CN102085104B - 一种实现盘形扫描的三维b超装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实现盘形扫描的三维B超装置，推力球轴承一、外套一端、推力球轴承二和螺母顺序连接且均固定在外壳内层的外壁，电机一穿过外壳内层与光电编码器一和联轴片一顺序连接，传动杆两端分别与联轴片一和外套连接；外套另一端部固定于支撑片；电机固定套一端与支撑片连接；电机二穿过电机固定套与联轴片二连接，电机二与联轴片二之间设有光电编码器二，超声传感器固定在联轴片二上且与控制线板连接；控制线板与程序控制器连接，用于调整和控制电机一和电机二的转速，外壳外层容纳推力球轴承一、外套、推力球轴承二、电机一、联轴片一、传动杆、光电编码器一。本发明结构简单，操作方便，扫描范围可控、数据处理简单、扫描效率高。

Description

一种实现盘形扫描的三维B超装置

[技术领域]

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种实现盘形扫描的三维B超装置。

[背景技术]

B超成像的基本原理是：向人体发射一组超声波，按一定的方向进行扫描，根据检测其回声的延迟时间、强弱就可以判断脏器的距离及性质。经过电子电路和计算机的处理，形成B超图像。超声生物显微镜(简称：UBM，英文全称：Ultrasound Biomicroscope)是20世纪90年代初发展起来的新型眼科B超影像学检测设备。UBM利用可编程逻辑器件控制电子电路激励高频超声传感器发射高频超声作为信号源、接收超声回波信号并进行电子信号处理，得到与检查组织相关的数字图像，结合计算机图像处理技术为人们提供类似低倍光学显微镜效果和不同断面的眼前端二维图像。目前，临床上普遍应用的是扇形扫描超声生物显微镜。现有技术中扇形扫描的B超/UBM有两种方式，第一种是使用直流旋转电机通过一级转动-摆动转换机构驱动摆杆，将旋转运动直接转化为摆动，只有当其转盘上的轴销旋转半径等于摆体的摆动半径时，摆体才可以做匀速摆动，扫描头按照余弦规律摆动，当轴销旋转半径与摆体的摆动半径有误差时，就会导致扫描过程的两端B超图像出现严重的几何失真。另一种方法是使用定制电机直接驱动摆杆，但是其结构复杂，扫描效果差，准确度低，成本较高。可见，扇形扫描超声生物显微镜并不足以解决临床医学的难题。

[发明内容]

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种实现盘形扫描的三维B超装置，其具有操作简单方便、扫描范围可控、扫描图像清晰范围大、数据处理简单、扫描效率高的特点。

本发明提供一种实现盘形扫描的三维B超装置，包括：外壳、电机一、电机二、联轴片一、联轴片二、推力球轴承一、推力球轴承二、支撑片、传动杆、外套、电机固定套、超声传感器、程序控制器和控制线板，所述外壳包括内外两层，所述推力球轴承一和推力球轴承二分别与外套一端的外侧和内侧连接；所述推力球轴承二下方设有螺母，所述推力球轴承一、外套一端、推力球轴承二和螺母均固定在外壳内层的外壁上，电机一穿过外壳内层与联轴片一连接，电机一和联轴片一之间设有光电编码器一；传动杆设置至少两根，均匀分布设置，其一端与联轴片一固定连接，另一端与外套固定连接；所述外套的另一端部固定于所述支撑片上；所述电机固定套固定于电机二的外壁，且电机固定套一端与支撑片的非中心位置固定连接；所述电机二的一端穿过电机固定套的另一端与联轴片二连接，电机二与联轴片二之间设有光电编码器二，所述超声传感器一端固定在联轴片二的偏离中心位置，且该超声传感器与控制线板连接，控制线板与程序控制器连接；所述光电编码器一和光电编码器二分别实时动态的检测电机一和电机二的转速和转角，通过程序控制器和控制线板进行调整，使电机一和电机二的转速达到预先设定的值，并使电机一和电机二保持匀速转动；所述外壳外层容纳推力球轴承一、外套、推力球轴承二、螺母、电机一、联轴片一、传动杆、光电编码器一及支撑片。

所述的传动杆为两根，其以对称设置的方式固定在联轴片一上。

所述联轴片二的边缘设有一凸起，所述超声传感器与该凸起固定连接。

所述电机固定套上底面和支撑片上均设有螺孔，通过螺钉将电机固定套与支撑片固定连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明中电机二、联轴片二和超声传感器的设置，使超声传感器绕着电机二的轴心做圆周运动；电机一、联轴片一和支撑片的设置，使支撑片绕着电机一的轴心做圆周运动；支撑片与电机二通过电机固定套间接地固定连接，电机二做自转运动同时还绕着电机一做公转运动，进而使超声传感器同时做自转和公转运动，实现了超声传感器对病人眼睛各部位的扫描；光电编码器一、光电编码器二、程序控制器和控制线板的设置可控制和调整电机一和电机二的转速，螺母、推力球轴承一、推力球轴承二、外套的设置为电机一的转动提供支撑力和辅助作用，使电机一的转动更稳定，超声传感器的扫描效果更好，超声传感器发射和接收超声波并将接收到的超声波转化为电信号，通过控制线板及与其连接的程序控制器对该电信号进行处理并绘制为图像。本发明结构简单，操作方便，扫描范围可控、数据处理简单、扫描效率高。

