CN212037573U - 一种超声波4d探头 - Google Patents

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Abstract

一种超声波4D探头,包括:壳体(1);驱动电机(2),固定于所述壳体(1)的内部;一级同步带传动机构(3),与所述驱动电机(2)连接,并由所述驱动电机(2)驱动运动;二级同步带传动机构(4),与所述一级同步带传动机构(3)通过中间轴(31)连接,在所述一级同步带传动机构(3)的带动下运动;阵列换能器(5),与所述二级同步带传动机构(4)通过输出轴(41)连接,在所述二级同步带传动机构(4)的带动下做摆动运动。

Description

一种超声波4D探头
技术领域
本实用新型属于超声成像设备领域,尤其涉及一种超声波4D探头。
背景技术
(超声波)4D探头在行业内又称为容积探头或机械3D探头, 是通过计算机将4D探头在超声扫描过程中所捕捉到的不同平面的二维超声图像进行合成重构,从而得到一个随时间变化的实时动态三维立体图像,更便于临床的观察和诊疗。4D探头通常内置驱动电机和传动机械结构,驱动电机通过传动机构带动阵列换能器在一定角度内做往复摆动,阵列换能器在摆动过程中发射和接收超声波,以完成不同平面的图像采集。其中,驱动电机通过何种传动方式带动阵列换能器做精确的往复摆动,是4D探头最为核心的技术。
现有的一种4D探头传动机械结构包括绕线轮、摆动轮及绳索,绳索的中部缠绕固定在所述绕线轮上,头部和尾部分别固定在摆动轮的两侧,驱动电机驱动绕线轮往返转动,从而控制绳索带着摆动轮摆动,使阵列换能器做往复摆动。
但此种传动机械结构控制的摆动角度一般不超过90度后,超过90度后,电机为非线性控制,并且摆动容易产生噪音影响用户体验。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种超声波4D探头,旨在现有的4D探头传动机械结构控制的摆动角度有限(小于90度),并且摆动容易产生噪音影响用户体验的问题。
为解决上述技术问题,本实用新型是这样实现的,一种超声波4D探头,包括:
壳体;
驱动电机,固定于所述壳体的内部;
一级同步带传动机构,与所述驱动电机连接,并由所述驱动电机驱动运动;
二级同步带传动机构,与所述一级同步带传动机构通过中间轴连接,在所述一级同步带传动机构的带动下运动;
阵列换能器,与所述二级同步带传动机构通过输出轴连接,在所述二级同步带传动机构的带动下做摆动运动。
进一步的,所述壳体包括:
罩体;
密封腔,外壁设置有台阶,所述罩体扣接于所述台阶处,所述密封腔的内部装有耦合液体;
所述驱动电机、所述一级同步带传动机构,以及所述二级同步带传动机构位于所述罩体中,所述阵列换能器位于所述密封腔中。
进一步的,所述密封腔包括一敞口容器和密封端盖,所述密封端盖内凹形成有凹槽,所述凹槽两个相对的侧壁上分别设置有通孔,所述二级同步带传动机构的从动轮设置在所述凹槽中,并固定在所述输出轴上,所述输出轴的两端分别从两个所述通孔穿出,所述阵列换能器固定于所述输出轴的两端。
进一步的,所述密封端盖相对所述凹槽所在面的另一面,设置有两个支撑台,所述中间轴可转动地设置在所述支撑台上,所述中间轴与所述输出轴平行。
进一步的,所述驱动电机的电机轴与所述一级同步带传动机构的主动轮中心轴同轴或通过联轴器连接。
进一步的,所述一级同步带传动机构和/或所述二级同步带传动机构通过啮合传递动力。
进一步的,所述一级同步带传动机构和/或所述二级同步带传动机构中,同步带的芯线采用刚性材料制作
本实用新型与现有技术相比,有益效果在于:本实用新型采用两级同步带传动方案,通过两级减速传动,获得较大的传动比,传动效率高,可达到98%~99%,还具有传动平稳无噪音的特点,不会给医生和患者带来不适,特别适合医院病房的安静环境。并且与传统的钢丝绳传动方案比较而言,同步带传动因为没有转动角度的限制,因此可以实现阵列换能器的大角度摆动(大于90度)。
附图说明
图1是本实用新型的一种超声波4D探头的实施例结构图。
图2是本实用新型的超声波4D探头工作原理图—静止状态。
图3是本实用新型的超声波4D探头工作原理图—向左摆动状态。
图4是本实用新型的超声波4D探头工作原理图—向右摆动状态。
图5是本实用新型的超声波4D探头爆炸后的剖视图。
图6是本实用新型的超声波4D探头密封腔的一种实施例图。
在附图中,各附图标记表示:
1、壳体;11、罩体;12、密封腔;121、台阶;122、敞口容器;123、密封端盖;124、凹槽;125、通孔;126、支撑台;2、驱动电机;3、一级同步带传动机构;31、中间轴;32、一级主动轮;33、一级从动轮;34、一级同步带;4、二级同步带传动机构;41、输出轴;42、二级主动轮;43、二级从动轮;44、二级同步带;5、阵列换能器;6、耦合液体;7、轴承。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
需要理解的是,术语“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。
