CN113093199A - 一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法 - Google Patents

一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法，包括底座和设置在底座上端用于放置待成像物体的放置组件，所述底座左端垂直设有一个竖板，所述竖板上端设有一个朝底座一侧延伸的顶板，所述顶板下方设有一个用于获取物体成像信息的超声波探头，所述顶板上设有用于带动超声波探头围绕放置组件上物体四周移动从而完成扫描工作的位置调节组件，所述超声波探头、位置传感器和位置调节组件电性连接设置在竖板表面的显示屏，本发明针对现有装置的需要进行设计，可以对待成像物体的位置进行微调，同时可以通过位置调节组件带动超声波探头在待检测物体四周三维扫描，保证了成像的精度，实用性强。

Description

一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法
技术领域
本发明涉及超声波技术领域，具体是一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法。
背景技术
超声波是一种频率高于20000Hz(赫兹)的声波，它的方向性好，反射能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离比空气中远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限超过人的听觉上限而得名。
超声成像简单说，通过发射定向超声波，超声波接触物体被反射，通过仪器接收这种反射波，再进行速率损耗等数据的运算，得到由点到面的反馈数据再由坐标数据构筑图像，从而成像。
现有的超声波成像时需要带动探头移动，进而构建一个三维图形，这种方式依赖于扫描装置与探头的移动，基于此，现在提供一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微凸超声成像扫描装置、系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微凸超声成像扫描装置，包括底座和设置在底座上端用于放置待成像物体的放置组件，所述底座左端垂直设有一个竖板，所述竖板上端设有一个朝底座一侧延伸的顶板，所述顶板下方设有一个用于获取物体成像信息的超声波探头，所述顶板上设有用于带动超声波探头围绕放置组件上物体四周移动从而完成扫描工作的位置调节组件，所述超声波探头、位置传感器和位置调节组件电性连接设置在竖板表面的显示屏。
作为本发明进一步的方案：所述超声波探头一侧设有用于检测与待成像物体距离的位置传感器。
作为本发明进一步的方案：所述位置调节组件包括设置在顶板下端的旋转筒，所述旋转筒上端中间位置通过固定柱与顶板转动连接，所述旋转筒外侧连接用于带动其转动的旋转驱动件，所述旋转筒呈圆盘形结构，所述旋转筒下端面滑动设有一个滑块，所述滑块的位移轨迹与旋转筒的直径重合，所述滑块下方设有一个纵向滑块，所述纵向滑块一侧安装有定位杆，所述定位杆另一端设有用于获取成像信息的超声波探头，所述滑块下端设有用于带动纵向滑块上下移动的纵向位移件，所述旋转筒内部设有安装腔，所述安装腔中设有用于带动滑块沿着直径方向移动的横向位移件。
作为本发明进一步的方案：所述纵向位移件包括竖直设置在滑块下端的引导杆，所述引导杆与纵向滑块上的滑动孔相配合，所述引导杆下端一侧设有一个侧板，所述引导杆一侧的滑块上安装有一个纵向电机，所述纵向电机的输出端设有一个纵向螺杆，所述纵向螺杆与纵向滑块上的纵向螺孔相配合，所述纵向螺杆下端与侧板转动连接。