[附图说明]

图1为本发明一种实现盘形扫描的三维B超装置的内部结构示意图；

图2为本发明一种实现盘形扫描的三维B超装置实施例的爆炸示意图；

图3为图1的整体外观结构示意图；

图4为本发明的外壳结构示意图；

图5为本发明的探头向下扫描的扫描轨迹示意图；

图6为图5的侧视图。

[具体实施方式]

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种实现盘形扫描的三维B超装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，说明如后。

本发明实施例提供一种实现盘形扫描的三维B超装置，如图1图2及图3所示，其包括：外壳16、电机一1、电机二2、联轴片一3、联轴片二4、螺母5、推力球轴承一6、推力球轴承二7、支撑片8、传动杆9、外套10、电机固定套11、超声传感器12、程序控制器(图未示)和控制线板(图未示)，所述外壳16包括内外两层，如图4所示。所述推力球轴承一6、推力球轴承二7分别固持在外套10的上端的外侧和内侧，推力球轴承一6和推力球轴承二7使外套10的转动更稳定，支持电机1的转动、超声传感器12的扫描效果更好。所述推力球轴承二7下方设有螺母5，所述推力球轴承一6、外套10一端、推力球轴承二7和螺母5均固定在外壳16内层的外壁上，螺母5将推力球轴承一6、外套10和推力球轴承二7固定连接在一起，所述的电机一1穿过外壳16内层与联轴片一3连接，联轴片一3可随着电机一1的转动而转动。电机一1和联轴片一3之间设有光电编码器一13，该光电编码器一13用于检测电机一1的转速和转角。传动杆9设置至少两根，均匀分布设置，且其一端与联轴片一3固定连接，另一端与外套10固定连接，从而带动外套10作相应的转动。所述的光电编码器一13和联轴片一3位于螺母5的下方。支撑片8固定于外套10的下端部，形成外套10的下盖，其随着外套10的转动而转动。所述电机固定套11固定于电机二2的外壁，且电机固定套11一端固定于支撑片8的非中心位置，电机固定套11和电机二2可随着支撑片8的转动而转动，电机二2在自转的同时还绕着电机一1公转。所述电机二2的一端穿过电机固定套11另一端与联轴片二4连接，带动联轴片二4作相应的转动。电机二2与联轴片二4之间设有光电编码器二14，该光电编码器二14用于检测电机二2的转速和转角。所述超声传感器12一端设置在联轴片二4的偏离中心位置，如本实施例中超声传感器12固定在联轴片二4上的固定杆上(未标号)，该超声传感器12与控制线板连接，控制线板与程序控制器连接，该超声传感器12用于发射和接收超声波并将接收到的超声波转化为电信号，控制线板和程序控制器对该电信号进行处理。所述光电编码器一13和光电编码器二14均与控制线板连接，控制线板与程序控制器连接，光电编码器一13和光电编码器二14可分别实时动态的检测电机一1和电机二2的转速和转角，通过程序控制器和控制线板进行调整，使电机一1和电机二2的转速达到预先设定的值，并使电机一1和电机二2保持匀速转动。

所述外壳16外层容纳推力球轴承一6、外套10、推力球轴承二7、螺母5、电机一1、联轴片一3、传动杆9、光电编码器一13及支撑片8，外壳16起到支撑保护的作用，并且使整个装置的外观更加美观。

当然，本发明中，推力球轴承一6、推力球轴承二7与外套10的固定方式不一定是通过螺母5的方式固定，也可以采取其他的固定部件固定。

所述的传动杆9设置为两根，其以对称设置的方式固定在联轴片一3上，如图2所示。所述联轴片二4的边缘设有一凸起，所述超声传感器12与该凸起固定连接。所述电机固定套11与支撑片8固定连接是通过螺钉实现的，在电机固定套11上底面和支撑片8上均设有螺孔，螺钉穿过螺孔将二者固定。

