CN104224228A - 3d机械探头及绳索传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种3D机械探头，包括手持部和伸入部，所述手持部的体积大于所述伸入部的体积，所述手持部包括：绳索传动装置；所述绳索传动装置包括主动轴、第一绳索和第二绳索，所述主动轴设置有第一固定点和第二固定点，所述第一固定点和所述第二固定点位于所述主动轴的不同径面；所述第一绳索连接于所述第一固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；所述第二绳索连接于所述第二固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；第一换向轮组，包括第一滑轮和第二滑轮；所述伸入部包括：被动轴，所述第一绳索和所述第二绳索分别经由所述第一滑轮和所述第二滑轮后与所述被动轴缠绕。上述的3D机械探头的主动轴可在较大的范围内实现线性传递。

Description

3D机械探头及绳索传动装置
技术领域
本发明涉及医疗仪器领域，特别是涉及一种3D机械探头及绳索传动装置。
背景技术
具有3维成像功能的超声波探头叫做3D机械探头，其内部一般有作为发射和接收信号的换能器单元。步进电机作为驱动动力源，在信号控制下驱动换能器单元在一定角度内摆动。在每一个摆动角度，换能器单元都可以发射超声波并接收带有人体组织信息的回波，因而可以在摆动范围之内的每个角度对人体组织进行成像，从而构建人体组织的3维图像。
3D机械探头又分为体表3D机械探头和腔内3D机械探头。腔内3D机械探头常见的传动方式包括锥齿轮，绳索等方式。锥齿轮传动对于材料、加工和装配要求较高，尤其腔内3D机械探头的外形尺寸较小，伸入人体部分直径通常都在25mm左右，内部结构复杂，采用锥齿轮传动加工及装配难度很大。
而一般的绳索传动，两根绳索固定在主动轴一个点。在这样的设计中，主动轴在正负90°旋转的范围内，主动轴与被动轴的传动为线性传递，当超过90°后，绳索与竖直方向将会形成一个角度θ，并且随着主动轴的继续旋转，θ值越来越大，这样主动轴与被动轴的转动为非线性传递，大大加大了控制的难度。
发明内容
基于此，有必要针对传统的3D机械探头的主动轴只能在不能超过90°的旋转角度内保持线性传递的问题，提供一种可在大于90°的旋转角度内实现线性传递的3D机械探头及绳索传动装置。
一种3D机械探头，包括手持部和伸入部，所述手持部的体积大于所述伸入部的体积，所述手持部包括：
绳索传动装置，包括主动轴、第一绳索和第二绳索，所述主动轴设置有第一固定点和第二固定点，所述第一固定点和所述第二固定点位于所述主动轴的不同径面；所述第一绳索连接于所述第一固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；所述第二绳索连接于所述第二固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；
第一换向轮组，包括第一滑轮和第二滑轮；
所述伸入部包括：
被动轴，所述第一绳索和所述第二绳索分别经由所述第一滑轮和所述第二滑轮后与所述被动轴缠绕。
在其中一个实施例中，所述第一固定点和所述第二固定点位于过所述主动轴中轴线的同一个平面上。
在其中一个实施例中，所述第一固定点和所述第二固定点分别开设有第一绳孔和第二绳孔，所述第一绳索的端头、第二绳索的端头分别固定于所述第一绳孔和所述第二绳孔内。在其中一个实施例中，所述第一绳索和所述第二绳索分别与所述第一滑轮和所述第二滑轮垂直缠绕，所述主动轴和所述被动轴相互垂直。
在其中一个实施例中，所述第一绳索和所述第二绳索分别沿所述被动轴圆周缠绕所述被动轴。
在其中一个实施例中，所述被动轴上设有第三固定点和第四固定点；
所述第一绳索的端尾固定于所述被动轴第三固定点，所述第二绳索的端尾固定于所述被动轴第四固定点。
在其中一个实施例中，所述第三固定点和第四固定点分别开设有第三绳孔和第四绳孔；
所述第一绳索的端尾和所述第二绳索的端尾分别固定于所述第三绳孔和所述第四绳孔内。
在其中一个实施例中，在靠近所述被动轴的位置还设有第二换向轮组；
