一种模块式产生动态生物效应磁场方法及装置转让专利
申请号 : CN202210837468.0
文献号 : CN115212462B
文献日 : 2023-03-10
发明人 : 刘顺荃 , 何雨
申请人 : 北京恒源磁科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种动态生物效应磁场装置,其特征在于:加工中间安装件,在加工完成后的所述中间安装件外安装软磁过渡结构,在所述软磁过渡结构外安装永磁组件,形成永磁发射单元;
所述永磁组件为按照每组磁体的取向方向排列,形成周期性顺序排列形式并拼装成的完整筒状结构或为按照磁力取向方向不同且磁极数不同的形式形成的圆筒状结构;
其中一所述永磁发射单元的所述中间安装件为第一内芯(6),所述软磁过渡结构为第一筒状软磁过渡层(3),所述第一筒状软磁过渡层(3)固接在所述第一内芯(6)外,所述第一筒状软磁过渡层(3)外固接有永磁组件,所述永磁组件包括若干组第一磁体(1)和第二磁体(2),且所述第一磁体(1)和第二磁体(2)交替设置,每组所述第一磁体(1)和第二磁体(2)按照取向方向周期性排列形成筒状结构,所述第一磁体(1)和第二磁体(2)外固接有若干紧固件,或一所述永磁发射单元的所述中间安装件为第二内芯(16),所述软磁过渡结构为第二筒状软磁过渡层(15),所述第二筒状软磁过渡层(15)固接在所述第二内芯(16)外,所述第二筒状软磁过渡层(15)外固接有永磁组件,所述永磁组件为第三磁体(14),所述第三磁体(14)为圆筒状磁体,且所述第三磁体(14)的磁力取向方向不同且磁极数不同;
还包括固定套筒(19),所述固定套筒(19)上固接有公转套筒(28),所述公转套筒(28)间固接有两个第二安装座(27),所述第二安装座(27)为环形结构,所述第二安装座(27)分别位于所述公转套筒(28)的顶部和底部,两个所述第二安装座(27)内周向安装有若干个永磁发射单元,两个所述第二安装座(27)上固接有软磁隔磁框(25),所述软磁隔磁框(25)和所述永磁发射单元交替设置,所述软磁隔磁框(25)和所述永磁发射单元远离所述固定套筒(19)的一侧固接有第二外壳(26),所述第二外壳(26)的中心处为治疗区(24),所述公转套筒(28)上传动连接有机械驱动装置,所述永磁发射单元上固接有齿轮(22),至少一个所述永磁发射单元上固接有自转套筒(29),所述自转套筒(29)有若干个,且若干个自转套筒(29)沿所述治疗区(24)中心线竖直设置,每个所述自转套筒(29)与不同的所述永磁发射单元固接,所述自转套筒(29)上固接有齿圈(23),所述齿轮(22)和齿圈(23)相啮合,所述自转套筒(29)上传动连接有机械驱动装置。
2.根据权利要求1所述的动态生物效应磁场装置,其特征在于:所述动态生物效应磁场装置为分立组合式。
3.根据权利要求1所述的动态生物效应磁场装置,其特征在于:所述第一筒状软磁过渡层(3)上开设有卡槽(4),若干所述第一磁体(1)和第二磁体(2)插接在卡槽(4)内,所述紧固件为外箍(5),所述外箍(5)固接在所述第一磁体(1)和第二磁体(2)外。
4.根据权利要求1所述的动态生物效应磁场装置,其特征在于:与所述公转套筒(28)配合的机械驱动装置为主电机(20),所述主电机(20)通过第二皮带(31)与所述公转套筒(28)传动连接,与所述自转套筒(29)配合的机械驱动装置为自转电机(21),所述自转电机(21)通过第三皮带(30)与所述自转套筒(29)传动连接。
