CN114652345A - 一种便携式小型超声检测辅助设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式小型超声检测辅助设备中，其包括外壳、直线运动装置、超声探头、控制器和微型压力传感器。其中，超声探头与直线运动装置输出端连接，微型压力传感器用于将采集到的超声探头的压力信号传递给控制器，进而使得控制器控制直线运动装置带动超声探头做直线往复移动，以实现超声探头恒力作用于皮肤表面；且直线运动装置、控制器和微型压力传感器集成设置在外壳内，使得该设备结构更加紧凑，从而使得整体体积较小，结构简单，成本低，重量轻。

Description

一种便携式小型超声检测辅助设备

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种便携式小型超声检测辅助设备。

背景技术

超声检测是一种通用的医疗成像方式，在临床诊断和治疗中的应用已经十分普及，主要用于检测人体不同组织、病理组织与正常组织之间声学差异，是医院不可或缺的检测设备。通常情况下的超声医师都是人工手持超声探头对病人进行检测，检测过程中超声医师手部的抖动和患者身体的微小移动所引起的图像变化会影响检测结果的判断，成为开发标准化诊断应用程序的重要障碍。

针对手持超声检测头导致的检测图像不稳定的问题，目前有一些用于辅助超声检测的仪器通过同步带轮与丝杠传动，将电机的旋转运动转化为丝杠的直线运动驱动超声探头的往复运动。但此类辅助仪器仍需要外接控制器且通过同步带轮与丝杠传动导致设备自身有较大的质量，因此，并不便于携带和长时间操作。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中辅助超声检测的仪器由于需要外接控制器且质量较大，不便于携带和长时间操作的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种便携式小型超声检测辅助设备，其包括：外壳；直线运动装置，其设置在所述外壳内；超声探头，其与所述直线运动装置连接；控制器，其设置在所述外壳内并与所述直线运动装置电连接，用于控制所述直线运动装置带动所述超声探头做往复直线移动；微型压力传感器，其分别连接所述超声探头和所述直线运动装置，用于将采集到的所述超声探头的压力信号传递给所述控制器，进而使得所述控制器控制所述直线运动装置带动所述超声探头移动，以实现所述超声探头恒力作用于皮肤表面。

在本申请的一些实施例中，所述外壳包括筒部和续接所述筒部的敞口部；所述直线运动装置包括微型直线电机、连接于所述微型直线电机输出端的丝杆、与所述丝杆平行设置的滑轨以及与所述滑轨配合的滑块；

其中，所述微型直线电机设置在所述筒部内，所述丝杆和所述滑轨设置在所述敞口部，所述超声探头和所述微型压力传感器设置在所述滑块上，且所述微型压力传感器与所述丝杆通过螺纹连接，所述微型直线电机驱动所述丝杆带动所述滑块沿所述滑轨移动，进而使得所述超声探头沿所述滑轨移动。

在本申请的一些实施例中，该便携式小型超声检测辅助设备还包括传感器固定件，所述微型压力传感器和所述超声探头通过所述传感器固定件连接在所述滑块上。

在本申请的一些实施例中，该便携式小型超声检测辅助设备还包括用于夹持所述超声探头的夹持件，所述超声探头通过所述夹持件连接在所述传感器固定件上。

在本申请的一些实施例中，该便携式小型超声检测辅助设备还包括底座，所述底座固定连接所述外壳内的底部，所述直线运动装置连接在所述底座上。

在本申请的一些实施例中，该便携式小型超声检测辅助设备还包括遮光片和两个光电传感器，两个所述光电传感器连接于所述底座上，且位于所述滑轨同侧并分别布置在所述滑轨的两端，所述遮光片连接在所述传感器固定件朝向所述光电传感器的一侧，所述光电传感器用于采集到所述遮光片的信号后发送中断信号到所述控制器以控制所述直线运动装置停止驱动。

