CN219715336U - 超声显微成像装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超声显微成像装置及系统，属于显微成像装置技术领域。一种超声显微成像装置，其包括：基座、运动组件和超声探头，所述运动组件安装于基座，所述超声探头安装于运动组件，所述运动组件包括：X轴组件，用于驱动超声探头沿X轴方向运动；Y轴组件，用于驱动超声探头沿Y轴方向运动；Z轴组件，用于驱动超声探头沿Z轴方向运动；第一旋转件，用于驱动第二旋转件绕第一转轴旋转；第二旋转件，用于驱动超声探头绕第二转轴旋转，所述超声探头安装于第二旋转件的一端。本申请可以缓解当前超声显微装置难以实现无盲区的全场域超声显微成像的问题，可以使超声探头在空间维度中进行全360°的探测，保证探测数据的完整性。

Description

超声显微成像装置及系统

技术领域

本申请属于显微成像装置技术领域，具体涉及一种超声显微成像装置及系统。

背景技术

超声显微镜主要基于超声波检测原理，可以对各种物体表面、亚表面及其内部一定深度内的细微结构进行显微成像观察，是利用被检测样品的声学性能的差异进行显微成像的一种装置，即利用声成像的方法来生成高反差、高放大倍率的超声成像设备。对于很多不透明的物质，通过光成像方法是不可行的，而声波在物质中的传播基本不受物质的本身透明度影响，所以超声显微镜能够用于成像不透光但透声的各种物质。超声显微成像检测具有检测原理简单、检测方法安全、检测设备便捷等优势，在材料、生物医学、微电子学或机械领域等方面都具有广阔的应用。

现有的超声波显微装置在使用时，对试件的形状、表面粗糙度等具有一定的要求，需要放在水中，使用起来非常不便。例如，在使用常规超声扫描显微装置对待测件进行扫描前，需要首先将待测件放入超声扫描显微镜探头下方的水槽内，然后通过控制软件调整超声扫描显微镜的X、Y、Z方向滑轨，使探头位于待测件上方合适位置处。然而，传统的超声显微装置在调整探头的位置实际操作过程中，操作麻烦，效率低，难以实现无盲区的全场域超声显微成像。

实用新型内容

本申请旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提供一种超声显微成像装置及系统，可以提高探头位置调节效率，可以使超声探头在空间维度中进行全方位的探测，保证探测数据的完整性。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种超声显微成像装置，其包括：基座、运动组件和超声探头，所述运动组件安装于所述基座，所述超声探头安装于所述运动组件，所述运动组件包括：

X轴组件，用于驱动所述超声探头沿X轴方向运动；

Y轴组件，用于驱动所述超声探头沿Y轴方向运动；

Z轴组件，用于驱动所述超声探头沿Z轴方向运动；

第一旋转件，用于驱动第二旋转件绕第一转轴旋转；

第二旋转件，用于驱动所述超声探头绕第二转轴旋转，所述超声探头安装于所述第二旋转件的一端。

另外，根据本申请的超声显微成像装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在其中的一些实施方式中，所述X轴组件安装于所述基座，所述Y轴组件连接于所述X轴组件，所述Z轴组件连接于所述Y轴组件，所述第一旋转件和所述第二旋转件分别设置于所述Z轴组件，且所述第二旋转件与所述第一旋转件相连。

在其中的一些实施方式中，所述X轴组件包括X轴滑台和用于驱动所述X轴滑台运动的X轴步进电机，所述Y轴组件包括Y轴滑台和用于驱动所述Y轴滑台运动的Y轴步进电机，所述Z轴组件包括Z轴滑台和用于驱动所述Z轴滑台运动的Z轴步进电机。

在其中的一些实施方式中，所述X轴组件、所述Y轴组件、所述Z轴组件、所述第一旋转件和所述第二旋转件均设置有位移传感器。

在其中的一些实施方式中，所述位移传感器包括光栅尺位移传感器。

在其中的一些实施方式中，所述超声探头通过探头支座及紧固件安装于所述第二旋转件的一端。

在其中的一些实施方式中，所述第一旋转件通过第一转接件及第一紧固件安装于所述Z轴组件的移动台面；所述第二旋转件通过第二转接件及第二紧固件安装于所述Z轴组件的移动台面。

