KR101263285B1 - Ultrasound transducer driving apparatus using a single motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 관한 것이다. 상기 초음파 트랜스듀서 구동 장치는, 초음파 트랜스듀서가 고정 장착된 트랜스듀서 지지대; 모터; 베이스 프레임 회전 모듈 및 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈이 탑재되어 있는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임이 회전 가능하게 탑재된 회전 지지대; 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 베이스 프레임을 회전 운동시키는 베이스 프레임 회전 모듈; 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 트랜스듀서 지지대를 왕복 스윙 운동시키는 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈;를 구비하고, 단일의 모터를 이용하여 상기 베이스프레임이 사전 설정된 회전 각도를 회전하는 동안 상기 트랜스듀서 지지대가 사전 설정된 스윙 각도를 스윙 운동하거나 왕복 스윙 운동할 수 있도록, 베이스 프레임 회전 모듈 및 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈이 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an ultrasonic transducer drive device. The ultrasonic transducer drive device, the transducer support fixed to the ultrasonic transducer; motor; A base frame on which the base frame rotation module and the transducer support swing module are mounted; A rotation support on which the base frame is rotatably mounted; A base frame rotating module configured to rotate the base frame by receiving power of the motor; And a transducer support swing module configured to receive the power of the motor and reciprocally swing the transducer support, wherein the transducer support is preset while the base frame rotates a preset rotation angle using a single motor. The base frame rotation module and the transducer support swing module are configured to swing or reciprocate the set swing angle.

Description

단일 모터를 이용한 초음파 트랜스듀서 구동 장치{Ultrasound transducer driving apparatus using a single motor}Ultrasonic transducer driving apparatus using a single motor

본 발명은 초음파를 이용한 검사 장비에 사용되는 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 단일 모터를 이용하여 초음파 트랜스듀서를 구동하여 피검체에 대한 초음파 정보를 획득할 수 있도록 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasonic transducer driving device used for an inspection apparatus using ultrasonic waves, and more particularly, an ultrasonic transducer for driving ultrasonic transducers using a single motor to obtain ultrasonic information about a subject. It relates to a drive device.

일반적으로 초음파 시스템은 탐촉자인 트랜스듀서의 압전 효과에 의하여 검사하고자 하는 대상물에 초음파 신호를 발사하고, 그 결과 대상물의 불연속면에서 반사되어 되돌아오는 초음파 신호를 수신한 다음, 그 수신된 초음파 신호를 전기적 신호로 변환시켜 소정의 영상 장치에 출력함으로써 대상물의 내부 상태를 검사하는 시스템이다. 이러한 초음파 시스템은 의료 진단용, 비파괴 검사, 수중 탐색 기기 등에 널리 사용되고 있다. In general, the ultrasonic system emits an ultrasonic signal to an object to be inspected by the piezoelectric effect of the transducer, and receives the ultrasonic signal reflected from the discontinuous surface of the object, and then converts the received ultrasonic signal into an electrical signal. A system for inspecting the internal state of an object by converting the data into a predetermined image device and converting the output to a predetermined video device. Such ultrasound systems are widely used in medical diagnostics, nondestructive testing, underwater navigation devices, and the like.