本发明的工作原理为：首先按预先设定的电机一1的转速和电机二2的转速开启本发明，电机一1开始转动，带动与其固定连接的联轴片一3转动、转动的联轴片一3带动其上传动杆9转动，传动杆9带动与其固定连接的外套10转动，转动的外套10带动固定于其底部的支撑片8做相应的绕着电机一1的轴心转动，实现整体的圆周运动。转动的支撑片8带动与其固定连接的电机固定套11运动，与电机固定套11固定的电机二2做公转运动的同时还做自传运动，电机二2带动联轴片二4、超声传感器12分别绕着电机一1的轴心和电机二2的轴心同时做公转运动和自转运动，超声传感器12发射和接收超声波并将接收到的超声波转化为电信号，通过控制线板和程序控制器将该电信号绘制为盘形，实现对病人眼睛各部位的扫描。在本发明工作过程中，光电编码器一13和光电编码器二14分别随着电机一1和电机二2的圆周运动而不断产生电平变化A和电平变化B，将产生的电平变化A和电平变化B分别转化为数字信号，再由控制线板和程序控制器对该数字信号进行处理，计算出电机一1和电机二2的实际转速，将电机一1和电机二2的实际转速分别与预先设定的转速进行比较，将比较结果转换成信号同时反馈给控制线板，通过控制线板调整电机一1和电机二2的电流大小，进而改变电机一1和电机二2的转速，使电机一1和电机二2的转速达到预先设定值，并使电机一1和电机二2的转速达到均匀不变的效果。本发明是采用光电编码器二13的检测信号来促发超声传感器12对眼睛的扫描，如设置为当光电编码器二13上的某点转动到0°时触发一次超声传感器12对眼睛的扫描，如图5所示为超声传感器12向下扫描的扫描轨迹示意图，其中图5中的外圆周是超声传感器12随着电机一1转动时形成的，该外圆周的圆心位置是电机一1的轴心，外圆周内的曲线是超声传感器12随着电机二2转动形成的，当超声传感器12的扫描轨迹形成完整的外圆周时其在外圆周内的扫描轨迹也形成闭合的曲线；由于超声传感器12在同一水平面转动，所以其向下扫描的扫描轨迹从侧面看是一直线，如图6所示。

本发明中电机二2、联轴片二4和超声传感器12的设置，使超声传感器12绕着电机二2的轴心做圆周运动；电机一1、联轴片一3和支撑片8的设置，使支撑片8绕着电机一1的轴心做圆周运动；支撑片8与电机二2通过电机固定套11间接地固定连接，电机二2做自转运动同时还绕着电机一1做公转运动，进而使超声传感器12同时做自转和公转运动，实现了超声传感器12对病人眼睛各部位的扫描；光电编码器一13、光电编码器二14、程序控制器和控制线板的设置可控制和调整电机一1和电机二2的转速，螺母5、推力球轴承一6、推力球轴承二7、外套10的设置为电机一1的转动提供支撑力和辅助作用，使电机一1的转动更稳定，超声传感器12的扫描效果更好，超声传感器12发射和接收超声波并将接收到的超声波转化为电信号，通过控制线板及与其连接的程序控制器对该电信号进行处理并绘制为图像。本发明结构简单，操作方便，扫描范围可控、数据处理简单、扫描效率高。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述，但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (4)

1.一种实现盘形扫描的三维B超装置，其特征在于，包括：外壳、电机一、电机二、联轴片一、联轴片二、推力球轴承一、推力球轴承二、支撑片、传动杆、外套、电机固定套、超声传感器、程序控制器和控制线板，所述外壳包括内外两层，所述推力球轴承一和推力球轴承二分别与外套一端的外侧和内侧连接；所述推力球轴承二下方设有螺母，所述推力球轴承一、外套一端、推力球轴承二和螺母均固定在外壳内层的外壁上，电机一穿过外壳内层与联轴片一连接，电机一和联轴片一之间设有光电编码器一；传动杆设置至少两根，均匀分布设置，其一端与联轴片一固定连接，另一端与外套固定连接；所述外套的另一端部固定于所述支撑片上；所述电机固定套固定于电机二的外壁，且电机固定套一端与支撑片的非中心位置固定连接；所述电机二的一端穿过电机固定套的另一端与联轴片二连接，电机二与联轴片二之间设有光电编码器二，所述超声传感器一端固定在联轴片二的偏离中心位置，且该超声传感器与控制线板连接，控制线板与程序控制器连接；所述光电编码器一实时动态的检测电机一的转速和转角，所述光电编码器二实时动态的检测电机二的转速和转角，通过程序控制器和控制线板进行调整，使电机一和电机二的转速达到预先设定的值，并使电机一和电机二保持匀速转动；所述外壳外层容纳推力球轴承一、外套、推力球轴承二、螺母、电机一、联轴片一、传动杆、光电编码器一及支撑片。

2.如权利要求1所述的一种实现盘形扫描的三维B超装置，其特征在于，所述的传动杆为两根，其以对称设置的方式固定在联轴片一上。

3.如权利要求2所述的一种实现盘形扫描的三维B超装置，其特征在于，所述联轴片二的边缘设有一凸起，所述超声传感器与该凸起固定连接。

4.如权利要求3所述的一种实现盘形扫描的三维B超装置，其特征在于，所述电机固定套上底面和支撑片上均设有螺孔，通过螺钉将电机固定套与支撑片固定连接。

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