在其中的一些实施方式中，所述超声显微成像装置还包括控制器，所述述X轴组件、所述Y轴组件、所述Z轴组件、所述第一旋转件和所述第二旋转件均与所述控制器信号连接。

本申请实施例还提供了一种超声显微成像系统，其包括如前所述的超声显微成像装置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本申请实施例中，所提供的超声显微成像装置包括基座、运动组件和超声探头，其中的运动组件包括X轴组件、Y轴组件、Z轴组件、第一旋转件和第二旋转件；这样，通过上述各运动机构及超声探头等的设置，不仅可以实现对待测物件的超声波检测，保证该物件的物理特性合格，而且可以使超声探头在空间维度中进行全方位也即全360°的探测，进而保证探测数据的完整性，缓解了当前超声显微装置难以实现无盲区的全场域超声显微成像的问题。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本申请实施例公开的超声显微成像装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-基座；110-水槽；

200-X轴组件；

300-Y轴组件；

400-Z轴组件；

500-第一旋转件；

600-第二旋转件；

700-超声探头。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例进行详细地说明。

请参阅图1所示，本申请的一些实施例中，提供一种超声显微成像装置，可应用于超声显微成像系统中，可用于在水媒介中进行超声波显微成像，可以实现对待测物件的超声波检测，保证该物件的物理特性合格。

该超声显微成像装置，包括：基座100、运动组件和超声探头700，其中，运动组件安装于基座100，超声探头700安装于运动组件，运动组件包括：X轴组件200、Y轴组件300、Z轴组件400、第一旋转件500和第二旋转件600。其中，X轴组件200，用于驱动超声探头700沿X轴方向运动；Y轴组件300，用于驱动超声探头700沿Y轴方向运动；Z轴组件400，用于驱动超声探头700沿Z轴方向运动；第一旋转件500，用于驱动第二旋转件600绕第一转轴旋转；第二旋转件600，用于驱动超声探头700绕第二转轴旋转，超声探头700可以安装于第二旋转件600的一端。

由此，通过X轴组件200、Y轴组件300和Z轴组件400的设置，可以带动超声探头700在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向运动，并通过第一旋转件500和第二旋转件600的设置，可以带动超声探头700进行不同角度的旋转，进而通过X轴组件200、Y轴组件300、Z轴组件400、第一旋转件500和第二旋转件600的配合设置，可以保证达到所需的调整位置和旋转角度。

本实施例中，超声显微成像装置的运动组件不仅包括X轴组件200、Y轴组件300和Z轴组件400，还包括第一旋转件500和第二旋转件600；这样，通过上述各运动机构及超声探头700等的设置，不仅可以实现对待测物件的超声波检测，保证该物件的物理特性合格，而且可以使超声探头700在空间维度中进行全方位也即全360°的探测，可以保证达到所需的调整位置和旋转角度，进而保证探测数据的完整性，缓解了当前超声显微装置难以实现无盲区的全场域超声显微成像的问题。而且，该超声显微成像装置结构简单，实际操作过程中，方便操作，容易调控，可以提高探头位置调节效率。

本实施例中，X方向、Y方向、Z方向相互垂直。

可选的，该超声显微成像装置还可以包括水槽110，水槽110可以设置在基座100上，待检测物件可以放置在水槽110中。示例性的，可以在基座100上设置上端敞口的方向水槽110，该水槽110可以由多块隔板围够而形成。

本实施例中，超声探头700可以安装于第二旋转件600的一端，第二旋转件600也可以位于水槽110中，超声探头700指向或位于水槽110中，并通过调整各运动机构，也即调整X轴组件200、Y轴组件300、Z轴组件400、第一旋转件500和第二旋转件600，可以使超声探头700最终指向水槽110内的待检测物件。

在一些实施例中，X轴组件200安装于基座100，Y轴组件300连接于X轴组件200，Z轴组件400连接于Y轴组件300，第一旋转件500和第二旋转件600分别设置于Z轴组件400，且第二旋转件600与第一旋转件500相连。