所述第二换向轮组包括相对设置的第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和第四滑轮的转动轴线与所述被动轴中轴线平行；
所述第一绳索和所述第二绳索在所述第三滑轮和第四滑轮处的最小距离小于所述主动轴的直径；
所述第一绳索缠绕于所述第一滑轮靠近所述第二滑轮的侧面缠绕所述被动轴；
所述第二绳索缠绕于所述第二滑轮靠近所述第一滑轮的侧面缠绕所述被动轴。
在其中一个实施例中，所述第一换向轮组和所述第二换向轮组之间的所述第一绳索与所述第二绳索的夹角与所述第一滑轮轴线和所述第二滑轮轴线的夹角相等。
在其中一个实施例中，在靠近所述被动轴的位置还设有第三换向轮，所述第三换向轮的转动轴线与所述被动轴中轴线平行，所述第一绳索、第二绳索缠绕于所述第三换向轮与所述被动轴交叉缠绕，所述第一绳索、第二绳索位于所述第三换向轮的不同径面。
在其中一个实施例中，所述第三换向轮的直径与所述主动轴直径相等。
一种绳索传动装置，所述绳索传动装置包括：
主动轴，设置有第一固定点和第二固定点，所述第一固定点和所述第二固定点位于所述主动轴的不同径面；
第一绳索，连接于所述第一固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；
第二绳索，连接于所述第二固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴。
在其中一个实施例中，所述第一固定点和所述第二固定点位于过所述主动轴中轴线的同一个平面上。
在其中一个实施例中，所述第一固定点和所述第二固定点分别开设有第一绳孔和第二绳孔，所述第一绳索的端头、第二绳索的端头分别固定于所述第一绳孔和所述第二绳孔内。
上述的3D机械探头及其绳索传动装置，第一绳索连接于第一固定点，沿主动轴的圆周缠绕于主动轴，第二绳索连接于第一固定点，沿主动轴的圆周缠绕于主动轴。主动轴转动，通过第一绳索和第二绳索传动，经由第一换向轮组带动被动轴转动。由于第一固定点和第二固定点位于不同的径面，第一绳索和第二绳索缠绕于主动轴的不同径面，避免绳索间互相干涉；而且保证了第一绳索、第二绳索与主动轴有较大的包角，使主动轴可在大于90°的旋转角度内实现线性传递，使被动轴直径的选择范围较大，同时主动轴与被动轴之间的减速比的选择范围也较大。
附图说明
图1a为传统的3D机械探头的绳索传动装置的主动轴和绳索的起始位置，图1b为主动轴逆时针旋转90°时主动轴和绳索的位置关系示意图；
图1c为传统的3D机械探头的绳索传动装置的主动轴的旋转角度超过90°以后的绳索与主动轴的位置关系示意图；
图2腔内超声设备的3D机械探头的透视示意图；
图3为一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的结构示意图；
图4为一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的第一绳索、第二绳索缠绕主动轴的侧面示意图；
图5为一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的第一绳索、第二绳索缠绕主动轴的正面示意图；
图6为一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的第一绳索、第二绳索以主动轴轴心为交点的投射角的示意图；
图7a和图7b分别为一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的第一绳索、第二绳索的起始位置示意图；
图8a和图8b分别为一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的主动轴顺时针旋转90°＋1/2δ角度时，第一绳索、第二绳索与主动轴的位置关系示意图；
图9a和图9b分别为一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的主动轴顺时针旋转大于90°＋1/2δ角度时，第一绳索、第二绳索与主动轴的位置关系示意图；