本实用新型提供的一种超声波4D探头的实施例,如图1所示,包括:壳体1、驱动电机2,一级同步带传动机构3(包括一级主动轮32、一级从动轮33、一级同步带34)、二级同步带传动机构4(包括二级主动轮32、二级从动轮33、二级同步带34)、阵列换能器5。驱动电机2固定于壳体的内部;一级同步带传动机构3与驱动电机2连接,具体的,驱动电机2的电机轴可以与一级同步带传动机构3的主动轮中心轴同轴,也可以通过联轴器将两个轴连接。二级同步带传动机构4与一级同步带传动机构3通过中间轴31连接,阵列换能器5固定在二级同步带传动机构4的输出轴41上。
工作原理如图2-4所示,阵列换能器5位于中间位置,给驱动电机2上电后,驱动电机2驱动一级同步带传动机构3,一级同步带传动机构3带动二级同步带传动机构4,阵列换能器5在二级同步带传动机构4的带动下运动,可控制驱动电机2使阵列换能器5做摆动运动。本实用新型采用两级同步带传动方案,通过两级减速传动,获得较大的传动比,传动效率高,可达到98%~99%,还具有传动平稳无噪音的特点,不会给医生和患者带来不适,特别适合医院病房的安静环境。并且与传统的钢丝绳传动方案比较而言,同步带传动因为没有转动角度的限制,因此可以实现阵列换能器的大角度摆动(大于90度)。另外,同步带的传动结构相对简单,结构紧凑,可以减小4D探头的体积,减轻重量,给4D探头贯有的笨重外部形象带来改变。
本实用新型提供的一种更为详细的超声波4D探头的实施例,如图1、图5所示,其中,超声波4D探头的壳体包括:罩体11和密封腔12。密封腔12的外壁设置有台阶121,罩体11扣接于台阶121处,例如可以设置卡扣或旋转固定扣进行扣接。密封腔12内装有耦合液体6。驱动电机2、一级同步带传动机构3,以及二级同步带传动机构4位于罩体11中,阵列换能器5位于密封腔12中。本壳体结构便于安装和拆卸维护。
进一步的,本实用新型提供了密封腔12的结构及输出轴41的安装方法。如图5、图6所示,密封腔12具体包括一敞口容器122和密封端盖123,密封端盖123内凹(向腔体内一侧)形成有凹槽124,较佳的是凹槽124与密封端盖123一体成型。凹槽124两个相对的侧壁上分别设置有通孔125,二级同步带传动机构4的从动轮设置在凹槽124中,并固定在输出轴41上,与输出轴41同步转动。输出轴41的两端分别从两个通孔125穿出,阵列换能器5固定于输出轴41的两端。输出轴41可通过轴承7固定于通孔125中,以实现输出轴41能够相对通孔125转动。本方案中,将输出轴41固定在密封端盖123的内侧,不仅可以将动力由外传递至内部,而且能够防止耦合液体渗出,密封效果良好。
此外,可以在密封端盖123的外侧设置两个支撑台126,中间轴31可通过轴承安装在支撑台126上,并且,中间轴31与输出轴41保持平行,以实现平稳的动力传递。
在B超系统的三维成像算法中,4D探头具有稳定精确的传动比对于计算机构建高质量的4D动态图像是至关重要的。本实用新型中,一级同步带传动机构、二级同步带传动机构中,同步带与滑轮之间优选采用啮合代替摩擦的传动方式传递动力,避免出现滑差,影响传动精度。同步带的芯线可以采用刚性材料制作,以保证传动精度,优选采用钢丝芯线、玻璃纤维等抗拉性能好、延伸率低的材料制作,可以获得稳定而且精确的传动比。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超声波4D探头,其特征在于,包括:
壳体;
驱动电机,固定于所述壳体的内部;
一级同步带传动机构,与所述驱动电机连接,并由所述驱动电机驱动运动;
二级同步带传动机构,与所述一级同步带传动机构通过中间轴连接,在所述一级同步带传动机构的带动下运动;
阵列换能器,与所述二级同步带传动机构通过输出轴连接,在所述二级同步带传动机构的带动下做摆动运动。
2.如权利要求1所述的超声波4D探头,其特征在于,所述壳体包括:
罩体;
密封腔,外壁设置有台阶,所述罩体扣接于所述台阶处,所述密封腔的内部装有耦合液体;
所述驱动电机、所述一级同步带传动机构,以及所述二级同步带传动机构位于所述罩体中,所述阵列换能器位于所述密封腔中。
3.如权利要求2所述的超声波4D探头,其特征在于,所述密封腔包括一敞口容器和密封端盖,所述密封端盖内凹形成有凹槽,所述凹槽两个相对的侧壁上分别设置有通孔,所述二级同步带传动机构的从动轮设置在所述凹槽中,并固定在所述输出轴上,所述输出轴的两端分别从两个所述通孔穿出,所述阵列换能器固定于所述输出轴的两端。
4.如权利要求3所述的超声波4D探头,其特征在于,所述密封端盖相对所述凹槽所在面的另一面,设置有两个支撑台,所述中间轴可转动地设置在所述支撑台上,所述中间轴与所述输出轴平行。
5.如权利要求1-4任一所述的超声波4D探头,其特征在于,所述驱动电机的电机轴与所述一级同步带传动机构的主动轮中心轴同轴或通过联轴器连接。
6.如权利要求1-4任一所述的超声波4D探头,其特征在于,所述一级同步带传动机构和/或所述二级同步带传动机构通过啮合传递动力。
7.如权利要求1-4任一所述的超声波4D探头,其特征在于,所述一级同步带传动机构和/或所述二级同步带传动机构中,同步带的芯线采用刚性材料制作。
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