CN112494068B - 一种超声探头的恒力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声探头的恒力装置，驱动组件，包括电机、第一带轮，第一带轮受电机驱动与该电机的输出轴同步转动；滚珠丝杠，包括丝杠和套设于丝杠上的滑台，丝杠的输入端套设有第二带轮，第二带轮和第一带轮之间通过同步带联动；探头反馈组件，包括探头、滑块和力传感器，探头与滑台通过滑块连接，力传感器设置在探头与滑块之间。本公开使用同步带使得滚珠丝杠模组部分与伺服电机驱动机构不处于一条直线，减少了本公开装置的总体长度，使得结构更加紧凑，从而使得整体体积较小，结构简单，成本低，进而适用范围广。除此之外，本发明装置可通过安装或拆卸连接法兰切换成手持使用或配合机械臂使用。

Description

一种超声探头的恒力装置

技术领域

本发明涉及超声波检查技术领域，具体而言，涉及一种超声探头的恒力装置。

背景技术

超声检测是一种通用的医疗成像方式。然而超声医师多徒手使用超声探头对病人进行检测，超声医师手部的抖动和患者身体的微小移动引起的图像变化成为开发标准化诊断应用程序的重要障碍。为此，人们想到设计一种用来保持超声探头与病人待检测部位恒力的装置来避免图像的变化，超声探头恒力保持装置可以由医生手持，也安装在机械臂末端来对病人进行长时间的超声检测。但现有的超声探头的恒力装置的长度太长，适用的环境有限。

发明内容

因此，本公开的目的是提供了一种超声探头的恒力装置，减少了其长度，使得结构更加紧凑，从而使得整体体积较小，结构简单，成本低，进而适用范围广。

根据本公开的第一方面，提供了一种超声探头的恒力装置，具有驱动组件，包括电机、第一带轮，第一带轮受电机驱动与电机的输出轴同步转动；滚珠丝杠，其与所述驱动组件并排设置，包括丝杠和套设于该丝杠上的滑台，丝杠的输入端套设有第二带轮，第二带轮和第一带轮之间通过同步带联动；探头反馈组件，探头、滑块和力传感器，探头与滑台通过滑块连接，力传感器设置在探头与滑块之间。

现有技术的超声探头恒力装置的长度太长，使用不方便。本公开考虑到这一点，想到可以通过调整原本安装在同一直线上的驱动组件和滚珠丝杠的连接和/或驱动关系来使得解决超声探头恒力装置长度太长的问题。具体地，本公开在用于驱动的电机的输出轴上套设第一带轮，然后将滚珠丝杠配置在电机旁，使滚珠丝杠部分与电机不处于一条直线，在滚珠丝杠的输入端上配置第二带轮，并使用同步带进行联动，由此将电机输出轴的旋转运动传递至滚珠丝杠，进而滚珠丝杠输入端的丝杠旋转运动转换成为设置在丝杠上的滑台的直线运动。将探头设置在与前述滑台连接的滑块上，探头就会随滑台的直线运动进而也发生直线运动。在探头与滑块之间设置与探头电性连接的力传感器。当力传感器接收到探头处返回的力的大小后，经计算大于或小于预设的压力时，控制电机进行正转或反转使得探头在滚珠丝杠的长度方向上回缩或前探。

在一些可能的实施方式中，还包括安装底座，其由电机底座和轴承底座对合组成，电机底座具有固定电机的腔室，电机的输出轴从电机底座伸入轴承底座中，轴承底座远离电机底座的一端设有支撑板。

在一些可能的实施方式中，驱动组件还包括联轴器和轴，电机的输出轴与轴的一端通过联轴器连接、轴的另一端与支撑板通过轴承连接，第一带轮套设于轴上并位于在轴承底座内。

在一些可能的实施方式中，电机底座的腔室底部设有固定件，用于在安装电机后与夹紧扣配合将电机固定在腔室中。

在一些可能的实施方式中，探头反馈组件还包括一对夹持板，探头位于该一对夹持板之间并被夹紧，探头通过位于下方的夹持板与滑块连接，力传感器设置在夹持板与滑块的连接处。

在一些可能的实施方式中，滑块、位于下方的夹持板与力传感器的连接处均设有凸台，用于使力传感器与滑块、位于下方的夹持板连接后不会发生相对转动。

在一些可能的实施方式中，安装底座、滑块、夹持板被配置为部分镂空的结构，用于减少质量。

在一些可能的实施方式中，还具有外壳，外壳包括外壳主体和外壳盖，外壳主体将驱动组件、滚珠丝杠和探头反馈组件包含在内，外壳主体的一端配置有开口以使探头伸出外壳主体外，另一端配置有外壳盖。外壳使得本公开外壳内部的结构免于暴露在外界并对其造成不必要的磨损，外壳盖与外壳主体相配合防止灰尘落入。

