CN203837690U - 超声设备的工作角度确定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声设备的工作角度确定装置，包括第一超声设备、第二超声设备、第一角度确定模块、第二角度确定模块，所述第二超声设备包括第二超声发生模块、第二超声接收模块、成像模块，所述第一角度确定模块包括第七磁场传感器组和第七重力传感器组，所述第七磁场传感器组和所述第七重力传感器组安装在所述第一超声设备上，所述第二角度确定模块包括第八磁场传感器组和第八重力传感器组，所述第八磁场传感器组和所述第八重力传感器组安装在所述第二超声设备上。本实用新型的超声设备的工作角度确定装置，由第二超声设备的超声成像技术形成图像，根据图像确定所述第一超声设备的方向。本实用新型的基于超声图像的方向确定装置，能精确地确定第一超声设备的工作方向，简便易行，成本低。

Description

超声设备的工作角度确定装置

技术领域

 本实用新型涉及一种超声设备的工作角度确定装置，尤其涉及一种基于超声成像设备确定方向的超声设备工作角度确定装置。

背景技术

随着技术的发展，设备精细化水平要求越来越高，超声探头设备要求工作时需要向特定方向和位置发生超声波或振动。随着超声技术的发展，超声成像技术的应用越来越广泛。现有的超声探头不能单独确定其工作的方向，通常需要辅助的设备帮助确定方向和位置，这样两个设备分开工作，在交换设备工作时，往往方向会发生变化，这样大大影响该设备的工作效果。如果在每个超声探头设备上安装成像设备，则大大提高了设备成本，同时，超声成像设备体积大，也影响超声探头手持方式的便利。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：构建一种超声设备的工作角度确定装置，克服现有技术工作设备方位确定不精确，影响工作效果以及成本高的技术问题。 

本实用新型的技术方案是：构建一种超声设备的工作角度确定装置，包括第一超声设备、第二超声设备、第一角度确定模块、第二角度确定模块，所述第二超声设备包括第二超声发生模块、第二超声接收模块、成像模块，所述第一角度确定模块包括第七磁场传感器组和第七重力传感器组，所述第七磁场传感器组和所述第七重力传感器组安装在所述第一超声设备上，所述第二角度确定模块包括第八磁场传感器组和第八重力传感器组，所述第八磁场传感器组和所述第八重力传感器组安装在所述第二超声设备上，所述第七磁场传感器组和所述第八磁场传感器组分别包括三个轴向正交设置的磁场传感器，所述第七重力传感器组和所述第八重力传感器组组分别包括三个轴向正交设置的重力传感器。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第七磁场传感器组和所述第七重力传感器组安装在所述第一超声设备轴向上，所述第八磁场传感器组和所述第八重力传感器组安装在所述第二超声设备轴向上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第二超声设备设置无线通讯发生模块，所述第一超声设备设置无线通讯接收模块。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第一超声设备包括第一超声发生模块、第一超声接收模块、产生低频振动的振动模块。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第一角度确定模块还包括第七角加速度传感器组，所述第二角度确定模块还包括第八角加速度传感器组。所述第七角加速度传感器组和所述第八角加速度传感器组各自分别包括三个轴向正交的角加速度传感器。

本实用新型的技术效果是：构建一种超声设备的工作角度确定装置包括第一超声设备、第二超声设备、第一角度确定模块、第二角度确定模块，所述第二超声设备包括第二超声发生模块、第二超声接收模块、成像模块，所述第一角度确定模块包括第七磁场传感器组和第七重力传感器组，所述第七磁场传感器组和所述第七重力传感器组安装在所述第一超声设备上，所述第二角度确定模块包括第八磁场传感器组和第八重力传感器组，所述第八磁场传感器组和所述第八重力传感器组安装在所述第二超声设备上。本实用新型的超声设备的工作角度确定方法系统，由第二超声设备的超声成像技术形成图像，根据图像确定所述第一超声设备的方向。本实用新型的基于超声图像的方向确定装置，能精确地确定第一超声设备的工作方向，简便易行，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型一种角度确定模块结构示意图。

图3为本实用新型另一种角度确定模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1、图2所示， 本实用新型的具体实施方式是：构建一种超声设备的工作角度确定装置，包括第一超声设备1、第二超声设备2、第一角度确定模块3、第二角度确定模块5，所述第二超声设备2包括第二超声发生模块21、第二超声接收模块22、成像模块23，所述第一角度确定模块3包括第七磁场传感器组35和第七重力传感器组38，所述第七磁场传感器组35和所述第七重力传感器组38安装在所述第一超声设备1上，所述第二角度确定模块2包括第八磁场传感器组55和第八重力传感器组58，所述第八磁场传感器组55和所述第八重力传感器组58安装在所述第二超声设备1上。所述第二超声发生模块21发生超声波，所述第二超声接收模块22接收该超声波，所述第二角度确定模块5以所述成像模块23所成图像指示方向确定该指示方向的角度；移动所述第一超声设备1，所述第一角度确定模块3确定所述第一超声设备1的角度，所述第二角度确定模块5与所述第一角度确定模块3确定的角度一致时，确定该方向为所述第一超声设备1的工作方向。具体实施例中，所述第一角度确定模块3确定所述第一超声设备1的超声角度。