图10a和图10b分别为另一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的第一绳索、第二绳索的起始位置示意图；
图11a和图11b分别为另一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的主动轴顺时针旋转180°时，第一绳索、第二绳索与主动轴的位置关系示意图；
图12a和图12b分别为另一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的主动轴顺时针旋转大于180°时，第一绳索、第二绳索与主动轴的位置关系示意图；
图13a和图13b分别为另一实施方式的3D机械探头的绳索传动装置的主动轴逆时针旋转180°时，第一绳索、第二绳索与主动轴的位置关系示意图；
图14为一实施方式的3D机械探头的被动轴的结构示意图；
图15为一实施方式的3D机械探头的第二换向轮组的结构示意图；
图16为一实施方式的3D机械探头的第一换向轮组的滑轮之间的位置关系示意图；
图17为又一实施方式的3D机械探头的第三换向轮的结构示意图；
图18为又一实施方式的3D机械探头的第三换向轮的侧面结构示意图。
具体实施方式
传统的3D机械探头的绳索传动装置，两根绳索在同一个平面并且绳索固定于主动轴的同一固定点，如图1a和图1b所示，主动轴可在±90°（顺时针旋转计为＋，逆时针旋转计为-）的旋转角度内保持线性传递，以逆时针方向旋转90°为例，显然在0～＋90°的旋转角度范围内，主动轴与被动轴的传动为线性传递，当旋转角度超过90°后，如图1c所示，由于有固定点的存在，绳索与竖直方向将会形成一个角度θ，并且随着主动轴的继续旋转，θ值越来越大，这样主动轴与被动轴的传动为非线性传递，加大了控制被动轴转动角度的难度。显然主动轴与被动轴要保持线性传递，主动轴最多做±90°旋转，主动轴与被动轴的直径配比受到限制，为了保证被动轴有一定的旋转角度，被动轴的直径将被限制在一个比较小的范围，因此被动轴的转动速度和转动角度以及传动精度都难以理想配比，而且由于被动轴的直径较小，给换能器单元的制作和装配带来较大难度。
一实施方式的绳索传动装置在腔内超声设备的3D机械探头中的应用如图2和图3所示，绳索传动装置包括主动轴100、第一绳索200和第二绳索300。主动轴100设置有第一固定点120和第二固定点140，第一固定点120和第二固定点140位于主动轴100的不同径面。第一绳索200连接于第一固定点120沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100。第二绳索300连接于第二固定点140沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100。
第一绳索200、第二绳索300沿主动轴100的圆周缠绕主动轴100，第一绳索200的第一固定点120和第二绳索300的第二固定点140位于主动轴100的不同径面，这样主动轴100在旋转过程中，绳索始终与主动轴100的圆周相切，不会相对主动轴100摆动，保证传动过程始终为线性。而且第一绳索200的缠绕的方向指向第二固定点140，第二绳索300的缠绕的方向指向第一固定点120，使得第一绳索200、第二绳索300与主动轴100有较大的包角，使主动轴100在较大的范围内实现线性传递。
第一绳索200与第二绳索300与主动轴100的缠绕方式如图4及图5所示，由于第一固定点120和第二固定点140位于不同的径面，第一绳索200和第二绳索300缠绕于主动轴100的不同径面，主动轴100在旋转过程中，两根绳索在各自所在的径面内旋转，相互之间不影响，不会产生干涉。如图6、图7a、图7b所示，第一绳索200与第二绳索300在各自径面内处于起始位置，第一固定点120、第二固定点140以主动轴100轴心为交点的投射角为δ。
以主动轴100顺时针旋转为例，在旋转过程中，第一绳索200的包角逐渐变小，第二绳索300的包角度则逐渐变大。当主动轴100顺时针旋转至90°＋1/2δ时，如图8a和图8b所示，第一绳索200没有包裹主动轴100，第二绳索300包裹住主动轴100的大部分。如图9a和图9b所示，若主动轴100继续旋转，第一绳索200缠绕部分将完全释放并超过第一固定点120，第一绳索200未缠绕部分与图示竖直方向将产生夹角σ，传动将不再是线性，即在﹢90°＋1/2δ的旋转角度内，主动轴100能保持线性传递。
