CN108574394A - 一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，包括安装固定架、动子和定子，定子与安装固定架固定连接，定子包括两块轭铁、铁芯和两块永磁铁，动子是由两个滑块分别与线圈固定组成，线圈套装在铁芯的外侧，两个滑块相对设置并分别位于两块轭铁的外侧，工作时，两个滑块在线圈的带动下沿着铁芯的轴线方向来回运动，并且其中一个滑块上还分别安装有定位针和光栅，并且滑块的外侧还分别设有位置传感器和位移传感器，另一个滑块上安装有高频超声探头，本装置通过对位移传感器和位置传感器提供的位置反馈进行伺服控制，使动子沿直线导轨进行直线运动。该电机及其控制系统具有结构简单，精密度高的优点，符合超声成像的要求。

Description

一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统
技术领域
本发明涉及电子检测设备，尤其涉及一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统。
背景技术
由于音圈电机是一种基于安培力原理而设计的电机，它具有良好的静动态性能和控制特性。动子上的线圈可以看成是一个电感和一个电阻组成，当线圈内的电流变化时就会导致动子所受的安培力发生变化。因为无需传动装置而可以直接获得直线运动，与交流电机相比，音圈电机消除了那些间接装置而带来的机械磨损，可以用来实现精密的位置控制。传统音圈电机通常在电机端部输出如图1所示，这样的输出方式不利于设计结构紧凑的探头，传统的音圈电机为圆柱状，完成相同功能的前提下，占用体积较大。在传统的机械位移测量中，通常精度不高，体积庞大，操作复杂等，不满足工业控制的要求。
发明内容
本发明公开了一种带有新型音圈电机的高频超声探头及扫描系统，以解决现有技术中的音圈电机占用空间大、测量精度较低、操作复杂等技术问题，本发明公开的技术方案如下：
本发明公开了一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，包括安装固定架、动子和定子，定子与安装固定架固定连接，定子包括两块轭铁、铁芯和两块永磁铁，两块轭铁相对设置，铁芯位于两块轭铁之间并与两块轭铁构成闭合磁路，两块永磁铁也相对设置并且分别与两块轭铁的内壁贴合，铁芯与两块永磁铁之间形成一个磁隙通道，动子是由两个滑块分别与线圈固定组成，线圈的内径大于铁芯的外径，线圈的外径小于两块永磁铁之间的距离，线圈套装在铁芯的外侧，两个滑块相对设置并分别位于两块轭铁的外侧，工作时，线圈沿着磁隙通道来回移动，两个滑块在线圈的带动下沿着铁芯的轴线方向来回运动，并且其中一个滑块上还分别安装有定位针和光栅，并且滑块的外侧还分别设有位置传感器和位移传感器，位置传感器和位移传感器分别与安装固定架固定连接，其中位置传感器固定在安装固定架的顶端用来定位所述滑块的起始位置，位移传感器位于所述位置传感器的下部，位置传感器与位移传感器平行设置并分别与铁芯的轴线垂直。与带有定位针滑块相对的另一个滑块为运动输出滑块，运动输出滑块上可以安装有高频超声探头，可实现线性扫描。
进一步的，为了更好的提供封闭式匀强磁场，抵抗外界干扰，轭铁、铁芯和永磁铁均为长方体结构，在装置的两个端面还分别设有端盖，轭铁的两端分别设有螺孔，端盖上设有端盖孔，端盖孔与螺孔通过螺钉固定连接。
进一步的，为了更好的实现滑块直线运动，两块轭铁的外壁分别设有长条体导轨固定块，导轨固定块的轴线与轭铁的轴线平行，导轨固定块上固定有直线导轨，两个滑块分别与两个直线导轨安装连接，导轨固定块用来固定导轨。
进一步的，为了更好的实现滑块的运行，直线导轨为矩形凸块，滑块为凹形滑块，工作时，滑块沿着直线导轨直线运动。
本发明公开了一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，通过采用位移传感器、位置传感器作为位置检测装置不仅精度高，测量范围广，而且体积小，可靠性高，输出的信号是数字信号，减少很多外围电路，降低了一些不必要的干扰。并且两侧开口结构的方形状音圈电机，体积可灵活控制，保证结构的紧凑性；一侧开口安装位移传感器和光耦位置传感器，另一侧开口提供运动输出，线圈上安装滑块，使滑块在导轨上做直线运动。通过光栅位移传感器和光耦位置传感器精确的位置反馈，进行伺服控制，具有控制精确，扫描范围和速率可任意设定的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为传统音圈电机结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明A-A’处的剖视图。
图4为端盖结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