根据本实施例，X轴组件200可以设置在基座100上，如X轴组件200的底端可以与基座100连接，X轴组件200可以沿X轴方向进行往复运动。该X轴组件200还可以用于安装Y轴组件300，也即Y轴组件300与X轴组件200连接，X轴组件200可带动Y轴组件300沿X轴方向往复运动。上述Y轴组件300可以沿Y轴方向进行往复运动，该Y轴组件300还可用于安装Z轴组件400，也即，Z轴组件400与Y轴组件300连接，Y轴组件300可带动Z轴组件400沿Y轴方向往复运动。上述Z轴组件400可以沿Z轴方向进行往复运动，第一旋转件500和第二旋转件600分别安装于Z轴组件400的移动台面上，Z轴组件400可带动第一旋转件500和第二旋转件600沿Z轴方向往复运动。上述第一旋转件500和第二旋转件600可以相连，第一旋转件500可用于驱动第二旋转件600旋转，上述超声探头700可以安装于第二旋转件600的一端。

由此，基于以上连接设置，通过X轴组件200、Y轴组件300和Z轴组件400的连接配合设置，可以最终实现带动超声探头700分别进行X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的位置调整，并通过第一旋转件500和第二旋转件600的设置，可以带动超声探头700进行不同角度的旋转，以方便在空间维度中进行全360°的探测，保证达到所需的调整位置和旋转角度。

可选的，上述第一旋转件500可以采用旋转轴α，上述第二旋转件600可以采用旋转轴β。本实施例中，第一旋转件500和第二旋转件600可以采用普通的常用电机轴实现旋转，本实施例对此不作限定，只要能够用于带动超声探头700进行不同角度的旋转即可。

上述第一旋转件500和第二旋转件600的设置方位或安装角度可以不同，如在安装时，可以使第一旋转件500与Z轴组件400的移动台面的下端相连，使第二旋转件600与第一旋转件500垂直安装布置。

可选的，上述X轴组件200可以设置于水槽110的外侧，如设置在水槽110的隔板的外侧上方。这样，可以保证超声扫描的空间，保证结构的紧凑性。可选的，上述Y轴组件300可以位于水槽110的上方，Z轴组件400可以位于水槽110内；第一旋转件500和第二旋转件600也可以位于水槽110内。

在一些实施例中，X轴组件200包括X轴滑台和用于驱动X轴滑台运动的X轴步进电机，Y轴组件300包括Y轴滑台和用于驱动Y轴滑台运动的Y轴步进电机，Z轴组件400包括Z轴滑台和用于驱动Z轴滑台运动的Z轴步进电机。

上述三维精密位移调节组件可以用于精调超声探头700在X方向和Y方向位置及Z轴方向的位移。本实施例的X轴组件200、Y轴组件300、Z轴组件400等各轴机构的移动及导向部件采用高精度级别，可以保证达到所需的调整位置和旋转角度。

本实施例中，可以使超声探头700能够快速准确移动到可以对待检测件进行扫描的安全工作位置，从而提高探头位置调节效率。

需要说明的是，上述X轴组件200、Y轴组件300和Z轴组件400的设置位置或具体结构也可以根据实际需要进行调整。例如，在其他实施例中，X轴组件200、Y轴组件300和Z轴组件400还可以采用其他的能够实现X轴、Y轴、Z轴运动的机构，如各种滑块与滑轨副或能够进行多维运动的机械手的结构等，本实施例对此不作限定，在此不再赘述。

在一些实施例中，X轴组件200、Y轴组件300、Z轴组件400、第一旋转件500和第二旋转件600均设置有位移传感器。

在一些实施例中，位移传感器包括光栅尺位移传感器。

根据本实施例，各运动机构也即各轴的位移反馈采用高精度光栅尺，可以使得位移量更佳的精准。

通过在各运动机构上安装光栅尺，实现闭环运动的目的，从而在调整位置和旋转角度的重复性上得到提高

需要指出的是，上述光栅尺位移传感器的具体设置位置或具体结构可以根据实际需要进行调整，其工作原理等均可参照现有技术，本实施例对此不作限定，在此不再赘述。

在一些实施例中，超声探头700通过探头支座及紧固件安装于第二旋转件600的一端。

可选的，该紧固件可以为螺钉等部件。采用探头支座及螺钉等部件将超声探头700安装于第二旋转件600的一端，方便安装和维护，结构简单、可靠，容易实现。

在一些实施例中，第一旋转件500通过第一转接件及第一紧固件安装于Z轴组件400的移动台面；第二旋转件600通过第二转接件及第二紧固件安装于Z轴组件400的移动台面。

