CN110600922A - 一种手持超声探头连接器的设计方法 - Google Patents

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杜春宁
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李腾飞
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Abstract

本发明涉及一种手持超声探头连接器的设计方法，所述手持超声设备包括主机和探头两部分，二者通过探头连接器进行连接；所述连接器的引脚定义面中包括了阵元引脚Pin[0]～Pin[N‑1](N为阵元数)、地引脚以及未定义引脚；所述连接器引脚定义面具有几何中心对称性，对称中心为O；所述阵元引脚几何分布上关于所述对称中心O对称；每一对对称分布的阵元引脚序号之和相等，等于最大序号与最小序号之和；所述地引脚几何分布上关于所述对称中心O对称。

Description

一种手持超声探头连接器的设计方法
技术领域
本发明涉及超声设备技术领域，尤其涉及一种手持超声探头连接器的设计方法。
背景技术
随着移动医疗领域的飞速发展，国内外市场上出现了越来越多的手持超声设备，它们大多可单手持握，利用wifi或usb传输图像信息，部分机器甚至可以连接到通用的移动设备，大大丰富了超声设备的应用场景，使得超声设备能在更多类型的医疗诊断中发挥作用。
手持超声设备中，可以按照是否能更换探头分为两类。由于超声声头阵元多，连接线多，在小型手持设备上设计探头连接器有较大难度，因此，部分厂商将他们的产品设计成不可更换探头的形式，以保证探头工作的稳定性。它的不足是用户需要配备多个设备才能支持不同的检查需求，成本较高，也不易于管理。
另外一部分产品则设计成可更换探头的形式，优点是一个主机可以配备多个探头，成本相对较低，管理也相对简单。它们主要要克服的问题是探头连接的稳定性和耐久性，以及更换探头的便捷程度。由于手持超声设备的探头连接器体积较小，相对容易因为插拔用力不当而受损，因此，合理的设计有利于延长设备的使用寿命。
发明内容
由于超声声头的外形一般是对称的，因此，可以设计一种支持探头正反插拔的探头连接器，这样不易出现因为插反而损坏探头的情况，便于用户更换探头，且对称的设计更有利于使受力均匀，保证探头连接的稳定性。
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种手持超声探头连接器的设计方法，以支持探头的正反插拔。
一种手持超声探头连接器的设计方法，所述手持超声设备包括主机和探头两部分，二者通过探头连接器进行连接；所述连接器的引脚定义面中包括了阵元引脚Pin[0]～Pin[N-1](N为阵元数)、地引脚以及未定义引脚；
其特征在于：
a.所述连接器引脚定义面具有几何中心对称性，对称中心为O；
b.所述阵元引脚几何分布上关于所述对称中心O对称；
c.每一对对称分布的阵元引脚序号之和相等，等于最大序号与最小序号之和；
d.所述地引脚几何分布上关于所述对称中心O对称。
附图说明
图1为本发明所述的手持超声设备示意图；
图2为本发明所述的探头正插情况下连接器的公头与母头引脚对应关系图；
图3为本发明所述的探头反插情况下连接器的公头与母头引脚对应关系图；
图4为本发明所述的引脚定义面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的手持超声探头连接器的设计方法作进一步详细的说明。不失一般性，以阵元数N＝4对本发明进行说明。
附图1为本发明所述的手持超声设备示意图。它主要包括101主机部分、102探头部分以及连接二者的103连接器部分。103连接器的公头(或母头)与101主机中的104发射接收模块相连，103连接器母头(或公头)与102探头中的105声头相连。104发射接收模块中定义的信号线0～3通过103连接器对应连接到105声头的阵元0～3上，以保证超声的发射接收过程的正常进行。
首先说明支持探头正反插需要满足的条件。
附图2为本发明所述的探头正插情况下连接器的公头与母头引脚对应关系图。此时，204公头中定义的引脚顺序与205母头中定义的引脚顺序完全一致，保证了203发射接收模块的信号线0～3与206声头中的阵元0～3一一映射，探头连接正常。
附图3为本发明所述的探头反插情况下连接器的公头与母头引脚对应关系图。反插实际上是306声头旋转了180°，为了保证发射接收正常工作，需要保证303发射接收模块的信号线0～3一一映射到206声头中的阵元3～0。由于声头是不区分正反的，这种前后倒置的映射关系等效于附图2中展示的正插时按顺序的映射关系。
反插时，令304公头定义的引脚序号为x，305母头定义的引脚序号为y，则这种映射关系可以表示为：
y＝-x+a，a为常量
易知，a为最大引脚序号与最小引脚序号之和。
上式又可以表示为：
x+y＝a
由于反插时探头旋转180°是一种中心对称关系，即要求中心对称的两个引脚序号满足和为常量，常量等于最大引脚序号与最小引脚序号之和。
下面说明本发明所述的设计方法能够满足上述条件。
图4为本发明所述的引脚定义面示意图。401引脚定义面关于原点O具有几何中心对称性，结构上满足了正反插的需求。
把Pin0～Pin3按照奇偶分为两组，Pin0，Pin2和Pin1，Pin3。根据一对具有中心对称关系的引脚序号和等于最大引脚序号与最小引脚序号之和的原则，Pin0对应的是Pin3，Pin1对应Pin2。在x轴上方分配好Pin0，Pin2，再按照中心对称性，把Pin3分配到与Pin0关于O中心对称的位置，同理分配Pin1。再在四个角点对称地分配引脚Gnd。
容易理解，探头反插时，连接器公头定义的引脚0～3正好映射到母头定义的引脚3～0，同时，地Gnd也保证了连通。满足探头正反插的要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种手持超声探头连接器的设计方法，所述手持超声设备包括主机和探头两部分，二者通过探头连接器进行连接；所述连接器的引脚定义面中包括了阵元引脚Pin[0]～Pin[N-1](N为阵元数)、地引脚以及未定义引脚；
其特征在于：
a.所述连接器引脚定义面具有几何中心对称性，对称中心为O；
b.所述阵元引脚几何分布上关于所述对称中心O对称；
c.每一对对称分布的阵元引脚序号之和相等，等于最大序号与最小序号之和；
d.所述地引脚几何分布上关于所述对称中心O对称。
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