在本申请的一些实施例中，所述光电传感器通过传感器支架连接于所述底座。

在本申请的一些实施例中，该便携式小型超声检测辅助设备还包括电机固定件，所述微型直线电机通过所述电机固定件连接于所述底座上。

在本申请的一些实施例中，该便携式小型超声检测辅助设备还包括六轴角度传感器，所述六轴角度传感器设置在所述底座上，并与所述控制器电连接，以用于采集角度信息并对所述超声探头进行重力补偿。

在本申请的一些实施例中，该便携式小型超声检测辅助设备还包括盖设于所述筒部背离所述敞口部一端的壳盖。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：

本发明的便携式小型超声检测辅助设备中，包括外壳、直线运动装置、超声探头、控制器和微型压力传感器。其中，超声探头与直线运动装置输出端连接，微型压力传感器用于将采集到的超声探头的压力信号传递给控制器，进而使得控制器控制直线运动装置带动超声探头做直线往复移动，以实现超声探头恒力作用于皮肤表面；且直线运动装置、控制器和微型压力传感器集成设置在外壳内，使得该设备结构更加紧凑，从而使得整体体积较小，结构简单，成本低，重量轻。

附图说明

图1是本发明便携式小型超声检测辅助设备一实施例的外观示意图。

图2是图1中的直线运动装置与超声探头连接的结构示意图。

图3是图2的另一视角结构示意图。

图4是图1的外壳结构示意图。

图5是本发明便携式小型超声检测辅助设备一实施例的传感器连接件的结构示意图。

图6是本发明便携式小型超声检测辅助设备一实施例的电机固定支座的结构示意图。

图7是本发明便携式小型超声检测辅助设备一实施例的下夹持件的结构示意图。

图8是本发明便携式小型超声检测辅助设备一实施例的底座的结构示意图。

附图标记说明如下：

10、外壳；11、筒部；111、凸台；112、弧状凹陷；113、凸块；113a、凸块通孔；12、敞口部；13、壳盖；14、卡槽；10a、底部通孔；20、直线运动装置；21、微型直线电机；22、丝杆；23、滑块；24、滑轨；25、电机固定件；251、第一板体；252、第二板体；253、弧状凹台；25a、电机固定件阶梯孔；25b、固定件第一螺纹孔；25c、固定件第二螺纹孔；25d、板体通孔；30、底座；31、凹槽；30a、第一螺纹孔；30b、第二螺纹孔；30c、第三螺纹孔；30d、第四螺纹孔；30e、第五螺纹孔；30f、第六螺纹孔；30g、第七螺纹孔；40、微型压力传感器；41、传感器固定件；411、水平部；412、垂直部；41a、传感器固定件阶梯孔；41b、上通孔；41c、下通孔；42、遮光片；42a、遮光片螺纹连接孔；50、夹持件；51、上夹持件；52、下夹持件；521、夹持部；522、固定部；522a、上阶梯孔；522b、下阶梯孔；53、夹持区域；60、光电传感器；61、传感器支架；70、六轴角度传感器；80、控制器；90、超声探头。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

如图1、图2和图3所示，本申请提供了一种便携式小型超声检测辅助设备，包括外壳10、直线运动装置20、超声探头90、控制器80和微型压力传感器40。其中，直线运动装置20、控制器80和微型压力传感器40集成设置在外壳10内，超声探头90与直线运动装置20连接。

如图4所示，外壳10包括筒部11和续接筒部11的敞口部12。具体地，筒部11为由壳体围合而成两端贯通的外壳10部分，筒部11的壳体顶端设置向外凸出形成凸台111，凸台111用于布置外壳10内部的线路引出；敞口部12为由筒部11一端水平延伸形成的具有顶部敞口的壳体。进一步地，如图1所示，筒部11背离敞口部12的一端还设置有壳盖13，筒部11的靠近端部的内侧设置有与壳盖13配合卡接的卡槽14。在其他的实施例中，壳盖13还可以通过螺纹等连接方式与筒部11配合以实现其可盖闭筒部11的端口。本实施例的外壳10考虑了人体工程学，方便使用者手持使用，也可安装于机械臂末端使用，都可达到所需要求。