可选的，上述第一紧固件和第二紧固件可以为螺钉等部件。采用转接件及螺钉等部件将第一旋转件500和第二旋转件600安装于Z轴组件400的移动台面，方便安装和维护，结构简单、可靠，容易实现。

在一些实施例中，超声显微成像装置还包括控制器，X轴组件200、Y轴组件300、Z轴组件400、第一旋转件500和第二旋转件600均与控制器信号连接。

可选的，控制器可以为PLC控制器。通过控制器的设置，能够保证整个检测过程的自动化进行，从而提高自动化程度。

可选的，上述PLC控制器上可以集成有与远程控制端通信的无线通讯模块，用户可以通过远程控制端(如手机、电脑等)接收整个设备的各种运用参数，并通过远程控制端发出各种控制指令，以实现对设备的远程控制，从而提高操作的便捷性。

需要说明的是，上述控制器可以采用现有技术中已知的控制器，控制器的具体结构及工作原理等均可以参照现有技术，本实施例对此不作限定，在此不再详细描述。

在一些实施例中，本申请实施例还提供了一种超声显微成像系统，其包括前述的超声显微成像装置。

需要说明的是，超声显微成像系统还可以包括显示装置、控制装置其他装置结构，本申请实施例对于系统中的其他装置结构的连接及其结构等不作限定，可以参照现有技术，该超声显微成像系统的核心在于包含了本申请实施例提供的超声显微成像装置。

本实用新型未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种超声显微成像装置，其特征在于，包括：基座、运动组件和超声探头，所述运动组件安装于所述基座，所述超声探头安装于所述运动组件，所述运动组件包括：

X轴组件，用于驱动所述超声探头沿X轴方向运动；

Y轴组件，用于驱动所述超声探头沿Y轴方向运动；

Z轴组件，用于驱动所述超声探头沿Z轴方向运动；

第一旋转件，用于驱动第二旋转件绕第一转轴旋转；

第二旋转件，用于驱动所述超声探头绕第二转轴旋转，所述超声探头安装于所述第二旋转件的一端。

2.根据权利要求1所述的超声显微成像装置，其特征在于，所述X轴组件安装于所述基座，所述Y轴组件连接于所述X轴组件，所述Z轴组件连接于所述Y轴组件，所述第一旋转件和所述第二旋转件分别设置于所述Z轴组件，且所述第二旋转件与所述第一旋转件相连。

3.根据权利要求2所述的超声显微成像装置，其特征在于，所述X轴组件包括X轴滑台和用于驱动所述X轴滑台运动的X轴步进电机，所述Y轴组件包括Y轴滑台和用于驱动所述Y轴滑台运动的Y轴步进电机，所述Z轴组件包括Z轴滑台和用于驱动所述Z轴滑台运动的Z轴步进电机。

4.根据权利要求1所述的超声显微成像装置，其特征在于，所述X轴组件、所述Y轴组件、所述Z轴组件、所述第一旋转件和所述第二旋转件均设置有位移传感器。

5.根据权利要求4所述的超声显微成像装置，其特征在于，所述位移传感器包括光栅尺位移传感器。

6.根据权利要求1所述的超声显微成像装置，其特征在于，所述超声探头通过探头支座及紧固件安装于所述第二旋转件的一端。

7.根据权利要求1所述的超声显微成像装置，其特征在于，所述第一旋转件通过第一转接件及第一紧固件安装于所述Z轴组件的移动台面；所述第二旋转件通过第二转接件及第二紧固件安装于所述Z轴组件的移动台面。

8.根据权利要求1至7任一项所述的超声显微成像装置，其特征在于，所述超声显微成像装置还包括控制器，所述X轴组件、所述Y轴组件、所述Z轴组件、所述第一旋转件和所述第二旋转件均与所述控制器信号连接。

9.一种超声显微成像系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的超声显微成像装置。