说明书 :
一种模块式产生动态生物效应磁场方法及装置
技术领域
背景技术
Progress in Modern Biomedicine 2012Vol.12Num.6P1187)而且中等强度(300Gs‑
5000Gs)磁场对人体,目前未发现任何副作用。作为一种非接触式、非药物的物理效应治疗方法,磁场的生物效应分别在癌症治疗、糖尿病治疗、软组织疼痛治疗和精神治疗等方面展示了突出的疗效,近年来开始受到医护人员和患者的关注和认可。
至更低磁场下,在短时间内对癌细胞有凋亡效应。这充分说明了在动态的磁场情况下,只要其磁通变化率和时间控制合适,对生物体有着极为显著的正面作用。(中国细胞生物学报
Chinese Journal of Cell Biology 2018Vol.40Num.3P309)。
CN106110509B。)但是这种设备由于磁路设计不合理,导致磁能利用效率低,因此磁体用量大,体积大且笨重,不仅没有办法实现针对局部区域的准确施加磁场,而且在实际制造、装配、使用过程中存在诸多问题。另外是一些简单理疗旋磁产品中,多根据需要在电机转轴上安装旋磁体,电机通电后驱动旋磁体转动。但通常这种设备为了实现便携和轻量化效果,其设计方案是以牺牲磁性为代价的,导致几乎没有治疗效果,还有一些产品,通过增加磁极数量,对磁通量加以弥补,(如文献CN214255917U和文献CN101511427A),尤其文献
CN101511427A的专利为一种用于生成用于磁场治疗的磁场的便携式装置,该专利的技术方
案中所记载的治疗装置,主要是利用机械驱动器的转速来保证治疗时磁体的磁场,同时其
所采用的扇形磁体排布方式同样是提供垂直于极面方向的磁力线,通过磁力线的水平高速
运动,实现对人体生物内环境的修复效果,同时该技术方案的装置在产生磁场的过程中会
产生磁通量的浪费,降低资料效果;另外现有技术中还有一种治疗装置,也是采用旋转治疗且多个组合的形式,但其组合安装方式复杂且笨重,如文献CN102580247B专利中提出的旋
转磁场治疗装置,该技术方案中提出的永磁部件为层结构安装形式,同时永磁部件上下的
磁体设置为磁性相排斥的形式,此外其采用的第一连接轴为条状结构,由于磁体设置为磁
性相排斥的形式这样第一连接轴必然为金属材质,这样才会进行导磁,但是这样安装存在
有局限性,导致整体安装复杂困难且笨重,再者由于其仅单纯为N极与S极的磁回路,这样的方案磁极固定无法改变,进而导致磁体外围产生的磁通量无法改变,影响治疗;因此,目前现有的磁场治疗方法及装置仍没有从根本上通过施磁方式解决磁力线的通量和变化率的
问题。
发明内容
机械驱动装置的带动下运动,可以对外提供磁通变化率较高的磁场效应能量,对生物组织
具有高效修复和调节的效果。
取向方向排列,形成周期性顺序排列形式并拼装成的完整筒状结构或为按照磁力取向方向
不同且磁极数不同的形式形成的圆筒状结构;
应磁场在单位截面积下较高的静态磁场磁通量,实现高的磁通变化率。
体,且每组所述第一磁体和第二磁体按照取向方向周期性排列形成筒状结构,所述第一磁
体和第二磁体外固接有若干紧固件。
筒状磁体,且所述第三磁体的磁力取向方向不同且磁极数不同。
若干个所述永磁发射单元相互固接,所述第一转轴上传动连接有机械驱动装置,所述支座
上罩设有第一外壳,所述机械驱动装置、永磁发射单元位于所述第一外壳内。
单元,两个第二安装座上固接有软磁隔磁框,所述软磁隔磁框和所述永磁发射单元交替设
置,所述软磁隔磁框和所述永磁发射单元远离所述套筒的一侧固接有第二外壳,所述第二