在一些可能的实施方式中，外壳还包括连接法兰，连接法兰的一端与外壳主体的底部连接，另一端与外部的机械臂连接，连接法兰与机械臂连接的一端配置有凸柱以保持连接法兰与机械臂连接稳定。当本公开用于医生手持时，可将连接法兰拆卸，当安装于机械臂的末端时，将连接法兰安装在外壳主体与机械臂末端之间。连接法兰与机械臂连接后，凸柱嵌入机械臂中的相应通孔中，以保持连接法兰与机械臂不会发生相对转动或因松散的连接而相互震动。

本公开使用同步带使得滚珠丝杠模组部分与伺服电机驱动机构不处于一条直线，减少了本公开装置的总体长度，使得结构更加紧凑，从而使得整体体积较小，结构简单，成本低，进而适用范围广。除此之外，本发明装置可通过安装或拆卸连接法兰切换成手持使用或配合机械臂使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出本公开其中一个实施例的结构分解图；

图2示出本公开其中一个实施例的结构组合图；

图3示出从一个角度观察的本公开其中一个实施例的内部结构图；

图4示出从另一个角度观察的本公开其中一个实施例的内部结构图；

图5示出本公开其中一个实施例中电机底座的结构图；

图6示出本公开其中一个实施例中轴承底座的结构图；

图7示出本公开其中一个实施例中滑块的结构图；

图8示出本公开其中一个实施例中位于下方的夹持板的结构图；

图9示出本公开其中一个实施例中外壳主体的透视结构图；

图10示出本公开其中一个实施例中连接法兰的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本公开的其中一个实施例，超声探头的恒力装置包括驱动组件2、滚珠丝杠4、探头反馈组件3、外壳主体11、外壳盖12和连接法兰13。其中，驱动组件2、滚珠丝杠4、探头反馈组件3自下而上地配置在一起。驱动组件2、滚珠丝杠4、探头反馈组件3组装完成后嵌入外壳主体11内并被外壳盖12封闭。连接法兰13安装在外壳主体11的下方用于与外部的机械臂连接。

如图2所示，外壳主体11被外壳盖12封闭，连接法兰13安装在外壳主体11的底部。

如图3所示，驱动组件2包括电机底座21、电机23(未图示出)、夹紧扣22(未图示出)、联轴器25、轴(未图示出)、轴承底座24、轴承(未图示出)、同步带26、第一带轮28。探头反馈组件3包括探头31、上夹持板32、下夹持板35、滑块37和力传感器36(未图示出)。滚珠丝杠4包括第二带轮41和滑台42。

其中，电机23(未图示出)安装在电机底座上，电机23(未图示出)的输出轴贯穿电机底座21后从轴承底座24的其中一端进入轴承底座24内并与联轴器25一端固接，而联轴器25的另一端与轴(未图示出)的一端固接，轴的另一端端部处套设一轴承27，该轴承27设置在轴承底座24远离电机底座21的另一端。该轴承27配置在在靠近轴(未图示出)的另一端端部处套设有第一带轮28。由此，联轴器25、轴、第一带轮28均与电机23的输出轴同步转动。

滚珠丝杠4并排安装在驱动组件2的背面，第二带轮41与轴承底座24处的第一带轮28通过同步带26联动。探头31被上夹持板32、下夹持板35夹紧，上夹持板32、下夹持板35之间通过螺钉螺母配合连接，其中下夹持板35安装在滑块37上，下夹持板35与滑块37的连接处设置力传感器36(未图示出)。滑台42与滑块37连接，使探头反馈组件3跟随滚珠丝杠4的滑台42做直线运动。

如图4所示，驱动组件2包括电机底座21、电机23、夹紧扣22、联轴器25、轴(未图示出)、轴承底座24、轴承(未图示出)、同步带26、第一带轮28。探头反馈组件3包括探头31、上夹持板32、下夹持板35、滑块37和力传感器36。滚珠丝杠4包括第二带轮41和滑台42(未图示出)。

如图5所示，电机底座21包括用于固定电机23(未图示出)的空腔211，空腔211的底部还配置有固定件212，当电机23安装在空腔211后，配置一夹紧扣213(未图示出)与固定件212配合将电机23进行加固。电机底座21的一端设有通孔215用于与滚珠丝杠4下方螺接、另一端配置有一挡板，挡板上具有通孔214，电机23的输出轴贯穿通孔214后伸出电机底座21外。电机底座21的底板被配置为部分镂空，用于减轻电机底座21的质量。