同样的，当主动轴100逆时针旋转时，在旋转过程中，第一绳索200的包角逐渐变小，第二绳索300的包角度则逐渐变大。当主动轴100逆时针旋转90＋1/2δ时，第二绳索300没有包裹主动轴100，第一绳索200包裹住主动轴100的大部分。若主动轴100继续旋转，第二绳索300缠绕部分将完全释放并超过第二固定点140，第二绳索300未缠绕部分与图示竖直方向将产生夹角，传动将不再是线性，即在-90°＋1/2δ的旋转角度内，主动轴100能保持线性传递。
可见在本实施方式中，主动轴100与被动轴可在-90°+1/2δ～﹢90°＋1/2δ的旋转角度内实现线性传递，相对现有的3D机械探头的只有在±90°的旋转角度才能保持线性传递，有了较大提高。
上述的绳索传动装置，第一绳索200连接于第一固定点120，沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100，第二绳索300连接于第二固定点140，沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100，由于第一固定点120和第二固定点140位于不同的径面，第一绳索200和第二绳索300缠绕于主动轴100的不同径面，避免绳索间互相干涉。而且保证第一绳索200、第二绳索300与主动轴100有较大的包角，使主动轴100在较大的范围内实现线性传递，使被动轴500直径的选择范围较大，同时主动轴100与被动轴之间的减速比的选择范围也较大。
具体的，第一固定点120和第二固定点140位于过主动轴100中轴线的同一个平面上，此时第一固定点120、第二固定点140以主动轴100轴心为交点的投射角为δ最大，为180°。此时主动轴100与被动轴可在-180～﹢180的旋转角度内实现线性传递。如图10a和图10b所示，第一绳索200与第二绳索300处于起始位置，均缠绕包裹主动轴100的半周。图11a和图11b为主动轴100沿逆时针方向旋转约180度后的情形，可以看到，第一绳索200几乎缠绕包裹主动轴100的整周，第二绳索300则几乎没有包裹主动轴100。若主动轴100继续旋转，如图12a和图12b所示，则第一绳索200缠绕于主动轴100上的部分将与未缠绕部分干涉。可见在-180°的旋转角度内，主动轴100与被动轴500的传动为线性传递。
如图13a和图13b所示，显然在﹢180°的旋转角度内，主动轴100与被动轴500的传动也为线性传递。
由上述分析可知，主动轴可在±180度旋转角度内保持线性传递，因此被动轴直径的选择范围更大，被动轴可具有比主动轴2～3倍的直径，同时主动轴与被动轴之间的减速比的选择范围也更大。
在其中一个实施例中，如图4所示，第一固定点120、第二固定点140分别开设有第一绳孔122和第二绳孔142，第一绳索200的端头、第二绳索300的端头分别固定于第一绳孔122和第二绳孔142内，绳索固定在绳孔内，主动轴100的表面可以省略突起的元件，可避免绳索与元件之间发生干涉，提高了传递的精密度。一实施方式的3D机械探头，如图2和图3所示，包括手持部10和伸入部20，手持部的体积大于伸入部的体积。手持部10包括：绳索传动装置、第一换向轮组400。伸入部20包括被动轴500和第二换向轮组600。绳索传动装置包括主动轴100、第一绳索200、第二绳索300。主动轴100设置有第一固定点120和第二固定点140，第一固定点120和第二固定点140位于主动轴100的不同径面。第一绳索200连接于第一固定点100沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100。第二绳索300连接于第二固定点140沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100。