直线运动装置20包括微型直线电机21、连接于微型直线电机21输出端的丝杆22、与丝杆22平行设置的滑轨24以及与滑轨24配合的滑块23。具体地，微型驱动电机设置在筒部11内，丝杆22和滑轨24设置在敞口部12；超声探头90和微型压力传感器40设置在滑块23上，且微型压力传感器40与丝杆22通过螺纹连接，微型直线电机21驱动丝杆22带动滑块23沿滑轨24移动，进而使得超声探头90沿滑轨24移动，外壳10的敞口部12的设置使得超声探头90可沿滑轨24无阻碍地移动。

具体地，直线运动装置20通过底座30连接在外壳10内的底部，底座30的长度方向与丝杆22及滑轨24平行设置。

如图4和图8所示，底座30开设有第一螺纹孔30a，外壳10的底部开设有底部通孔10a，底座30的第一螺纹孔30a与底部通孔10a配合对准，以用于实现底座30与外壳10的底部的螺纹连接。

底座30位于敞口部12的部分开设有多个第二螺纹孔30b，以用于实现直线运动装置20的滑轨24与底座30的螺纹连接。

微型驱动电机通过电机固定件25与底座30连接。如图6所示，电机固定件25包括第一板体251和与竖直设于第一板梯上的第二板体252。

电机固定件25的第一板体251上开设多个电机固定件阶梯孔25a，如图8所示，底座30位于筒部11的部分开设有与电机固定件阶梯孔25a对准配合的第三螺纹孔30c，以用于实现电机固定件25的底部与底座30的螺纹连接；第一板体251的中部形成与微型直线电机21配合的弧状凹台253，以用于定位微型直线电机21，避免微型直线电机21工作状态中的移位。

电机固定件25的第二板体252上开设有多个固定件第一螺纹孔25b，外壳10的筒部11的内壁具有配合第二板体252的外部轮廓而形成弧状凹陷112，筒部11内壁的弧状凹陷112下方对应多个固定件第一螺纹孔25b设置有多个凸块113，凸块113开设有与固定件第一螺纹孔25b对准配合的凸块通孔113a，以实现电机固定件25与筒部11的凸块113的螺纹孔连接，加强电机固定件25的稳定性。第二板体252上还开设有一可容置丝杆22通过的板体通孔25d以及配合微型直线电机21螺纹连接的固定件第二螺纹孔25c，具体地，与微型直线电机21连接的丝杆22穿过板体通孔25d，通过固定件第二螺纹孔25c，微型直线电机21实现与电机固定件25的第二板体252的螺栓固定连接。板体通孔25d不只是为了配合丝杆22与微型直线电机21的连接而开设的通孔，还用于限制丝杆22被驱动的过程中的移位，加强了微型直线电机21与电机固定件15连接的稳固性，并保证丝杆22与滑轨24以及与底座30的平行，进而实现超声探头90可沿直线往复移动。

微型直线电机21与第二板体252通过螺纹连接安装在电机固定件25上，并由第一板体251的弧状凹台253进行定位，实现了微型直线电机21的稳固性；电机固定件25经由第一板体251与底座30的螺纹连接以及第二板体252与筒部11内壁的螺纹连接，实现了底座30与直线运动装置20的稳定安装，进而保证了直线运动装置20稳定地安装在外壳10的内部。

如图2所示，丝杆22的一端连接微型直线电机21的输出端，丝杆22的另一端与微型压力传感器40的螺纹孔相配合固定，微型压力传感器40和超声探头90连接于滑轨24的滑块23上了。如此，则微型直线电机21驱动丝杆22传动使得微型压力传感器40随滑块23做直线移动。采用用微型直线电机21代替传统步进或伺服电机，省去了将旋转运动转化为直线运动的结构，从而使得整体体积较小，结构简单，成本低，进而适用范围广，且设备内部的直线导轨保证了探头的直线运动，即使在受到切向压力的影响时也不会发生倾斜。