本实用新型的具体实施过程是：所述第二超声发生模块21向特定工作对象发生超声波，所述第二超声接收模块22接收该超声波，通过所述成像模块23生成的图像，然后在图像上指示特定工作对象上所述第一超声设备1的工作方向，所述第二角度确定模块5测定第二超声发生模块21指示的方向，所述第二角度确定模块5确定该指示方向的角度，所述第二角度确定模块5确定以所述第二超声设备2的方向确定该指示方向的角度，记录所述第二角度确定模块5获取的所述第二超声发生模块21的角度，将所述第二角度确定模块5确定的方向作为所述第一超声设备1的工作方向。移动所述第一超声设备1，所述第一角度确定模块3获取移动所述第一超声设备1过程中所述第一超声设备1的角度，当所述第一角度确定模块3获取的所述第一超声设备1的角度和所述第二角度确定模块5获取的所述第二超声设备2确定的角度一致时，确定该方向为所述第一超声设备1的工作方向，即，所述第一超声设备1以该角度工作。具体实施例中，所述第七磁场传感器组35和第八磁场传感器组55为传感地磁场的地磁传感器。

所述第二角度确定模块5通过所述第八磁场传感器组55和所述第八重力传感器组58得到第二超声设备2确定的方向，所述第一角度确定模块3通过所述第七磁场传感器组35和所述第七重力传感器组38得到第一超声设备1的方向。所述第七磁场传感器组35和所述第八磁场传感器组55分别包括三个轴向正交设置的磁场传感器，每个磁场传感器输出一个值，所述第七磁场传感器组35和所述第八磁场传感器组55分别输出三个值。所述第七重力传感器组38和所述第八重力传感器组组58分别包括三个轴向正交设置的重力传感器，每个重力传感器输出一个值，所述第七重力传感器组38和所述第八重力传感器组组58分别输出三个值。以下以所述第二角度确定模块5中的所述第八磁场传感器组55和所述第八重力传感器组58为例进行详细说明：

如图3所示，本实用新型的具体实施过程是：以下以第二角度确定模块5为例说明：系统建立一个空间坐标系O-XYZ，该空间坐标系的Z轴垂直于水平面，在该坐标系中，以该空间一个确定位置的第八磁场传感器组55数据为其初始数据C₀(X₀、Y₀、Z₀)，第八重力传感器组58的初始数据G₀（0、0、-1）。当设备运动时，所述第八磁场传感器组55输出为C₁（r、s、t），第八重力传感器组58输出的数据为G₁(X₁、Y₁、Z₁)，对采集的所述第八磁场传感器组55和所述第八重力传感器组58的实时数据C₁、G₁和其初始数据C₀、G₀进行归一化处理，即，根据所述第八磁场传感器组55和所述第八重力传感器组58的数据及其初始数据建立旋转矩阵，通过变换矩阵获取所述超声设备在空间的矢量角度。由于所述第八重力传感器组58安装在第二超声设备2上，所述第八重力传感器组58绕三个坐标轴旋转的角度即为超声设备在空间中与三个轴的角度，若所述第八重力传感器组58绕X轴旋转的角度为α，绕Y轴旋转的角度为β，绕Z轴旋转的角度为γ，则所述第八重力传感器组58与三个轴的角度为（α、β、γ）。

旋转矩阵表示的是任意矢量绕坐标系O-XYZ轴线旋转时的坐标变换，矢量绕坐标系O-XYZ三个轴线旋转的变换矩阵为：

 

由此，对C₀、C₁、G₀、G₁建立联立方程：

G₀= G₁×X（α）Y（β）Z（γ）    （1）

C₀= C₁×X（α）Y（β）Z（γ）     （2）

通过矩阵变换和公式（1）（2），得到：

                          （3）

  （4）

由于矢量角度（α、β、γ）和第八磁场传感器组58的空间角度并非一一对应，例如角度矢量（30⁰，60⁰，100⁰）和（-150⁰，120⁰，-80⁰）表示一个空间角度，为了消除这种重复的表示，限制各个角度的取值范围：-180⁰≤α<180⁰，-90⁰≤β<90⁰，-180⁰≤γ<180⁰。

通过（3）、（4）求出α、β、γ，即所述第八重力传感器组58与三个轴的角度矢量为（α、β、γ）,也即是超声设备与三个轴的角度矢量为（α、β、γ），由此，通过超声设备与三个轴的角度，确定了该第二超声设备2的超声方向。