초음파 진단 장비는 트랜스듀서의 배열 형태에 따라 리니어(linear), 컨벡스(convex) 또는 서큘러(circular) 타입 등으로 구분될 수 있다. 트랜스듀서가 1차원의 선형 어레이(array) 또는 2차원의 어레이 형태로 배열된 경우, 단일의 스캔 면에 대한 초음파 정보를 한번의 스캔 동작에 의해 획득할 수 있게 되어, 편리하고 빠른 시간내에 정보를 획득할 수 있게 된다. 하지만, 이와 같이 다수 개의 트랜스듀서가 배열된 초음파 진단 장비는 크기가 크기 때문에 휴대용으로 사용하기 어려울 뿐만 아니라, 제조 비용도 증가하게 된다. Ultrasonic diagnostic equipment may be classified into linear, convex, or circular type according to the arrangement of the transducer. When the transducers are arranged in a linear or two-dimensional array, the ultrasonic information on a single scan surface can be obtained by a single scan operation. You can get it. However, the ultrasound diagnostic equipment in which a plurality of transducers are arranged in this way is not only difficult to use portable because of its large size, but also increases manufacturing costs.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 적은 개수의 트랜스듀서를 이용하여 3차원 정보를 획득할 수 있는 휴대용 초음파 진단 장비들이 제안되었다. 본 발명자에 의해 제안된 한국공개특허 제 10-2007-0074288호의 "방광진단용 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 방법"은 다수 개의 스캔 면에 대한 2차원 초음파 정보를 수집하여 3차원의 입체 영상을 획득하게 된다. 전술한 특허에서는, 스캔 면에 따라 장비를 회전시키는 제1 스텝 모터(120)와 각 스캔면에서 부채꼴 모양의 2차원 영상을 획득하기 위하여 트랜스듀서를 왕복 스윙 운동시키는 제2 스텝 모터(130)를 구비하여, 트랜스듀서를 회전시키면서 피검체를 스캔하는 초음파 진단 장치 및 방법을 개시하고 있다. 도 1은 상기 특허에 개시된 초음파 진단 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 특허에 개시된 초음파 진단 장치는 트랜스듀서를 2개의 방향으로 회전시키기 위하여 2개의 모터를 구비하여야 되므로, 초음파 진단 장치의 크기가 증가하게 된다. In order to solve the above problems, portable ultrasound diagnostic apparatuses capable of acquiring three-dimensional information using a small number of transducers have been proposed. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0074288 proposed by the inventor of the present invention "acoustic diagnostic device and ultrasound diagnostic method for bladder diagnosis" to obtain a three-dimensional stereoscopic image by collecting two-dimensional ultrasound information for a plurality of scanning surface . In the above-described patent, the first step motor 120 for rotating the equipment according to the scan surface and the second step motor 130 for reciprocating the swing movement of the transducer to obtain a fan-shaped two-dimensional image on each scan surface The present invention discloses an ultrasonic diagnostic apparatus and method for scanning a subject while rotating a transducer. 1 is a perspective view schematically showing the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in the patent. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in the patent has to include two motors to rotate the transducer in two directions, thereby increasing the size of the ultrasonic diagnostic apparatus.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 단일의 모터를 사용하여 전체 크기를 최소화시키고 전력 소비도 최소화시킬 수 있는 초음파 트랜스듀서 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer driving device that can minimize the overall size and minimize the power consumption by using a single motor.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 관한 것으로서, 초음파 트랜스듀서가 고정 장착된 트랜스듀서 지지대; 모터; 상기 모터, 상기 트랜스듀서 지지대, 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈 및 베이스 프레임 회전 모듈이 탑재되어 있는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임이 회전 가능하게 탑재된 회전 지지대; 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 베이스 프레임을 회전 운동시키는 베이스 프레임 회전 모듈; 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 트랜스듀서 지지대를 왕복 스윙 운동시키는 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈;을 구비하고, 단일의 모터를 이용하여 상기 베이스프레임이 사전 설정된 회전 각도를 회전하는 동안 상기 트랜스듀서 지지대가 사전 설정된 스윙 각도를 스윙 운동하거나 왕복 스윙 운동할 수 있도록, 베이스 프레임 회전 모듈 및 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈이 구성되는 것을 특징으로 한다. Features of the present invention for achieving the above technical problem relates to an ultrasonic transducer drive device, the transducer support fixedly mounted ultrasonic transducer; motor; A base frame on which the motor, the transducer support, the transducer support swing module, and the base frame rotation module are mounted; A rotation support on which the base frame is rotatably mounted; A base frame rotating module configured to rotate the base frame by receiving power of the motor; And a transducer support swing module configured to receive the power of the motor and reciprocally swing the transducer support, wherein the transducer support is preset while the base frame rotates a preset rotation angle using a single motor. The base frame rotation module and the transducer support swing module are configured to swing or reciprocate the set swing angle.

전술한 특징에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 있어서, 상기 베이스 프레임이 회전하는 회전면과 상기 트랜스듀서 지지대가 스윙하는 스윙면은 서로 수직인 것이 바람직하다.In the ultrasonic transducer drive device according to the above features, it is preferable that the rotating surface on which the base frame rotates and the swing surface on which the transducer support swings are perpendicular to each other.