外壳的中心处为治疗区,所述公转套筒上传动连接有机械驱动装置,所述永磁发射单元上
固接有齿轮,至少一个所述永磁发射单元上固接有自转套筒,所述自转套筒有若干个,且若干个自转套筒沿所述治疗区中心线竖直设置,每个所述自转套筒与不同的所述永磁发射单
元固接,所述自转套筒上固接有齿圈,所述齿轮和齿圈相啮合,所述自转套筒上传动连接有机械驱动装置。
电机通过第三皮带与所述自转套筒传动连接。
装置,根据人工工学位置应用于人身体不同区域,所述人身体不同区域包括但不限于四肢、躯干、头部和腰。
既可以单独使用,也可以组合使用,提供同轴组合式或分立组合式的磁场环境方案,组合后的磁场环境进一步具有单位面积磁通量大,作用位置精确,对周围环境磁影响小和设备轻
便小型化的特征,由于组合使用的形式多样化,更好地实现了动态生物效应磁场装置组合
的模块化形式;适于局部治疗或者针对人体经络穴位的专门刺激。
附图说明
例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
26‑第二外壳;27‑第二安装座;28‑公转套筒;29‑自转套筒;30‑第三皮带;31‑第二皮带;32‑第三传动轮;33‑第四传动轮。
具体实施方式
实施例,都属于本发明保护的范围。
单元;永磁组件为按照每组磁体的取向方向排列,形成周期性顺序排列形式并拼装成的完
整筒状结构或为按照磁力取向方向不同且磁极数不同的形式形成的圆筒状结构;
定;将每一组k个扇形组合块按各自的取向方向排列,使之形成周期性顺序排列,并使一系列组合块的拼装,形成完整的筒状结构,此时组合块的组合顺序,保证了这个筒状结构磁体的磁场分布,为筒外壁大于筒内壁,应用中,对筒外壁的磁场进行使用,而对筒内部的磁性通过软磁过渡层进一步削弱。通过充磁或磁极组装拼接的筒状永磁层外壁,可以实现从N‑S两极到上百极,但是优选地,通常选择两极到十极的充磁方案,更优选地,则为四到八极。其中软磁过渡结构可以为紧贴永磁组合块拼接成的筒状体内壁,安装长度为L,外径为R壁厚
为d的软磁圆筒,该软磁圆筒的材质可以是金属或合金的硬质加工件,也可以是软磁金属细粉与橡塑材料混合制备成型的粘结后的模型制件。上述的结构为一个永磁体发射单元,圆
筒内部磁场经过导磁,降至最低,而圆筒外部沿径向发散方向,有较大的磁通量。
场在单位截面积下较高的静态磁场磁通量,实现高的磁通变化率。
筒轴线转动,从而获得显著的磁通变化率。因此,中间安装件采用以卡槽4固定连接或一体成型等工艺方式固接在软磁圆筒内壁的内芯,且内芯的材料为无磁且轻质的高分子、木质、低比重金属或合金,内芯用于连接机械驱动装置的转动轴。
状横梁上,即可以对涌泉穴及相关足底穴位进行磁场效应刺激;又比如,将由以上描述的永磁发射单元组合的棒状整体,放置于人体背部,与脊椎平行的位置时,可以对人体整个督脉经络进行磁场效应刺激。利用以上同轴组合方式进行人体磁场刺激治疗的方案可以适合不
同的身体区域,根据适当的人体工学位置对该棒状整体组合磁场进行适当的安放,并在机
械驱动装置带动下转动即可实现,这些方式都包含在本发明之内,并不仅局限于上述两种
应用方式。
行,用组合的永磁发射单元的圆筒外壁对人体进行刺激,这些永磁发射单元根据人体工学
所处环境进行摆放,适于以环绕或包围的方式对人体部位进行治疗。此时,可以通过一个做主动运动的单元,被机械驱动装置带动转动,其它永磁发射单元摆放配置于该主动单元周
边,确保与主动单元的轴线方向平行,通过磁极之间的吸引配合,实现自动转动,这些永磁发射单元处于可以包围人体特定治疗部位的位置关系,反之,如果为了避免永磁发射单元
