一種利用壓電陶瓷雙向耦合發(fā)電的發(fā)光裝置及含其的手柄的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用壓電陶瓷雙向耦合發(fā)電的發(fā)光裝置及含其的手柄。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲牙科治療設(shè)備是用于牙科臨床潔治、手術(shù)的設(shè)備，它的種類有超聲波潔牙機(jī)、超聲波牙周治療儀、超聲波骨頭切削手術(shù)設(shè)備等，這些設(shè)備的工作原理是通過換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲振動(dòng)的機(jī)械能，傳遞到連接在換能器上不同類型的工作頭，以實(shí)現(xiàn)其設(shè)備的功能，比如超聲波潔牙機(jī)可用于清除牙結(jié)石、煙斑、菌斑等。目前，超聲牙科治療設(shè)備主要由主機(jī)、電源、腳控開關(guān)、手柄連線和手柄等部件組成，其中手柄中安裝有換能器。在使用超聲牙科治療設(shè)備進(jìn)行潔治、手術(shù)的操作過程中，需要將手柄伸入到患者口腔內(nèi)，為了取得照明效果，讓操作者的視野更清楚，通常需要在手柄的前端安裝有可照明的發(fā)光裝置。
[0003]現(xiàn)有超聲牙科治療設(shè)備手柄前端安裝的發(fā)光裝置為LED燈，從主機(jī)上通過兩根電源線與LED燈進(jìn)行電連接，為LED燈進(jìn)行供電。這種連接方式需要額外增加兩根電源線，且電源線需要經(jīng)過手柄中部換能器后才連接到前端的LED燈，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配不方便，且會(huì)增大手柄的體積，使得使用者沒有很好的舒適度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用壓電陶瓷雙向耦合發(fā)電的發(fā)光裝置及含其的手柄，解決上述技術(shù)問題的不足。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種利用壓電陶瓷雙向耦合發(fā)電的發(fā)光裝置，其包括LED燈、兩個(gè)電極片、壓電陶瓷片;兩個(gè)電極片分別與LED燈電連接;兩個(gè)電極片為上電極片和下電極片，上電極片和下電極片上下疊放設(shè)置;壓電陶瓷片被夾置在上電極片與下電極片之間;LED燈與上電極片之間設(shè)置有緩沖器，下電極片的下方還設(shè)置有取能環(huán);上電極片、下電極片、壓電陶瓷片、緩沖器和取能環(huán)均為中空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0006]進(jìn)一步:還包括封裝結(jié)構(gòu);封裝結(jié)構(gòu)包括預(yù)緊環(huán)、加壓螺環(huán);預(yù)緊環(huán)設(shè)為中空的管狀結(jié)構(gòu)，且預(yù)緊環(huán)的一端設(shè)有徑向收縮的第一凸起，加壓螺環(huán)設(shè)置在預(yù)緊環(huán)的另一端;緩沖器、上電極片、壓電陶瓷片、下電極片設(shè)置在第一凸起與預(yù)緊環(huán)組成的夾層中。
[0007]進(jìn)一步:緩沖器的下表面上設(shè)置有第二凸起，第二凸起壓在上電極片上。
[0008]進(jìn)一步:第二凸起的內(nèi)徑大于取能環(huán)的外徑。
[0009]進(jìn)一步:還包括硅膠外套，LED燈、緩沖器、壓電陶瓷片、上電極片、下電極片和取能環(huán)通過硅膠外套封裝在一起，形成一體結(jié)構(gòu)。具體地，硅膠外套為中空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，硅膠外套設(shè)有內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁組成一個(gè)環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu);LED燈、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置在環(huán)形凹槽中，取能環(huán)設(shè)置在第一凸起中，且取能環(huán)的一端面與內(nèi)側(cè)壁抵觸連接；內(nèi)側(cè)壁設(shè)有向第二凸起延伸的第三凸起。
[0010]進(jìn)一步:LED燈設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)LED燈固定在環(huán)狀的電路基板上。
[0011 ]進(jìn)一步:取能環(huán)的制備材料為鈦合金、招合金。
[0012]進(jìn)一步:緩沖器的制備材料的密度大于7.8g.cm3o
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的發(fā)光裝置簡化了換能器手柄的結(jié)構(gòu)，更加容易裝置；同時(shí)也簡化了超聲潔牙機(jī)或超聲骨刀機(jī)的主機(jī)電路模塊，降低成本，消除主機(jī)因?yàn)長ED燈供電不正常而反饋報(bào)錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]本發(fā)明還公布一種具有上述發(fā)光裝置的超聲牙科治療設(shè)備的手柄，其包括外殼、換能器和上述的發(fā)光裝置;換能器包括變幅桿，變幅桿上設(shè)有凸臺；發(fā)光裝置套在變幅桿上，并與凸臺抵觸連接;外殼為兩端開口的管狀結(jié)構(gòu)，外殼套在換能器的中部上。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:將上述的發(fā)光裝置用于超聲潔牙機(jī)或超聲骨刀機(jī)，手柄中的換能器驅(qū)動(dòng)變幅桿的高頻振動(dòng)，帶動(dòng)取能環(huán)高頻振動(dòng)，從而讓發(fā)光裝置的壓電陶瓷片反復(fù)發(fā)生變形而發(fā)電，發(fā)出的電流通過上電極片、下電極片為LED燈進(jìn)行供電，提供照明，這樣只要手柄工作LED燈就會(huì)點(diǎn)亮，使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，更加容易裝置。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明發(fā)光裝置另一種的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖2的剖視圖；