微型压力传感器40用于将采集到的超声探头90的压力信号传递给控制器80，进而使得控制器80控制直线运动装置20带动超声探头90移动，以实现超声探头90恒力作用于皮肤表面。

具体地，微型压力传感器40通过传感器固定件41连接于滑块23，超声探头90通过夹持件50连接在传感器固定件41上，夹持件50用于夹持超声探头90。

如图5所示，传感器固定件41设置为L型件，其包括水平部411和垂直部412，水平部411开设有多个与滑块23配合螺纹连接的传感器固定件阶梯孔41a；垂直部412沿垂直水平部411的方向依次开设有上通孔41b和下通孔41c。

如图7所示，夹持件50包括上夹持件5150和下夹持件5250，上夹持件5150和下夹持件5250配合形成对超声探头90的夹持区域53，上夹持件5150与下夹持件5250的连接端通过螺纹连接。下夹持件5250包括形成夹持区域53的夹持部521和连接于夹持部521下方的固定部522，固定部522开设有与传感器固定件41的上通孔41b配合的上阶梯孔522a以及与下通孔41c配合的下阶梯孔522b。螺栓通过上阶梯孔522a穿过传感器固定件41中的上通孔41b与微型压力传感器40一侧的螺纹孔相配合形成螺纹连接，以实现下夹持件5250、传感器固定件41与微型压力传感器40三者的固定连接，且传感器固定件41与微型压力传感器40的连接面相切以防止微型压力传感器40发生转动。

如图3所示，进一步地，该设备还包括两个设置在底座30上的光电传感器60，两个光电传感器60位于滑轨24沿长度方向的同一侧且分别布置在滑轨24的前后两端，传感器固定件41朝向光电传感器60的一侧设置有遮光片42，遮光片42通过开设在传感器固定件41一侧的遮光片螺纹连接孔42a与传感器固定件41螺纹连接，光电传感器60用于采集到遮光片42的信号后发送中断信号到控制器80以控制直线运动装置20。

具体地，光电传感器60通过传感器支架61与底座30连接。如图3和图8所示，两个传感器支架61分别安装微型直线电机21所驱动的滑块23的极限行程距离的两端，并分别通过底座30上开设的第四螺纹孔30d和第五螺纹孔30e与底板形成螺纹连接，两个光电传感器60分别安装在两个传感器支架61上。光电传感器60通过检测遮光片42判断微型直线电机21驱动的滑块23是否到达行程极限位置。当和微型压力传感器40连接的遮光片42随滑块23移动接近光电传感器60，光电传感器60采集到遮光片42的信号后向控制器80发送中断信号以使微型直线电机21停止对丝杆22的驱动，进而使得滑块23停止滑动。

进一步地，底座30位于筒部11内的末端设置有凹槽31，凹槽31内设置有六轴角度传感器70，六轴角度传感器70通过底座30上开设的第六螺纹孔30f与底座30形成螺纹连接，六轴度传感器与控制器80电连接，以用于采集该设备的角度信息并对超声探头90进行重力补偿。

控制器80设置在外壳10内并与直线连接装置电连接，用于控制直线运动装置20带动探头做往复直线移动。具体地在本实施例中，控制器80连接在底座30的侧面并设置在光电传感器60的对侧，并与底座30成90°固定连接，底座30的侧面开设有第七螺纹孔30g，以用于与控制器80实现螺纹连接。控制器80采用一个树莓派Zero，主要用于控制微型直线电机21的运动。由于控制器80被集成于该设备外壳10的内部，因此不需要额外的控制器80设备，更加便于携带。