第一换向轮组400包括第一滑轮420和第二滑轮440，第一绳索200和第二绳索300分别与第一滑轮420和第二滑轮440垂直缠绕。第一绳索200和第二绳索300分别经由第一滑轮420和第二滑轮440后与被动轴500缠绕，主动轴100和被动轴500相互垂直。
被动轴500，第一绳索200和第二绳索300分别经由第一滑轮420和第二滑轮440后与被动轴500缠绕。
第一绳索200、第二绳索300沿主动轴100的圆周缠绕主动轴100，第一绳索200的第一固定点120和第二绳索300的第二固定点140位于主动轴100的不同径面，这样主动轴100在旋转过程中，绳索始终与主动轴100的圆周相切，不会相对主动轴100摆动，保证传动过程始终为线性。而且第一绳索200的缠绕的方向指向第二固定点140，第二绳索300的缠绕的方向指向第一固定点120，使得第一绳索200、第二绳索300与主动轴100有较大的包角，使主动轴100在较大的范围内实现线性传递。
第一绳索200与第二绳索300与主动轴100的缠绕方式如图4及图5所示，由于第一固定点120和第二固定点140位于不同的径面，第一绳索200和第二绳索300缠绕于主动轴100的不同径面，主动轴100在旋转过程中，两根绳索在各自所在的径面内旋转，相互之间不影响，不会产生干涉。如图6、图7a、图7b所示，第一绳索200与第二绳索300在各自径面内处于起始位置，第一固定点120、第二固定点140以主动轴100轴心为交点的投射角为δ。
以主动轴100顺时针旋转为例，在旋转过程中，第一绳索200的包角逐渐变小，第二绳索300的包角度则逐渐变大。当主动轴100顺时针旋转至90°＋1/2δ时，如图8a和图8b所示，第一绳索200没有包裹主动轴100，第二绳索300包裹住主动轴100的大部分。如图9a和图9b所示，若主动轴100继续旋转，第一绳索200缠绕部分将完全释放并超过第一固定点120，第一绳索200未缠绕部分与图示竖直方向将产生夹角σ，传动将不再是线性，即在﹢90°＋1/2δ的旋转角度内，主动轴100能保持线性传递。
同样的，当主动轴100逆时针旋转时，在旋转过程中，第一绳索200的包角逐渐变小，第二绳索300的包角度则逐渐变大。当主动轴100逆时针旋转90＋1/2δ时，第二绳索300没有包裹主动轴100，第一绳索200包裹住主动轴100的大部分。若主动轴100继续旋转，第二绳索300缠绕部分将完全释放并超过第二固定点140，第二绳索300未缠绕部分与图示竖直方向将产生夹角，传动将不再是线性，即在-90°＋1/2δ的旋转角度内，主动轴100能保持线性传递。
可见在本实施方式中，主动轴100与被动轴可在-90°+1/2δ～﹢90°＋1/2δ的旋转角度内实现线性传递，相对现有的3D机械探头的只有在±90°的旋转角度才能保持线性传递，有了较大提高。
本实施方式的3D机械探头包括手持部和伸入部，手持部的体积大于伸入部的体积，换能器单元安装于伸入部的被动轴500。使用时，将伸入部伸入体内，通过控制主动轴100的转动角度使得被动轴500在一定角度内摆动。在每一个摆动角度，换能器单元都可以发射超声波并接收带有人体组织信息的回波，因而可以在摆动范围之内的每个角度对人体组织进行成像，从而构建人体组织的3维图像。
上述3D机械探头的绳索传动装置，第一绳索200连接于第一固定点120，沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100，第二绳索300连接于第二固定点140，沿主动轴100的圆周缠绕于主动轴100。在主动轴100的转动下，通过第一绳索200和第二绳索300传动，经由第一滑轮420和第二滑轮440，带动被动轴500相应转动。由于第一固定点120和第二固定点140位于不同的径面，第一绳索200和第二绳索300缠绕于主动轴100的不同径面，避免绳索间互相干涉。而且保证第一绳索200、第二绳索300与主动轴100有较大的包角，使主动轴100在较大的范围内实现线性传递，使被动轴500直径的选择范围较大，同时主动轴100与被动轴之间的减速比的选择范围也较大。
此外，相比传统的3D机械探头，本实施例的被动轴500有较大的转动角度，转动速度和转动角度以及传动精度控制都得到了相应的提高；由于被动轴500可有较大的直径，制作和装配换能器单元也更为便捷和容易。