作为本发明进一步的方案：所述横向位移件包括横置在安装腔内部的横向螺杆，所述横向螺杆一端与安装腔内壁转动连接，其另一端与横向电机的输出端连接，所述横向螺杆的垂直投影与旋转筒的直径重合，所述安装腔底部开设有一个微调滑槽，所述微调滑槽一端延伸至旋转筒圆心位置，所述微调滑槽中滑动配合有一个传动块，所述传动块下端设有用于连接滑块的连接端，所述传动块上穿设有一个与横向螺杆相配合的横向螺孔。
作为本发明进一步的方案：所述滑块上端面四个边角位置分别设有一个安装球槽，安装球槽中配合设有一个用于抵压顶板下端面的抵压球。
作为本发明进一步的方案：所述旋转驱动件包括设置在旋转筒外侧的从动齿环，所述从动齿环一侧的顶板下端安装有一个旋转电机，所述旋转电机的输出端设有与从动齿环相互啮合的驱动齿轮。
作为本发明再进一步的方案：所述放置组件包括与底座连接的支撑台，所述支撑台内部设有传动腔，所述传动腔上端口处滑动配合有一个升降柱，所述升降柱上端设有一个放置平台，所述升降柱下端开设有升降螺孔，升降螺孔中配合设有一个升降螺杆，所述升降螺杆下端与升降电机的输出端连接。
作为本发明再进一步的方案：所述旋转电机、横向电机和纵向电机为伺服电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的需要进行设计，可以对待成像物体的位置进行微调，同时可以通过位置调节组件带动超声波探头在待检测物体四周三维扫描，保证了成像的精度，实用性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明下侧的结构示意图。
图3为本发明内部的结构示意图。
图4为本发明中滑块的结构示意图。
其中：底座11、升降螺杆12、升降电机13、支撑台14、传动腔15、升降柱16、放置平台17、引导杆18、超声波探头19、微调滑槽20、横向螺杆21、横向电机22、旋转筒23、安装腔24、顶板25、传动块26、从动齿环27、旋转电机28、驱动齿轮29、竖板30、滑块31、纵向滑块32、纵向螺杆33、显示屏34、抵压球35。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明实施例中，一种微凸超声成像扫描装置，包括底座11和设置在底座11上端用于放置待成像物体的放置组件，所述底座11左端垂直设有一个竖板30，所述竖板30上端设有一个朝底座11一侧延伸的顶板25，所述顶板25下方设有一个用于获取物体成像信息的超声波探头19，所述顶板25上设有用于带动超声波探头19围绕放置组件上物体四周移动从而完成扫描工作的位置调节组件，通过位置调节组件带动超声波探头19在待测物体四周运动，从而完成成像的扫描工作，使得成像更加精细，所述超声波探头19一侧设有用于检测与待成像物体距离的位置传感器，从而便于控制超声波探头19与待检测物体的位置，所述超声波探头19、位置传感器和位置调节组件电性连接设置在竖板30表面的显示屏34，超声波探头19扫描所产生的图像信息会在显示屏34表面显示出来；
所述位置调节组件包括设置在顶板25下端的旋转筒23，所述旋转筒23上端中间位置通过固定柱与顶板25转动连接，所述旋转筒23外侧连接用于带动其转动的旋转驱动件，所述旋转筒23呈圆盘形结构，所述旋转筒23下端面滑动设有一个滑块31，所述滑块31的位移轨迹与旋转筒23的直径重合，所述滑块31下方设有一个纵向滑块32，所述纵向滑块32一侧安装有定位杆，所述定位杆另一端设有用于获取成像信息的超声波探头19，所述滑块31下端设有用于带动纵向滑块32上下移动的纵向位移件，所述旋转筒23内部设有安装腔24，所述安装腔24中设有用于带动滑块31沿着直径方向移动的横向位移件；
所述纵向位移件包括竖直设置在滑块31下端的引导杆18，所述引导杆18与纵向滑块32上的滑动孔相配合，所述引导杆18下端一侧设有一个侧板，所述引导杆18一侧的滑块31上安装有一个纵向电机，所述纵向电机的输出端设有一个纵向螺杆33，所述纵向螺杆33与纵向滑块32上的纵向螺孔相配合，所述纵向螺杆33下端与侧板转动连接，在纵向电机的作用下，纵向螺杆33与纵向滑块32相对转动，在螺纹的作用下，纵向滑块32沿着引导杆18上下滑动，从而使得超声波探头19可以上下扫描；