如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述第二超声设备2设置无线通讯发生模块25，所述第一超声设备1设置无线通讯接收模块11。所述第一超声设备1和所述第二超声设备2通过无线通信进行连接。所述第一超声设备1和所述第二超声设备2分别设置无线通讯模块，所述第二通讯设备2通过无线通讯发生模块25将确定的方向信息传送到所述第一超声设备1，所述第一超声设备1根据无线通讯接收模块11接收的方向信息进行移动，到所述第一超声设备1的方向信息与所述第二超声设备2确定的方向信息一致时，确定该方向为其工作方向。通过无线通信方式的配合，方便了设备的使用。

同理，所述第一角度确定模块3通过所述第七磁场传感器组35和所述第七重力传感器组38得到第一超声设备1确定的方向。

具体实施例中，所述第七磁场传感器组35和所述第七重力传感器组38安装在所述第一超声设备1的轴向上，所述第八磁场传感器组55和所述第八重力传感器组58安装在所述第二超声设备2的轴向上。

如图3所示，本实用新型的优选实施方式是：所述第一超声设备1和所述第二超声设备2通过无线通信进行连接。所述第二超声设备2设置无线通讯发生模块25，所述第一超声设备1设置无线通讯接收模块11。所述第二通讯设备2将确定的方向信息传送到所述第一超声设备1，所述第一超声设备根据接收的方向信息进行移动，移动到方向信息一致时，确定该方向为其工作方向。通过无线通信方式的配合，方便了设备的使用。

如图2所示，本发明的优选实施方式是：所述第一角度确定模块3还包括第七角加速度传感器组39，所述第二角度确定模块5还包括第八角加速度传感器组59。所述第七角加速度传感器组39和所述第八角加速度传感器组59各自分别包括三个轴向正交的角加速度传感器。通过角加速度传感器组的使用，即时确定其角加速度，通过角加速度快速确定其角度，使在移动过程中，能快速、平滑地获得设备角度。

如图3所示，本实用新型的优选实施方式是：所述第一超声设备1包括发生超声波的第一超声发生模块12、接收超声波回波信号的第一超声接收模块13，同时，还包括产生低频振动的振动模块14，所述振动模块14的振动方向也沿确定的工作方向进行振动。 

本实用新型的技术效果是：构建一种超声设备的工作角度确定装置，所述第二超声发生模块21发生超声波，所述第二超声接收模块22接收该超声波，通过所述成像模块23生成的图像确定位置，所述第二角度确定模块5以所述成像模块23确定位置的方向得到所述第二超声设备2的角度；移动所述第一超声设备1，所述第一角度确定模块3得到所述第一超声设备1的角度，所述第一超声设备1的角度和所述第二超声设备2确定的轴向角度一致时，确定该方向为所述第一超声设备1的工作方向。本实用新型的超声设备的工作角度确定方法系统，由第二超声设备2的超声成像技术形成图像，根据图像确定所述第一超声设备1的方向。本实用新型的基于超声图像的方向确定装置，能精确地确定第一超声设备1的工作方向，简便易行，成本低。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种超声设备的工作角度确定装置，其特征在于，包括第一超声设备、第二超声设备、第一角度确定模块、第二角度确定模块，所述第二超声设备包括第二超声发生模块、第二超声接收模块、成像模块，所述第一角度确定模块包括第七磁场传感器组和第七重力传感器组，所述第七磁场传感器组和所述第七重力传感器组安装在所述第一超声设备上，所述第二角度确定模块包括第八磁场传感器组和第八重力传感器组，所述第八磁场传感器组和所述第八重力传感器组安装在所述第二超声设备上，所述第七磁场传感器组和所述第八磁场传感器组分别包括三个轴向正交设置的磁场传感器，所述第七重力传感器组和所述第八重力传感器组组分别包括三个轴向正交设置的重力传感器。

2.根据权利要求1所述超声设备的工作角度确定装置，其特征在于，所述第七磁场传感器组和所述第七重力传感器组安装在所述第一超声设备轴向上，所述第八磁场传感器组和所述第八重力传感器组安装在所述第二超声设备轴向上。

3.根据权利要求1所述超声设备的工作角度确定装置，其特征在于，所述第二超声设备设置无线通讯发生模块，所述第一超声设备设置无线通讯接收模块。

4.根据权利要求1所述超声设备的工作角度确定装置，其特征在于，所述第一超声设备包括第一超声发生模块、第一超声接收模块。

5.根据权利要求4所述超声设备的工作角度确定装置，其特征在于，还包括产生低频振动的振动模块。

6.根据权利要求1所述超声设备的工作角度确定装置，其特征在于，所述第一角度确定模块还包括第七角加速度传感器组，所述第二角度确定模块还包括第八角加速度传感器组，所述第七角加速度传感器组和所述第八角加速度传感器组各自分别包括三个轴向正交的角加速度传感器。