在转动过程中磁极之间作用力导致各单独的永磁发射单元相互影响,可以根据情况设置软
磁导磁隔离带,则使各单独的永磁发射单元可以各司其职,独立转动,但在治疗中协同作
用。比如,可以将若干个永磁发射单元的圆筒竖直放置于沿一个圆周上,其中每个永磁发射单元的圆筒沿轴向方向平行,它们的轴心围起来的区域为治疗区24,中间区域可以放置人
的头部,经过特定关系的机械驱动装置带动,即可形成永磁式的经颅磁刺激仪器。又比如,当两个永磁发射单元分别放置于人体的两肋下,或者人体颈部左右位置,在机械驱动带动
下使其转动,就可以实现对人体肝脾进行刺激或人体甲状腺气血疏通的作用。利用以上分
立组合方式进行人体磁场刺激治疗的方案可以适合不同的身体区域,根据适当的人体工学
位置对该分立组合的永磁发射单元进行适当的安放并在电机12带动下转动即可实现,这些
方式都包含在本发明之内,并不仅局限于上述几种应用方式。
使得磁通密度增大。而同时指向圆筒轴心的磁性力场降到最低。通过组合上述永磁发射单
元,并通过机械驱动装置带动进行运转,始终保持永磁发射单元的磁通量最大表面向治疗
区24发射磁力线。从而获得大的磁通变化率。组合后的若干个永磁发射单元以协同方式对
生物组织进行磁刺激,可以获得位置精确聚焦,效果显著的生物效应;由于其磁能作用区域集中,磁通变化率高,从而相对于当前旋磁治疗仪的治疗效率将更高,同时满足安全、轻便、便于制造和节约电能的目的。
列形成筒状结构,第一磁体1和第二磁体2外固接有若干紧固件。
和每一磁极组合的扇形个数k。其材质是通过烧结工艺制备的钕铁硼金属材料或粘结成型
工艺制备的多种磁粉与塑胶杂化材料;且其中永磁组合块的截面扇形弧度ω,扇形高度h,组合块长度L和每一磁极组合的扇形个数k可以根据实际需求进行设定,且第一磁体1和第
二磁体2交替设置,其中第一筒状软磁过渡层3采用长度为L,外径为R,厚度为d的筒状软磁过渡层,同时其的长度为L、外径为R和厚度为d均可以根据实际需求设定;将由第一磁体1和第二磁体2交替设置的筒状永磁组件包覆在第一筒状软磁过渡层3外;第一筒状软磁过渡层
3可以是纯的软磁金属加工件,也可以是用软磁细粉与高分子树脂混合后的塑胶成型件,本实施例中第一筒状软磁过渡层3为纯铁的金属加工件,用于将紧贴其上的第一磁体1和第二
磁体2下端磁场均匀导磁,从而增强第一磁体1和第二磁体2沿径向向外发散的磁力线强度。
如图2所示,第一磁体1和第二磁体2组合而成的永磁组合块的取向方向和第一磁体1与第二
磁体2在第一筒状软磁过渡层3上的排列方式如箭头所示。
稳固度,在组合后的第一磁体1和第二磁体2外固定安装有外箍5,其可以直接采用过盈配合的方式对外箍5进行安装;进而完成实施例一的永磁反射单元。同时本实施例中每一磁极组合的扇形个数k为4个,第一筒状软磁过渡层3通过卡槽4(图中未显示)装配有无磁且轻质的
第二内芯16,其中第二内芯16的材质为高分子、木质、低比重金属或合金等材料,且第二内芯16用于连接机械驱动装置的转动轴。
层15外固接有永磁组件,永磁组件为第三磁体14,第三磁体14为圆筒状磁体,且第三磁体14的磁力取向方向不同且磁极数不同。
性材料通过注射成型工艺制备,也可以使用烧结工艺制备多极取向的圆筒状磁环。同样第
二筒状软磁过渡层15采用长度为L,外径为R,厚度为d的筒状软磁过渡层,同时其的长度为L、外径为R和厚度为d均可以根据实际需求设定;将圆筒状磁体包覆在第二筒状软磁过渡层
