输出转矩相对的速度相关性转矩。PWM损耗可归因于由电流源引起的磁性结构中的涡电流。涡电流是一种由由导电介质的磁场的变化引起的现象。就无刷式DC马达而言，定子的线圈经历磁场的变化。转子的旋转和线圈中的电流变化在线圈中感应出电压，这导致涡电流的形成。涡电流的增加会增加马达的热能输出，尤其是在高速操作时。

发明内容

提供了一种用于手术器械的马达，该马达包括转子和定子。转子包括轴和磁体。定子包括(i)腔体，其中设置有转子，和(ii)线圈组件。线圈组件包括多个相集。相集包括多个线集。所述相集中的每一个包括多个线圈，并且对应于线集中的相应的一个。所述相集中的每一个中的线圈处于围绕转子的相应位置处。线集中的一个包括至少三根线。定子引起转子基于在所述线集处接收的电流而使手术器械的手术工具轴向地旋转。

在其它特征中，提供了一种制造用于手术器械的马达的方法。该方法包括：提供具有多个销集的棒；以及将多个线集缠绕在所述销集上以在棒上形成多个相集，以提供线圈主体。所述相集中的每一个包括多个线圈，并且对应于线集中的相应的一个。该方法还包括：从棒移除所述销集；第一次压缩线圈主体；将线圈主体的一部分插入套管中；串联地连接所述相集；第一次将电流施加到所述相集以熔合所述线集；第二次压缩线圈主体；第二次将电流施加到所述相集以熔合所述线集；从棒移除线圈主体；以及将线圈主体插入手术器械的马达外壳中。

通过详细描述、权利要求和附图，本公开的其它应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅意图用于举例说明，而并非意图限制本公开的范围。