전술한 특징에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 있어서, 상기 베이스 프레임 회전 모듈은 다수 개의 제1 기어들이 다단연결되어 구성되며, 상기 베이스 프레임이 상기 회전 각도를 회전하는 동안 상기 트랜스듀서 지지대가 상기 스윙 각도를 스윙 운동하거나 왕복 스윙 운동하도록 상기 다수 개의 제1 기어들의 기어비들을 결정하는 것이 바람직하다. In the ultrasonic transducer drive device according to the above feature, the base frame rotation module is composed of a plurality of first gears are connected in multiple stages, the transducer support is the swing angle while the base frame rotates the rotation angle It is desirable to determine the gear ratios of the plurality of first gears to swing or reciprocally swing.

전술한 특징에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 있어서, 상기 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈은 상기 모터로부터 동력을 전달받기 위하여 순차적으로 연결된 하나 또는 둘 이상의 제2 기어들; 상기 제2 기어들 중 마지막 연결되는 기어, 즉 다단 연결된 제2 기어들 중 종단 기어에 연결되어 회전운동하는 풀리; 상기 풀리와 상기 트랜스듀서 지지대를 연결하는 커넥션 로드; 를 구비하고, 상기 풀리는 풀리의 중심 회전축으로부터 일정 거리 이격된 위치에 형성되어 커넥션 로드를 장착하는 제1 안착부를 구비하고, 상기 트랜스듀서 지지대는 트랜스듀서 지지대의 측면에 형성되어 커넥션 로드를 장착하는 제2 안착부를 구비하고, 상기 커넥션 로드는 상기 제1 안착부와 제2 안착부에 연결된 것이 바람직하다.
An ultrasonic transducer driving device according to the above-mentioned features, the transducer support swing module comprising: one or more second gears sequentially connected to receive power from the motor; A pulley connected to a terminal gear among the second gears connected to each other, that is, a terminal gear among the second gears connected to each other; A connection rod connecting the pulley and the transducer support; And a pulley having a first seating portion formed at a position spaced a predetermined distance from a central rotation axis of the pulley to mount a connection rod, wherein the transducer support is formed on the side of the transducer support to mount the connection rod. It is preferably provided with two seating portions, and the connection rod is connected to the first seating portion and the second seating portion.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치는 단일의 모터를 사용하여 초음파 영상을 획득할 수 있도록 구성함으로써, 초음파 트랜스듀서 구동 장치의 크기를 작게 제작하여, 휴대용 장비에 더욱 유용하게 사용할 수 있다. The ultrasonic transducer driving device according to the present invention is configured to obtain an ultrasonic image using a single motor, thereby making the size of the ultrasonic transducer driving device small, and thus can be more useful for portable equipment.

또한, 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 구동장치는 단일의 모터를 사용함으로써, 종래의 2개의 모터를 사용하는 장비에 비해 소비 전력을 반으로 절감할 수 있게 된다.
In addition, the ultrasonic transducer driving apparatus according to the present invention can reduce the power consumption by half compared to the equipment using two conventional motors by using a single motor.