如图6所示，电机23的输出轴贯穿设置在轴承底座24一端的挡板后伸入轴承底座24中，该挡板上开设通孔243用于容纳联轴器25(未图示出)。轴承底座24的另一端开设轴承座241。轴承座24的凸台242能防止轴承27向外活动，凸台的合理高度又使得轴承24便于从轴承座241上拆卸下来。

如图7所示，滑块37的一端具有四个螺纹孔371，用于与滑台42连接。另一端开设有通孔372，用于与力传感器36(未图示出)连接。通孔372出设有凸台33，防止力传感器36与滑块37之间有相对转动。滑块37被配置为部分镂空，用于减轻滑块37的质量。

如图8所示，下夹持板35具有四个通孔，用于与上夹持板32通过螺钉螺母配合连接。下夹持板35上设有连接块，连接块上的通孔352用于与力传感器36(未图示出)连接。连接块上还设有凸台38，用于防止力传感器36与下夹持板35之间有相对转动。下夹持板35被配置为具有镂空部分，从而能减少装置总质量。

如图9所示，在外壳主体11的侧面开设有通孔111和通孔113，用于与滚珠丝杠40固定连接，外壳主体的底面开设有通孔112用于与连接法兰连接。

如图10所示，连接法兰13其中一个端面设有凸台131、135，用于使机械臂与连接法兰13的准确对合，防止连接法兰相对于机械臂末端跳动。同一端面上还开设有用于螺丝刀或T字扳手等工具伸入的通孔132和用于与机械臂末端连接的通孔134。连接法兰13的另一个端面设有通孔133，用于配合通孔112、螺栓螺母将连接法兰13与外壳主体11连接。

电机23输出轴的旋转运动经过滚珠丝杠4由旋转运动转换为滑台41的直线运动，从而带动探头反馈组件3进行直线运动，当力传感器36返回的力大小经计算后大于或小于所需压力时，电机控制部分控制电机23进行正反转使得探头31回缩或前探。其中，电机的控制可以利用现有的编程语言，如VB、VC等完成上述的程序编写来控制电机。

尽管已经通过优选实施例进一步详细说明和描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下从其中得出其他变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超声探头的恒力装置，其特征在于，具有：

驱动组件，包括电机、第一带轮，所述第一带轮受所述电机驱动与该电机的输出轴同步转动；

滚珠丝杠，其与所述驱动组件并排设置，包括丝杠和套设于该丝杠上的滑台，所述丝杠的输入端套设有第二带轮，所述第二带轮和第一带轮之间通过同步带联动；

探头反馈组件，包括探头、滑块和力传感器，所述探头与所述滑台通过所述滑块连接，所述力传感器设置在所述探头与所述滑块之间；

还包括安装底座，其由电机底座和轴承底座对合组成，所述电机底座具有固定所述电机的腔室，所述电机的输出轴从所述电机底座伸入所述轴承底座中，所述轴承底座远离所述电机底座的一端设有支撑板；

所述驱动组件还包括联轴器和轴，所述电机的输出轴与所述轴的一端通过所述联轴器连接、所述轴的另一端与所述支撑板通过轴承连接，所述第一带轮套设于所述轴上并位于在所述轴承底座内；

还具有外壳，所述外壳包括外壳主体和外壳盖，所述外壳主体将所述驱动组件、滚珠丝杠和探头反馈组件包含在内，所述外壳主体的一端配置有开口以使所述探头伸出所述外壳主体外，另一端配置有所述外壳盖；

所述外壳还包括连接法兰，所述连接法兰的一端与所述外壳主体的底部连接，另一端与外部的机械臂连接，所述连接法兰与所述机械臂连接的一端配置有凸柱以保持所述连接法兰与所述机械臂连接稳定。

2.根据权利要求1所述的超声探头的恒力装置，其特征在于，所述电机底座的腔室底部设有固定件，用于在安装所述电机后与夹紧扣配合将所述电机固定在所述腔室中。

3.根据权利要求2所述的超声探头的恒力装置，其特征在于，所述探头反馈组件还包括一对夹持板，所述探头位于该一对夹持板之间并被夹紧，所述探头通过位于下方的所述夹持板与所述滑块连接，所述力传感器设置在所述夹持板与滑块的连接处。

4.根据权利要求2或3所述的超声探头的恒力装置，其特征在于，所述滑块、位于下方的夹持板与所述力传感器的连接处均设有凸台，用于使所述力传感器与所述滑块、位于下方的夹持板连接后不会发生相对转动。

5.根据权利要求4所述的超声探头的恒力装置，其特征在于，所述安装底座、滑块、夹持板被配置为部分镂空的结构，用于减少质量。

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