所述横向位移件包括横置在安装腔24内部的横向螺杆21，所述横向螺杆21一端与安装腔24内壁转动连接，其另一端与横向电机22的输出端连接，所述横向螺杆21的垂直投影与旋转筒23的直径重合，所述安装腔24底部开设有一个微调滑槽20，所述微调滑槽20一端延伸至旋转筒23圆心位置，所述微调滑槽20中滑动配合有一个传动块26，所述传动块26下端设有用于连接滑块31的连接端，所述传动块26上穿设有一个与横向螺杆21相配合的横向螺孔，在横向电机22的带动下，横向螺杆21与传动块26相对转动，在螺纹的作用下，传动块26带动滑块31沿着微调滑槽20滑动，从而带动超声波探头19横向调节；
这里的纵向位移件和横向位移件相配合可以很好的带动超声波探头19实现对物体的全方位扫描；
所述滑块31上端面四个边角位置分别设有一个安装球槽，安装球槽中配合设有一个用于抵压顶板25下端面的抵压球35，这样就可以将滑动摩擦转换成滚动摩擦，从而有效降低了磨损；
所述旋转驱动件包括设置在旋转筒23外侧的从动齿环27，所述从动齿环27一侧的顶板25下端安装有一个旋转电机28，所述旋转电机28的输出端设有与从动齿环27相互啮合的驱动齿轮29，通过旋转电机28带动驱动齿轮29转动，驱动齿轮29带动从动齿环27转动，从而带动旋转筒23在顶板25下端旋转，这种旋转方式使得超声波探头19可以围绕待检测物体周向旋转，从而完成周向扫描工作；
所述放置组件包括与底座11连接的支撑台14，所述支撑台14内部设有传动腔15，所述传动腔15上端口处滑动配合有一个升降柱16，所述升降柱16上端设有一个放置平台17，所述升降柱16下端开设有升降螺孔，升降螺孔中配合设有一个升降螺杆12，所述升降螺杆12下端与升降电机13的输出端连接，在升降电机13的作用下，升降螺杆12与升降柱16相对转动，在螺纹的作用下，升降柱16会带动放置平台17山下运动，从而对待成像物体高度进行调节。
本发明的工作原理是：在实际使用时，将待成像物体放置在放置平台17上，然后通过升降电机13带动升降螺杆12与升降柱16相对转动，从而对放置平台17的高度进行微调，以便将物体位移到合适的高度，然后通过纵向位移件带动超声波探头19向下运动，配合距离传感器，快速将超声波探头19位移到待检测物体位置，再通过横向位移件调节超声波探头19与待成像物体的距离，距离设定后，通过旋转驱动件带动旋转筒23旋转，从而使得超声波探头19围绕待成像物体四周运动，每运动一圈，纵向位移件会带动超声波探头19下降一个高度，从而获得不同高度的四周印象信息，这样就可以自上而下对待成像物体进行扫描，扫描产生的印象信息会快速从显示屏34上显示出来。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种微凸超声成像扫描装置，包括底座(11)和设置在底座(11)上端用于放置待成像物体的放置组件，其特征在于，所述底座(11)左端垂直设有一个竖板(30)，所述竖板(30)上端设有一个朝底座(11)一侧延伸的顶板(25)，所述顶板(25)下方设有一个用于获取物体成像信息的超声波探头(19)，所述顶板(25)上设有用于带动超声波探头(19)围绕放置组件上物体四周移动从而完成扫描工作的位置调节组件，所述超声波探头(19)、位置传感器和位置调节组件电性连接设置在竖板(30)表面的显示屏(34)。
2.根据权利要求1所述的微凸超声成像扫描装置其特征在于，所述超声波探头(19)一侧设有用于检测与待成像物体距离的位置传感器。