도 1은 종래의 기술에 따라 2개의 모터가 장착된 초음파 진단 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 대한 정면도이며, 도 4는 도 2에 대한 측면도이며, 도 5는 도 2에 대한 배면도이며, 도 6은 도 2에 대한 평면도로서 회전 궤적과 회전 각도인 'θ'의 관계를 표시한 것이다.
도 7은 하나의 스캔 면(scan plane)에서 트랜스듀서 지지대의 스윙 궤적인 'φ'에 따라 형성된 부채꼴 초음파 영상을 예시적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 구동 장치에 있어서, 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈의 풀리 및 커넥션 로드의 구동에 의한 트랜스듀서의 스윙 궤적인 'φ'를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 구동 장치에 있어서, 트랜스듀서의 회전과 스윙 동작에 따라 평면도에 투사된 트랜스듀서의 스캔 궤적을 도시한 것이다. 1 is a perspective view schematically showing an ultrasonic diagnostic apparatus equipped with two motors according to the related art.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an ultrasonic transducer driving device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view of FIG. 2, FIG. 4 is a side view of FIG. 2, and FIG. 5 is of FIG. 2. FIG. 6 is a plan view of FIG. 2 showing the relationship between the rotation trajectory and the rotation angle 'θ'.
FIG. 7 exemplarily illustrates a fan-shaped ultrasound image formed along a swing path 'φ' of a transducer support in one scan plane.
FIG. 8 illustrates the swing trajectory 'φ' of the transducer by driving the pulley and the connection rod of the transducer support swing module in the driving apparatus according to the present invention.
9 illustrates a scan trajectory of a transducer projected on a plan view according to a rotation and swing operation of the transducer in the driving apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치에 구성 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the ultrasonic transducer driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 대한 정면도이며, 도 4는 도 2에 대한 측면도이며, 도 5는 도 2에 대한 배면도이며, 도 6은 도 2에 대한 평면도로서 회전 궤적과 회전 각도 θ의 관계를 도시한 것이다. FIG. 2 is a perspective view schematically showing an ultrasonic transducer driving device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view of FIG. 2, FIG. 4 is a side view of FIG. 2, and FIG. 5 is of FIG. 2. Fig. 6 is a plan view of Fig. 2 showing the relationship between the rotation trajectory and the rotation angle θ.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치(20)는 초음파 트랜스듀서(ultrasound transducer;200)가 고정 장착된 트랜스듀서 지지대(210), 모터(220), 상기 모터, 상기 트랜스듀서 지지대, 베이스 프레임 회전 모듈 및 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈이 탑재되어 있는 베이스 프레임(230), 상기 베이스 프레임이 회전 방향을 따라 회전 가능하게 탑재된 회전 지지대(240), 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 베이스 프레임을 회전 방향을 따라 사전 설정된 회전 각도만큼 순차적으로 회전 운동시키는 베이스 프레임 회전 모듈(250), 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 트랜스듀서 지지대를 스윙 방향을 따라 스윙 각도만큼 왕복 스윙 운동시키는 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈(260)를 구비한다. 상기 베이스 프레임이 회전하는 회전면과 상기 트랜스듀서 지지대가 스윙하는 스윙면은 서로 수직인 것이 바람직하다.2 to 6, the ultrasonic transducer driving device 20 according to the preferred embodiment of the present invention is a transducer support 210, the motor 220, the ultrasonic transducer (ultrasound transducer; 200) is fixedly mounted , The base frame 230 on which the motor, the transducer support, the base frame rotation module, and the transducer support swing module are mounted, the rotation support 240 rotatably mounted along the direction of rotation of the base frame, and the motor. A base frame rotation module 250 which sequentially rotates the base frame by a preset rotation angle along a rotation direction by receiving power of the motor, and receives the power of the motor by a swing angle along the swing direction of the transducer support. And a transducer support swing module 260 for reciprocating swing movement. Preferably, the rotating surface on which the base frame rotates and the swing surface on which the transducer support swings are perpendicular to each other.

트랜스듀서 지지대(210)에는 하나 또는 둘 이상의 초음파 트랜스듀서(ultrasound transducer;200)가 고정 장착될 수 있다. 상기 트랜스듀서 지지대(210)는 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 스윙(swing)할 수 있도록 베이스 프레임에 장착된다. 상기 트랜스듀서 지지대가 스윙할 수 있는 스윙 각도는 스캔하고자 하는 면의 크기에 따라 결정되는데, 바람직하게는 120°로 구성된다. 도 7은 하나의 스캔 면(scan plane)에서 트랜스듀서 지지대가 스윙하는 범위, 즉 스윙 각도(Φ)에 따라 형성된 부채꼴 초음파 영상을 예시적으로 도시한 것이다. 상기 트랜스듀서 지지대는 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈(260)를 경유하여 모터와 연결되며, 모터가 구동되면 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈의 움직임에 따라 트랜스듀서 지지대는 스윙 가능한 각도 범위내에서 왕복 스윙 운동하게 된다. One or two or more ultrasonic transducers 200 may be fixedly mounted to the transducer support 210. The transducer support 210 is mounted to the base frame to swing within a preset swing angle range. The swing angle at which the transducer support can swing is determined according to the size of the surface to be scanned, and is preferably composed of 120 °. FIG. 7 exemplarily illustrates a fan-shaped ultrasound image formed according to a range in which the transducer support swings on one scan plane, that is, the swing angle Φ. The transducer support is connected to the motor via the transducer support swing module 260. When the motor is driven, the transducer support is reciprocated in a swingable angle range according to the movement of the transducer support swing module.