15外;其中第二内芯16为无磁内芯,同样是用于与机械驱动装置的转动轴连接。
互固接,第一转轴7上传动连接有机械驱动装置,支座上罩设有第一外壳13,机械驱动装置、永磁发射单元位于第一外壳13内。
固定在第一外壳13内壁上,电机12的输出轴上固接有第二传动轮10,第一转轴7上固接有第一传动轮9,第一传动轮9和第二传动轮10上套接有第一皮带11。其中第一传动轮9和第二传动轮10为皮带轮。
12带动一个永磁发射单元的第一内芯6转动,就可以实现高通量和高的磁通变化率的磁刺
激方案,适于对生物组织局部(约3‑5平方厘米区域)施加精准的高强度和高磁通变化率的
动态磁场。其中电机12转速可以设置在每秒0.1—100转范围以内最佳,优选速率在每秒2—
10转,最优选速率为每秒3—5转。当上述永磁发射单元多个集成使用时,可以沿轴向同轴连接,从两个一组至无穷多首尾连接,依靠磁力极性自动对接。如图所示,本实施例中为5个永磁发射单元5组成的同轴型磁场治疗仪,前后的永磁发射单元的第一内芯6通过卡槽4(图中
未显示)串联,实现同步转动。将电机12和永磁发射单元及其他结构件全部用第一外壳13包裹,避免在医疗过程中,转动件直接接触人体,第一外壳13的材质为不导磁的硬塑料或木质材料。轴向连接的多个永磁发射单元成为一个棒状整体,电机12转动时,棒状整体的表面具有最大磁通变化率,作为设备的治疗区24,适合作用于人体较长躯干和四肢的治疗应用方
式。
和底部,两个第二安装座27内周向安装有若干个永磁发射单元,两个第二安装座27上固接
有软磁隔磁框25,软磁隔磁框25和永磁发射单元交替设置,软磁隔磁框25和永磁发射单元
远离固定套筒19的一侧固接有第二外壳26,第二外壳26的中心处为治疗区24,公转套筒28
上传动连接有机械驱动装置,永磁发射单元上固接有齿轮22,至少一个永磁发射单元上固
接有自转套筒29,自转套筒29有若干个,且若干个自转套筒29沿治疗区24中心线竖直设置,每个自转套筒29与不同的永磁发射单元固接,如图11所示,其中永磁发射单元采用6个,且其中两个永磁发射单元上齿轮22啮合有一个齿圈23,而剩余的永磁发射单元通过第二转动
轴固接有另外齿轮22,同时每两个永磁发射单元上的齿轮22不处于同一水平线上,即只有
其中任意两个永磁发射单元的齿轮22位于同一水平线,即一个齿圈23带动两个永磁发射单
元进行自转;自转套筒29上固接有齿圈23,齿轮22和齿圈23相啮合,自转套筒29上传动连接有机械驱动装置;为了使得提高整个装置的稳固度,在固定套筒19外固接有支架18,将主电机20和自转电机21的机体通过安装板(图中未显示)固接在支架18上。
皮带31与公转套筒28传动连接,主电机20的输出轴上固接有第三传动轮32,第二皮带31分
别套接在第三传动轮32和公转套筒28外侧;与自转套筒29配合的机械驱动装置为自转电机
21,自转电机21通过第三皮带30与自转套筒29传动连接,自转电机21的输出轴上固接有第
四传动轮33,第三皮带30分别套接在第四传动轮33和自转套筒29外侧,其中第三传动轮32
和第四传动轮33同样采用皮带轮。
31和公转套筒28进行转动,在公转的同时,还可以启动自转电机21,自转电机21依次带动第四传动轮33、第三皮带30和自转套筒29进行转动,同时也可以是主电机20转动调整后再利
用自转电机21自转进行局部治疗;这样利用公转或自转,以及公转加自转的方式,使组合磁场的磁通量最大表面形成周期性运动,通过自转齿轮22和齿圈23的路径配合,同时实现永
磁能发射单元成对组合运动,对接受磁刺激的人体部位形成深度穿透。