在使用过程中，超声探头90所受到的压力值通过微型压力传感器40反馈到控制器80，控制器80从而控制微型直线电机21驱动丝杆22传动，以使得滑块23带动超声探头90进行直线移动，进而实现保持超声探头90与检测部位的恒力；滑轨24的极限行程两端分别通过两个光电传感器60检测连接在传感器固定件41上的遮光片42，以判断被驱动的滑块23是否达到行程机械位置；六轴角度传感器70通过螺栓固定在固定底座30的末端，用来测量设备的倾角并对超声探头90的重力进行补偿。

本发明的便携式小型超声检测辅助设备中，包括外壳10、直线运动装置20、超声探头90、控制器80和微型压力传感器40。其中，超声探头90与直线运动装置20输出端连接，微型压力传感器40用于将采集到的超声探头90的压力信号传递给控制器80，进而使得控制器80控制直线运动装置20带动超声探头90做直线往复移动，以实现超声探头90恒力作用于皮肤表面；且直线运动装置20、控制器80和微型压力传感器40集成设置在外壳10内，因此不需要外界其他控制器，使得该设备结构更加紧凑，整体体积较小，结构简单，成本低，重量轻，并适用范围广；同时本装置外壳10考虑了人体工程学设计，使使用者握持设备更加方便，也可安装于机械臂末端使用，都可达到所需要求。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，包括：

外壳；

直线运动装置，其设置在所述外壳内；

超声探头，其与所述直线运动装置连接；

控制器，其设置在所述外壳内并与所述直线运动装置电连接，用于控制所述直线运动装置带动所述超声探头做往复直线移动；

微型压力传感器，其分别连接所述超声探头和所述直线运动装置，用于将采集到的所述超声探头的压力信号传递给所述控制器，进而使得所述控制器控制所述直线运动装置带动所述超声探头移动，以实现所述超声探头恒力作用于皮肤表面。

2.根据权利要求1所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，所述外壳包括筒部和续接所述筒部的敞口部；所述直线运动装置包括微型直线电机、连接于所述微型直线电机输出端的丝杆、与所述丝杆平行设置的滑轨以及与所述滑轨配合的滑块；

其中，所述微型直线电机设置在所述筒部内，所述丝杆和所述滑轨设置在所述敞口部，所述超声探头和所述微型压力传感器设置在所述滑块上，且所述微型压力传感器与所述丝杆通过螺纹连接，所述微型直线电机驱动所述丝杆带动所述滑块沿所述滑轨移动，进而使得所述超声探头沿所述滑轨移动。

3.根据权利要求2所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，还包括传感器固定件，所述微型压力传感器和所述超声探头通过所述传感器固定件连接在所述滑块上。

4.根据权利要求3所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，还包括用于夹持所述超声探头的夹持件，所述超声探头通过所述夹持件连接在所述传感器固定件上。

5.根据权利要求4所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，还包括底座，所述底座固定连接所述外壳内的底部，所述直线运动装置连接在所述底座上。

6.根据权利要求5所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，还包括遮光片和两个光电传感器，两个所述光电传感器连接于所述底座上，且位于所述滑轨同侧并分别布置在所述滑轨的两端，所述遮光片连接在所述传感器固定件朝向所述光电传感器的一侧，所述光电传感器用于采集到所述遮光片的信号后发送中断信号到所述控制器以控制所述直线运动装置停止驱动。

7.根据权利要求6所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，所述光电传感器通过传感器支架连接于所述底座。

8.根据权利要求7所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，还包括电机固定件，所述微型直线电机通过所述电机固定件连接于所述底座上。

9.根据权利要求8所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，还包括六轴角度传感器，所述六轴角度传感器设置在所述底座上，并与所述控制器电连接，以用于采集角度信息并对所述超声探头进行重力补偿。

10.根据权利要求1或9所述的便携式小型超声检测辅助设备，其特征在于，还包括盖设于所述筒部背离所述敞口部一端的壳盖。

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