具体的，第一固定点120和第二固定点140位于过主动轴100中轴线的同一个平面上，此时第一固定点120、第二固定点140以主动轴100轴心为交点的投射角为δ最大，为180°。此时主动轴100与被动轴可在-180～﹢180的旋转角度内实现线性传递。如图10a和图10b所示，第一绳索200与第二绳索300处于起始位置，均缠绕包裹主动轴100的半周。图11a和图11b为主动轴100沿逆时针方向旋转约180度后的情形，可以看到，第一绳索200几乎缠绕包裹主动轴100的整周，第二绳索300则几乎没有包裹主动轴100。若主动轴100继续旋转，如图12a和图12b所示，则第一绳索200缠绕于主动轴100上的部分将与未缠绕部分干涉。可见在-180°的旋转角度内，主动轴100与被动轴500的传动为线性传递。
如图13a和图13b所示，显然在﹢180°的旋转角度内，主动轴100与被动轴500的传动也为线性传递。
由上述分析可知，主动轴可在±180度旋转角度内保持线性传递，因此被动轴直径的选择范围更大，被动轴可具有比主动轴2～3倍的直径，同时主动轴与被动轴之间的减速比的选择范围也更大。
在其中一个实施例中，如图4所示，第一固定点120、第二固定点140分别开设有第一绳孔122和第二绳孔142，第一绳索200的端头、第二绳索300的端头分别固定于第一绳孔122和第二绳孔142内，绳索固定在绳孔内，主动轴100的表面可以省略突起的元件，可避免绳索与元件之间发生干涉，提高了传递的精密度。
在其中一个实施例中，如图14所示，被动轴500上设有第三固定点520和第四固定点540。第一绳索200的端尾固定于被动轴500的第三固定点520，第二绳索300的端尾固定于被动轴500的第四固定点540。第一绳索200和第二绳索300可通过固定螺钉、销钉和卡扣等其他固定方式固定在被动轴500上。当绳索仅通过缠绕连接被动轴500时，绳索与被动轴500之间的作用力为摩擦力，作用力较小，且容易发生相对位移。而绳索与被动轴500之间固定连接时，两者间通过摩擦力和绳索拉力作用，作用力大，相对位置固定，因此传递的效率更高。
在本实施例中，第一绳索200连接于第三固定点520并沿被动轴500的圆周缠绕于被动轴500。第二绳索300连接于第四固定点540并沿被动轴500的圆周缠绕于被动轴500。这样被动轴500在旋转过程中，绳索不会相对被动轴500摆动，保证传动过程始终为线性。而且第一绳索200的缠绕的方向指向第四固定点540，第二绳索300的缠绕的方向指向第三固定点520，使得第一绳索200、第二绳索300与被动轴500有较大的包角，使被动轴500在较大的范围内实现线性传递。
具体的，第三固定点520可以开设有第三绳孔，第一绳索200的端尾固定于第三绳孔内，第四固定点540可以开设有第四绳孔，第二绳索300的端尾固定于第四绳孔内。绳索固定于绳孔内，固定元件位于被动轴500内部，被动轴500表面光滑，避免了绳索与被动轴500表面元件发生干涉。
在其中一个实施例中，如图3所示，在靠近被动轴500的位置还设有第二换向轮组600，第二换向轮组600包括相对设置的第三滑轮620和第四滑轮640，第三滑轮620和第四滑轮640的转动轴线与被动轴500中轴线平行。第一绳索200和第二绳索300在第三滑轮620和第四滑轮640处的最小距离小于被动轴500的直径，第一绳索200缠绕于第三滑轮620靠近第四滑轮640的侧面与被动轴500连接，第二绳索300缠绕于第四滑轮640靠近第三滑轮620的侧面与被动轴500连接。
由于第一绳索200和第二绳索300在第三滑轮620和第四滑轮640处的最小距离小于被动轴500的直径，可使第一绳索200和第二绳索300更多的缠绕在被动轴500上，增大了第一绳索200、第二绳索300与被动轴500之间的包角，可增大第一绳索200、第二绳索300与被动轴500之间的摩擦力，增大了传动效率。