상기 모터(220)는 회전 각도를 제어할 수 있는 스텝 모터로 구성되는 것이 바람직하나, DC 모터도 사용될 수 있다. The motor 220 is preferably composed of a step motor that can control the rotation angle, DC motor may also be used.

베이스 프레임(230)은 서로 다른 위치에 상기 모터와 상기 트랜스듀서 지지대가 각각 탑재되어 있으며, 상기 모터는 베이스 프레임에 고정 장착되며, 상기 트랜스듀서 지지대는 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 왕복 스윙 운동가능하게 베이스 프레임에 장착된다. 상기 베이스 프레임은 회전 지지대(240)의 상부 표면에 회전 방향을 따라 360°회전 가능하게 탑재된다. 상기 베이스 프레임 회전 모듈이 베이스 프레임이 탑재된 회전 지지대의 상부 표면과 모터의 사이에 연결되어, 모터가 구동되면 베이스 프레임 회전 모듈의 움직임에 따라 베이스 프레임이 회전 방향을 따라 사전 설정된 회전 각도만큼 순차적으로 회전된다. 상기 회전 각도는 획득하고자 하는 스캔 면(scan plane)의 개수에 따라 결정되며, 예컨대 4개의 스캔면을 획득하고자 하면 회전각도는 45°가 되며 12개의 스캔 면을 획득하고자 하면 회전각도는 15°가 된다. The base frame 230 is mounted to the motor and the transducer support in different positions, respectively, the motor is fixedly mounted to the base frame, the transducer support is capable of reciprocating swing movement within a predetermined swing angle range It is mounted on the base frame. The base frame is mounted on the upper surface of the rotary support 240 so as to be able to rotate 360 ° in the rotational direction. The base frame rotating module is connected between the upper surface of the rotary support on which the base frame is mounted and the motor, and when the motor is driven, the base frame is sequentially rotated by a predetermined rotation angle in the rotation direction according to the movement of the base frame rotating module. Is rotated. The rotation angle is determined according to the number of scan planes to be acquired. For example, when obtaining 4 scan planes, the rotation angle is 45 ° and when obtaining 12 scan planes, the rotation angle is 15 °. do.

베이스 프레임 회전 모듈(250)은 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 베이스 프레임을 회전 운동시키는 것으로서, 일 실시형태로 하나 또는 둘 이상의 기어들이 다단 연결되어 구성될 수 있다. 상기 베이스 프레임 회전 모듈(250)의 일 실시형태는 피니언 기어(251), 컴파운드 기어(252), 스퍼 기어(253), 페이스 기어(254)가 순차적으로 연결되고, 마지막에 연결되는 페이스 기어(254)는 회전 지지대의 상부 표면에 고정 장착되도록 구성될 수 있다. 그 외에도 베이스 프레임 회전 모듈(250)은 다양하게 구성될 수 있으며, 예를 들어 베벨 기어 또는 웜 기어를 사용하여 구성될 수도 있을 것이다. 상기 베이스 프레임 회전 모듈(250)을 구성하는 각 기어들의 기어비는 베이스 프레임의 회전 각도에 따라 결정된다. The base frame rotation module 250 rotates the base frame by receiving the power of the motor, and in one embodiment, one or more gears may be connected in multiple stages. In one embodiment of the base frame rotation module 250, the pinion gear 251, the compound gear 252, the spur gear 253, the face gear 254 is sequentially connected, the last of the face gear 254 is connected ) May be configured to be fixedly mounted to the upper surface of the rotating support. In addition, the base frame rotation module 250 may be configured in various ways, for example, may be configured using a bevel gear or a worm gear. The gear ratio of each gear constituting the base frame rotation module 250 is determined according to the rotation angle of the base frame.

