新型人工中耳压电振子设计  被引量:8

Design of a new type of piezoelectric actuator for middle ear implant

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作  者:刘后广[1] 塔娜[1] 饶柱石[1] 

机构地区:[1]上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240

出  处:《振动与冲击》2011年第7期112-115,126,共5页Journal of Vibration and Shock

基  金:国家自然科学基金(10772121);上海交通大学医工交叉研究基金(YG2007MS14)

摘  要:提出利用压电叠堆作砧骨激励式人工中耳的振子,并利用中耳-压电叠堆耦合力学模型对该压电叠堆振子进行辅助设计。该模型基于一无任何听力损伤病史的成年志愿者的左耳,利用CT扫描和逆向成型技术建成。其可靠性通过与实验对比加以验证。最终设计的压电振子只需要10.5 V的有效驱动电压,便可以对镫骨激起相当于鼓膜处90dB声压激励的振幅。该振子在频率为1 kHz的单伏电压驱动工况下,能耗仅为0.03 mW,满足人工中耳低电压、低能耗的要求。A piezoelectric stack actuator for incus driving type middle ear implant was proposed and designed.To aid the design,a coupled mechanical model between a human middle ear and a piezoelectric stack actuator was constructed.This model was built based on a complete set of computerized tomography section images of a healthy volunteer's left ear with reverse engineering technology.The result showed that the stapes footplate displacement stimulated with the designed piezoelectric stack actuator's excitation at 10.5 V rms is equivalent to that from acoustic stimulation at 90 dB SPL,adequate to the ossicular chain;the corresponding power consumption is 0.03 mW per volt of excitation at 1 kHz,low enough to meet the requirements of a middle ear implant.

关 键 词:人工中耳 压电叠堆 有限元分析 

分 类 号:TH785.1[机械工程—仪器科学与技术]

 

参考文献:

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引证文献:

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