具体的，在第三滑轮620和第四滑轮640的压迫下，如图15所示，第一绳索200与第二绳索300之间存在一个夹角α，α由第三滑轮620和第四滑轮640之间的距离，以及第三滑轮620和第四滑轮640与第一换向轮组400的距离决定。第一换向轮组400的滑轮轴线之间也存在一个夹角β，如图16所示，当α=β时，第一绳索200在第三滑轮620的缠绕方向与第三滑轮620的转动方向一致，第二绳索300在第四滑轮640的缠绕方向与第四滑轮640的转动方向一致。这样可保证主动轴100与被动轴500之间为线性传递，减少控制难度，且减少了绳索与滑轮之间的摩擦力，增强了传递效率。
在其中一个实施例中，如图17所示，在靠近被动轴500的位置可以用第三换向轮700替换第二换向轮组600，第三换向轮700的转动轴线与被动轴500中轴线平行，第一绳索200、第二绳索300缠绕于第三换向轮700与被动轴500交叉缠绕，第一绳索200、第二绳索300位于第三换向轮700的不同径面，保证第一绳索200、第二绳索300之间不产生干涉。在第三换向轮700的作用下，第一绳索200和第二绳索300可更多的缠绕在被动轴500上，第一绳索200、第二绳索300与被动轴500之间的包角增大，第一绳索200、第二绳索300与被动轴500之间的摩擦力增大，使传动效率更高，而且相比第二换向轮组600，第三换向轮700只需要一个滑轮就能达到效果，节省了成本。
具体的，第一绳索200、第二绳索300与第三换向轮700的缠绕的方向与第三换向轮700的转动方向一致，可保证第三换向轮700与主动轴100之间为线性传递，减少控制难度，且减少了绳索与滑轮之间的摩擦力，增强了传递效率。
在其中一个实施例中，如图18所示，第三换向轮700的直径与主动轴100直径相等。第一绳索200和第二绳索300在经过第一换向轮组400后始终保持平行，因此第一换向轮组400的滑轮轴线之间平行。这种设计安装方便，不需要调整第一换向轮组400的滑轮轴线的角度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种3D机械探头，包括手持部和伸入部，所述手持部的体积大于所述伸入部的体积，其特征在于，
所述手持部包括：
绳索传动装置，所述绳索传动装置包括主动轴、第一绳索和第二绳索，所述主动轴设置有第一固定点和第二固定点，所述第一固定点和所述第二固定点位于所述主动轴的不同径面；所述第一绳索连接于所述第一固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；所述第二绳索连接于所述第二固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；
第一换向轮组，包括第一滑轮和第二滑轮；
所述伸入部包括：
被动轴，所述第一绳索和所述第二绳索分别经由所述第一滑轮和所述第二滑轮后与所述被动轴缠绕。
2.根据权利要求1所述的3D机械探头，其特征在于，所述第一固定点和所述第二固定点位于过所述主动轴中轴线的同一个平面上。
3.根据权利要求1或2所述的3D机械探头，其特征在于，所述第一固定点和所述第二固定点分别开设有第一绳孔和第二绳孔，所述第一绳索的端头、第二绳索的端头分别固定于所述第一绳孔和所述第二绳孔内。
4.根据权利要求1所述的3D机械探头，其特征在于，所述第一绳索和所述第二绳索分别与所述第一滑轮和所述第二滑轮垂直缠绕，所述主动轴和所述被动轴相互垂直。
5.根据权利要求1所述的3D机械探头，其特征在于，所述第一绳索和所述第二绳索分别沿所述被动轴圆周缠绕所述被动轴。
6.根据权利要求1所述的3D机械探头，其特征在于，所述被动轴上设有第三固定点和第四固定点；
所述第一绳索的端尾固定于所述被动轴第三固定点，所述第二绳索的端尾固定于所述被动轴第四固定点。
7.根据权利要求1所述的3D机械探头，其特征在于，所述第三固定点和第四固定点分别开设有第三绳孔和第四绳孔；
所述第一绳索的端尾和所述第二绳索的端尾分别固定于所述第三绳孔和所述第四绳孔内。
8.根据权利要求1所述的3D机械探头，其特征在于，在靠近所述被动轴的位置还设有第二换向轮组；
所述第二换向轮组包括相对设置的第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和第四滑轮的转动轴线与所述被动轴中轴线平行；