实施例1公开了一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，如图2和3所示，包括安装固定架13、动子和定子，定子与安装固定架1固定连接，定子包括两块轭铁2、铁芯5和两块永磁铁3，两块轭铁2相对设置，铁芯5位于两块轭铁2之间并与两块轭铁2构成闭合磁路，两块永磁铁3也相对设置并且分别与两块轭铁2的内壁贴合，铁芯5与两块永磁铁3之间形成一个磁隙通道，动子是由上滑块7.1和下滑快7.2分别与线圈4固定组成，线圈4的内径大于铁芯5的外径，线圈4的外径小于两块永磁铁3之间的距离，线圈4套装在铁芯5的外侧，上滑块7.1和下滑块7.2相对设置并分别位于两块轭铁2的外侧，工作时，线圈4沿着磁隙通道来回移动，上滑块7.1和下滑块7.2在线圈4的带动下沿着铁芯5的轴线方向来回运动，并且上滑块7.1上还分别安装有定位针8和光栅9，并且上滑块7.1的外侧还分别设有位置传感器10和位移传感器11，位置传感器10和位移传感器11分别与安装固定架13固定连接，其中位置传感器10固定在安装固定架13的顶端用来定位上滑块7.1的起始位置，位移传感器11位于位置传感器10的下部，位置传感器10与位移传感器11平行设置并分别与铁芯5的轴线垂直。其中，轭铁2、铁芯5和永磁铁3均为长方体结构，本装置的两个端面还分别设有端盖1，如图4所示，轭铁2的两端分别设有螺孔2.1，端盖上设有端盖孔1.1，端盖孔1.1与螺孔2.1通过螺钉固定连接。两块轭铁2的外壁分别设有长条体导轨固定块12，导轨固定块12的轴线与轭铁2的轴线平行，导轨固定块12上固定有直线导轨6，上滑块7.1和下滑块7.2分别与两个直线导轨6安装连接。直线导轨6为矩形凸块，上滑块7.1和下滑块7.2均为凹形滑块，工作时，上滑块7.1和下滑块7.2分别沿着直线导轨6直线运动。下滑块7.2为运动输出滑块，运动输出滑块7.2上安装有高频超声探头(图中未标注)可用于线性扫描。
实施例2
实施例2公开了一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，包括安装固定架13、动子和定子，定子与安装固定架1固定连接，定子包括两块轭铁2、铁芯5和两块永磁铁3，两块轭铁2相对设置，铁芯5位于两块轭铁2之间并与两块轭铁2构成闭合磁路，两块永磁铁3也相对设置并且分别与两块轭铁2的内壁贴合，铁芯5与两块永磁铁3之间形成一个磁隙通道，动子是由上滑块7.1和下滑块7.2分别与线圈4固定组成，线圈4的内径大于铁芯5的外径，线圈4的外径小于两块永磁铁3之间的距离，线圈4套装在铁芯5的外侧，上滑块7.1和下滑块7.2相对设置并分别位于两块轭铁2的外侧，工作时，线圈4沿着磁隙通道来回移动，两个滑块在线圈4的带动下沿着铁芯5的轴线方向来回运动，并且其中上滑块7.1上还分别安装有定位针8和光栅9，并且上滑块7.1的外侧还分别设有位置传感器10和位移传感器11，位置传感器10和位移传感器11分别与安装固定架13固定连接，其中位置传感器10固定在安装固定架13的顶端用来定位上滑块7.1的起始位置，位移传感器11位于位置传感器10的下部，位置传感器10与位移传感器11平行设置并分别与铁芯5的轴线垂直。其中，轭铁2、铁芯5和永磁铁3均为长方体结构，本装置的两个端面还分别设有端盖1，轭铁2的两端分别设有螺孔2.1，端盖上设有端盖孔1.1，端盖孔1.1与螺孔2.1通过螺钉固定连接。两块轭铁2的外壁分别设有长条体导轨固定块12，导轨固定块12的轴线与轭铁2的轴线平行，导轨固定块12上固定有直线导轨6，上滑块7.1和下滑块7.2分别与两个直线导轨6安装连接。直线导轨6为矩形凸块，上滑块7.1和下滑块7.2均为凹形滑块，工作时，上滑块7.1和下滑块7.2分别沿着直线导轨6直线运动。下滑块7.2为运动输出滑块，运动输出滑块7.2上安装有高频探头(图中未标注)。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，其特征在于：包括安装固定架、动子和定子，所述定子与所述安装固定架固定连接，所述定子包括两块轭铁、铁芯和两块永磁铁，所述两块轭铁相对设置，所述铁芯位于两块轭铁之间并与所述两块轭铁构成闭合磁路，两块所述永磁铁也相对设置并且分别与所述两块轭铁的内壁贴合，所述铁芯与所述两块永磁铁之间形成一个磁隙通道，所述动子是由两个滑块分别与线圈固定组成，所述线圈的内径大于所述铁芯的外径，所述线圈的外径小于所述两块永磁铁之间的距离，所述线圈套装在所述铁芯的外侧，所述两个滑块相对设置并分别位于所述两块轭铁的外侧，工作时，所述线圈沿着所述磁隙通道来回移动，所述两个滑块在所述线圈的带动下沿着所述铁芯的轴线方向来回运动，并且其中一个滑块上还分别安装有定位针和光栅，并且所述滑块的外侧还分别设有位置传感器和位移传感器，所述位置传感器和所述位移传感器分别与所述安装固定架固定连接，其中所述位置传感器固定在所述安装固定架的顶端用来定位所述滑块的起始位置，所述位移传感器位于所述位置传感器的下部，所述位置传感器与位移传感器平行设置并分别与所述铁芯的轴线垂直，其中另一个所述滑块为运动输出滑块，所述运动输出滑块上安装有高频超声探头。
2.如权利要求1所述的带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，其特征在于：所述轭铁、铁芯和永磁铁均为长方体结构，所述带有新型音圈电机的高频超声探头的两个端面还分别设有端盖，所述轭铁的两端分别设有螺孔，所述端盖上设有端盖孔，所述端盖孔与所述螺孔通过螺钉固定连接。
3.如权利要求1所述的带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，其特征在于：所述两块轭铁的外壁分别设有长条体导轨固定块，所述导轨固定块的轴线与所述轭铁的轴线平行，所述导轨固定块上固定有直线导轨，所述两个滑块分别与两个所述直线导轨安装连接。
4.如权利要求3所述的带有新型音圈电机的高频超声探头扫描系统，其特征在于：所述直线导轨为矩形凸块，所述滑块为凹形滑块，工作时，所述滑块沿着所述直线导轨直线运动。
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