[0019]圖4為一種具有發(fā)光裝置超聲牙科治療設(shè)備的手柄的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為圖4的局部放大視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022]如圖1所示，一種利用壓電陶瓷雙向耦合發(fā)電的發(fā)光裝置，其包括LED燈1.1、兩個(gè)電極片、壓電陶瓷片1.4;兩個(gè)電極片分別與LED燈1.1電連接;兩個(gè)電極片為上電極片1.2和下電極片1.3，上電極片1.2和下電極片1.3上下疊放設(shè)置，上電極片1.2設(shè)置在下電極片1.3的上方，最好上電極片1.2為電極負(fù)極，下電極片1.3為電極正極。壓電陶瓷片1.4被夾置在上電極片1.2與下電極片1.3之間；LED燈1.1與上電極片1.2之間設(shè)置有緩沖器1.5，下電極片1.3的下方還設(shè)置有取能環(huán)1.6;上電極片1.2、下電極片1.3、壓電陶瓷片1.4、緩沖器1.5和取能環(huán)1.6均為中空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。緩沖器1.5、上電極片1.2、下電極片1.3、壓電陶瓷片1.4和取能環(huán)1.6之間形成一個(gè)簡支結(jié)構(gòu)，這種簡支結(jié)構(gòu)的主要作用是增加壓電陶瓷片1.4能量來源相反方向的慣性，最大限度讓壓電陶瓷片1.4變形。
[0023]下面對本發(fā)明作進(jìn)一步優(yōu)化:
[0024]如圖2、圖3所示，本發(fā)明最好還包括一個(gè)封裝結(jié)構(gòu);封裝結(jié)構(gòu)包括預(yù)緊環(huán)1.9、加壓螺環(huán)1.10，預(yù)緊環(huán)1.9與加壓螺環(huán)1.10可以設(shè)為一體成型，也可以分開設(shè)置，本發(fā)明設(shè)為分體結(jié)構(gòu)，這樣可以起到壓緊的效果;預(yù)緊環(huán)1.9設(shè)為中空的管狀結(jié)構(gòu)，且預(yù)緊環(huán)1.9的一端設(shè)有徑向收縮的第一凸起，但是第一凸起之間設(shè)有方便變幅桿3.1穿過的通孔，加壓螺環(huán)1.10設(shè)置在預(yù)緊環(huán)1.9的另一端；最好加壓螺環(huán)1.10與預(yù)緊環(huán)1.9之間通過螺紋連接；緩沖器
1.5、上電極片1.2、壓電陶瓷片1.4、下電極片1.3設(shè)置在第一凸起與預(yù)緊環(huán)1.9組成的夾層中。
[0025]進(jìn)一步:緩沖器1.5的下表面上設(shè)置有第二凸起1.5.1，第二凸起1.5.1的厚度可以選為0.1mm到0.5mm之間，具體地可以在0.25mm左右，第二凸起1.5.1壓在上電極片1.2上。第二凸起1.5.1的作用主要是與取能環(huán)1.6配合給壓電陶瓷片1.4提供一個(gè)簡支梁的作用，因?yàn)楹喼Я旱男问礁欣趬弘娞沾善?.4橫向和縱向變形，增強(qiáng)發(fā)電效果。最好，第二凸起1.5.1設(shè)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，第二凸起1.5.1的內(nèi)徑大于取能環(huán)1.6的外徑，這樣設(shè)計(jì)，因?yàn)槿∧墉h(huán)
1.6、壓電陶瓷片1.4和緩沖器1.5的第二凸起1.5.1—起配合形成一個(gè)簡支梁的結(jié)構(gòu)，使得壓電陶瓷片1.4的橫向和縱向的變形量盡可能達(dá)到最大。
[0026]進(jìn)一步:緩沖器1.5的制備材料的密度大于7.8g.cm3。緩沖器1.5可以采用不銹鋼、鉻釩鋼等，密度大的材料具有很好的慣性，可以起到穩(wěn)定的作用。
[0027]進(jìn)一步:取能環(huán)1.6的制備材料為金屬或者塑料。取能環(huán)1.6的制備材料為鈦合金、鋁合金，取能環(huán)1.6用于獲取來自變幅桿3.1的振動(dòng)能量，要求密度小、硬度小、韌性好，這樣可以具有較好的彈性，讓變形的壓電陶瓷片1.4迅速恢復(fù)原形，同時(shí)使用壽命更長。
[0028]進(jìn)一步:LED燈1.1設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)LED燈1.1固定在環(huán)狀的電路基板1.7上。最好LED燈1.1數(shù)量為3個(gè)到6個(gè)。LED燈1.1可以被持續(xù)點(diǎn)亮，光強(qiáng)實(shí)測值可達(dá)到210LUX。
[0029]進(jìn)一步:還包括硅膠外套1.8，LED燈1.1、電路基板1.7、緩沖器1.5、壓電陶瓷片1.4、上電極片1.2、下電極片1.3和取能環(huán)1.6通過娃膠外套1.8封裝在一起，形成一體結(jié)構(gòu)。具體地，硅膠外套1.8為中空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，硅膠外套1.8設(shè)有內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁組成一個(gè)環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu);LED燈1.1、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置在環(huán)形凹槽中，取