所述第一绳索和所述第二绳索在所述第三滑轮和第四滑轮处的最小距离小于所述主动轴的直径；
所述第一绳索缠绕于所述第一滑轮靠近所述第二滑轮的侧面缠绕所述被动轴；
所述第二绳索缠绕于所述第二滑轮靠近所述第一滑轮的侧面缠绕所述被动轴。
9.根据权利要求8所述的3D机械探头，其特征在于，所述第一换向轮组和所述第二换向轮组之间的所述第一绳索与所述第二绳索的夹角与所述第一滑轮轴线和所述第二滑轮轴线的夹角相等。
10.根据权利要求1所述的3D机械探头，其特征在于，在靠近所述被动轴的位置还设有第三换向轮，所述第三换向轮的转动轴线与所述被动轴中轴线平行，所述第一绳索、第二绳索缠绕于所述第三换向轮与所述被动轴交叉缠绕，所述第一绳索、第二绳索位于所述第三换向轮的不同径面。
11.根据权利要求10所述的3D机械探头，其特征在于，所述第三换向轮的直径与所述主动轴直径相等。
12.一种绳索传动装置，其特征在于，所述绳索传动装置包括：
主动轴，设置有第一固定点和第二固定点，所述第一固定点和所述第二固定点位于所述主动轴的不同径面；
第一绳索，连接于所述第一固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；
第二绳索，连接于所述第二固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴。
13.根据权利要求12所述的绳索传动装置，其特征在于，所述第一固定点和所述第二固定点位于过所述主动轴中轴线的同一个平面上。
14.根据权利要求12或13所述的绳索传动装置，其特征在于，所述第一固定点和所述第二固定点分别开设有第一绳孔和第二绳孔，所述第一绳索的端头、第二绳索的端头分别固定于所述第一绳孔和所述第二绳孔内。
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Effective date of registration: 20180511

Address after: 518057 the 1-4 floor of MINDRAY building, science and technology south twelve Road, Nanshan District high tech Industrial Park, Shenzhen, Guangdong.

Co-patentee after: SHENZHEN MINDRAY SCIENTIFIC Co.,Ltd.

Patentee after: SHENZHEN MINDRAY BIO-MEDICAL ELECTRONICS Co.,Ltd.

Address before: 518057 the 1-4 floor of MINDRAY building, science and technology south twelve Road, Nanshan District high tech Industrial Park, Shenzhen, Guangdong.

Patentee before: SHENZHEN MINDRAY BIO-MEDICAL ELECTRONICS Co.,Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Application publication date: 20141224

Assignee: Shenzhen Mindray Animal Medical Technology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN MINDRAY BIO-MEDICAL ELECTRONICS Co.,Ltd.

Contract record no.: X2022440020009

Denomination of invention: 3D Mechanical Probe and Rope Drive

Granted publication date: 20170811

License type: Common License

Record date: 20220804