3.根据权利要求1所述的微凸超声成像扫描装置，其特征在于，所述位置调节组件包括设置在顶板(25)下端的旋转筒(23)，所述旋转筒(23)上端中间位置通过固定柱与顶板(25)转动连接，所述旋转筒(23)外侧连接用于带动其转动的旋转驱动件，所述旋转筒(23)呈圆盘形结构，所述旋转筒(23)下端面滑动设有一个滑块(31)，所述滑块(31)的位移轨迹与旋转筒(23)的直径重合，所述滑块(31)下方设有一个纵向滑块(32)，所述纵向滑块(32)一侧安装有定位杆，所述定位杆另一端设有用于获取成像信息的超声波探头(19)，所述滑块(31)下端设有用于带动纵向滑块(32)上下移动的纵向位移件，所述旋转筒(23)内部设有安装腔(24)，所述安装腔(24)中设有用于带动滑块(31)沿着直径方向移动的横向位移件。
4.根据权利要求3所述的微凸超声成像扫描装置，其特征在于，所述纵向位移件包括竖直设置在滑块(31)下端的引导杆(18)，所述引导杆(18)与纵向滑块(32)上的滑动孔相配合，所述引导杆(18)下端一侧设有一个侧板，所述引导杆(18)一侧的滑块(31)上安装有一个纵向电机，所述纵向电机的输出端设有一个纵向螺杆(33)，所述纵向螺杆(33)与纵向滑块(32)上的纵向螺孔相配合，所述纵向螺杆(33)下端与侧板转动连接。
5.根据权利要求3所述的微凸超声成像扫描装置，其特征在于，所述横向位移件包括横置在安装腔(24)内部的横向螺杆(21)，所述横向螺杆(21)一端与安装腔(24)内壁转动连接，其另一端与横向电机(22)的输出端连接，所述横向螺杆(21)的垂直投影与旋转筒(23)的直径重合，所述安装腔(24)底部开设有一个微调滑槽(20)，所述微调滑槽(20)一端延伸至旋转筒(23)圆心位置，所述微调滑槽(20)中滑动配合有一个传动块(26)，所述传动块(26)下端设有用于连接滑块(31)的连接端，所述传动块(26)上穿设有一个与横向螺杆(21)相配合的横向螺孔。
6.根据权利要求5所述的微凸超声成像扫描装置，其特征在于，所述滑块(31)上端面四个边角位置分别设有一个安装球槽，安装球槽中配合设有一个用于抵压顶板(25)下端面的抵压球(35)。
7.根据权利要求3所述的微凸超声成像扫描装置，其特征在于，所述旋转驱动件包括设置在旋转筒(23)外侧的从动齿环(27)，所述从动齿环(27)一侧的顶板(25)下端安装有一个旋转电机(28)，所述旋转电机(28)的输出端设有与从动齿环(27)相互啮合的驱动齿轮(29)。
8.根据权利要求1所述的微凸超声成像扫描装置，其特征在于，所述放置组件包括与底座(11)连接的支撑台(14)，所述支撑台(14)内部设有传动腔(15)，所述传动腔(15)上端口处滑动配合有一个升降柱(16)，所述升降柱(16)上端设有一个放置平台(17)，所述升降柱(16)下端开设有升降螺孔，升降螺孔中配合设有一个升降螺杆(12)，所述升降螺杆(12)下端与升降电机(13)的输出端连接。
9.一种成像系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的微凸超声成像扫描装置。
10.一种根据权利要求1-8任一所述的微凸超声成像扫描装置的扫描方法，其特征在于，将待成像物体放置在放置平台(17)上，然后通过升降电机(13)带动升降螺杆(12)与升降柱(16)相对转动，从而对放置平台(17)的高度进行微调，以便将物体位移到合适的高度，然后通过纵向位移件带动超声波探头(19)向下运动，配合距离传感器，快速将超声波探头(19)位移到待检测物体位置，再通过横向位移件调节超声波探头(19)与待成像物体的距离，距离设定后，通过旋转驱动件带动旋转筒(23)旋转，从而使得超声波探头(19)围绕待成像物体四周运动，每运动一圈，纵向位移件会带动超声波探头(19)下降一个高度，从而获得不同高度的四周印象信息，这样就可以自上而下对待成像物体进行扫描，扫描产生的印象信息会快速从显示屏(34)上显示出来。
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