的转轴产生相对运动。不需要高速转动,只用于永磁发射单元在大圆上的定位变化调整。调整到位后,永磁发射单元通过自转电机21带动的方式,使永磁发射单元转动,对治疗区24内的头部具体位置施加磁刺激。为了减少自转电机21的数量,采用每两个永磁发射单元一组,用一个自转电机21带动一个齿圈23,即可成对带动两个永磁体发射单元进行自转。自转电
机21通过第二皮带31带动齿圈23转动,使永磁发射单元转动转速位于每秒0.1—100转范围
以内最佳,优选速率在每秒2—10转,最优选速率为每秒3—5转。上述使用永磁发射单元的经颅磁刺激仪器,由多个永磁发射单元通过位置组合,相互分立安放,形成的中间区域为治疗区24,因为以上方案设计的永磁发射单元对外磁性较强,为了避免两类成对转动过程中,永磁发射单元之间相互磁场干扰,在公转套筒28内同时设置软磁隔磁框25,分别放置于每
个永磁发射单元之间,公转过程中,该软磁隔磁框25与永磁发射单元一同转动,定位完成
后,当某一组永磁发射单元两两独自转动时,不会受到周围永磁发射单元的磁场影响。整个公转套筒28和永磁发射单元用第二外壳26包裹,避免在医疗过程中,转动件直接接触人体,外壳材质为不导磁的硬塑料或木质材料。外壳的中空内径略大于成年人头部前额到后脑的
尺寸,内壁还可以衬以棉质或硅胶等亲肤材料,增加人头部接触内壁的舒适度。
人身体不同区域,人身体不同区域包括但不限于四肢、躯干、头部和腰。
使人双脚踩在组合后的棒状横梁上,即可以对涌泉穴及相关足底穴位进行磁场效应刺激;
将实施例一和实施例二中的永磁发射单元组合的棒状整体,放置于人体背部,与脊椎平行
的位置时,可以对人体整个督脉经络进行磁场效应刺激。利用以上同轴组合方式进行人体
磁场刺激治疗的方案可以适合不同的身体区域,根据适当的人体工学位置对该棒状整体组
合磁场进行适当的安放,并在电机12带动下转动即可实现,这些方式都包含在本发明之内,并不仅局限于上述两种应用方式。
甲状腺气血疏通的作用;将实施例一和实施例二的多个永磁发射单元,用类似实施例四中
的安放方法环绕人体腰部一周,其轴线方向平行于人体,在主电机20和自转电机21带动下
使其转动,可以实现利用磁场的刺激增强人体带脉气血和减除腰部赘肉的效果;直接将实
施例一或者实施例二的永磁发射单元成对地放置在人体手臂内关穴和外关穴,在电机12带
动下,产生的动态磁场,可以有效增进人体气血循环。类似地,将几个分立的永磁发射单元,按照中医配穴理论,可以分别放置于人体不同穴位,或身体相关阿是穴,即可形成一组分立式组合磁场刺激方案,适于专门使用分立的永磁发射单元进行穴位刺激的相关位置,还包
括但不限于:头部督脉、任脉沿线、前额及面部的胃经沿线、头侧部胆经沿线、颈部动脉静脉附近区域、甲状腺附近区域、肩部肩井穴,中府穴及整个前胸位置、肩背部膏肓穴位置及附近区域、背部小肠经和膀胱经沿线及附近区域、人体正中线以膻中穴和气海连线的任脉及
其周边区域等。同时还包括双臂双足的主要相关位置或穴位,比如肘窝区、曲池穴、手三里、腕关节周边、掌指关节周边、足三阴足三阳经络沿线穴位和腹股沟、膝关节、足踝关节附近等。利用以上分立组合方式进行人体磁场刺激治疗的方案可以适合不同的身体区域,根据
适当的人体工学位置对该分立组合的永磁发射单元进行适当的安放并在电机12带动下转
动即可实现,这些方式都包含在本发明之内,并不仅局限于上述几种应用方式。
各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。