한편, 상기 베이스 프레임 회전 모듈(250)의 다른 실시형태로는 하나 또는 복수 개의 풀리(pulley)와 벨트의 조합으로 구성되어 모터의 동력을 전달받아 베이스 프레임을 회전 운동시킬 수도 있다. On the other hand, in another embodiment of the base frame rotation module 250 is composed of a combination of one or a plurality of pulleys (pulley) and the belt may receive a power of the motor to rotate the base frame.

트랜스듀서 지지대 스윙 모듈(260)은 모터와 트랜스듀서 지지대의 사이에 연결되어, 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 트랜스듀서 지지대를 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 왕복 스윙 운동시킨다. 상기 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈(260)의 일 실시형태는 모터의 동력을 전달하기 위하여 다단 연결되는 하나 또는 다수 개의 제 2 기어들, 및 상기 제2 기어들 중 마지막에 연결된 기어에 연결되어 회전 운동을 왕복 스윙 운동으로 변환시켜 트랜스듀서 지지대로 전달하는 동력 전달 모듈로 구성된다. 상기 제2 기어들은 모터에 연결된 제1 스퍼 기어(261), 제2 스퍼기어(262)로 구성될 수 있으며, 상기 동력 전달 모듈은 제2 스퍼기어(262)에 연결된 풀리(pulley;263), 풀리(263)와 트랜스듀서 지지대를 연결하는 커넥션 로드(264)로 구성될 수 있다, 한편, 상기 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈은 상기 풀리 및 커넥션 로드를 이용하여 기어들을 통해 전달된 모터의 회전력을 왕복 스윙 운동으로 변경시켜, 상기 트랜스듀서 지지대를 스윙 각도로 왕복 스윙 운동할 수 있도록 한다. The transducer support swing module 260 is connected between the motor and the transducer support, and receives the power of the motor to reciprocate the swing movement within the preset swing angle range. One embodiment of the transducer support swing module 260 is connected to one or a plurality of second gears that are multi-stage connected to transfer the power of the motor, and the last of the second gears connected to the rotational motion It consists of a power transmission module that converts it into a reciprocating swing movement and transfers it to the transducer support. The second gears may include a first spur gear 261 connected to a motor, a second spur gear 262, and the power transmission module may include a pulley 263 connected to a second spur gear 262. And a connection rod 264 connecting the pulley 263 and the transducer support. Meanwhile, the transducer support swing module reciprocates the rotational force of the motor transmitted through the gears using the pulley and the connection rod. The motion is changed to allow the transducer support to swing back and forth at a swing angle.

한편, 상기 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈(260)의 다른 실시형태는 모터의 동력을 전달하기 위하여 하나 또는 다수 개의 풀리와 벨트, 및 상기 풀리에 연결되어 회전 운동을 왕복 스윙 운동으로 변환시켜 트랜스듀서 지지대로 전달하는 동력 전달 모듈로 구성될 수 있으며, 동력 전달 모듈은 앞서 설명된 것과 동일하다. Meanwhile, another embodiment of the transducer support swing module 260 is connected to one or a plurality of pulleys and belts and the pulleys to transmit power of a motor, and converts rotational motion into reciprocating swing motion as a transducer support. It may be configured as a power transmission module for transmitting, the power transmission module is the same as described above.

본 발명의 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈의 동력 전달 모듈의 다른 실시 형태로는 전술한 풀리와 커넥션 로드를 대신하여 기어의 회전 운동을 왕복 스윙 운동으로 변경시킬 수 있는 동력 전달 구조는 무엇이든지 사용가능할 것이다. 또한, 상기 제2 기어들과 동력 전달 모듈은 전술한 실시 형태에 국한되지 않을 것이며, 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 메카니즘 중 어느 하나로 구성될 수도 있음은 당연하다. 상기 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈을 구성하는 기어들도 다양하게 구성될 수 있을 것이다. As another embodiment of the power transmission module of the transducer support swing module of the present invention, any power transmission structure capable of changing the rotational motion of the gear into a reciprocating swing motion in place of the aforementioned pulley and connection rod may be used. In addition, the second gears and the power transmission module will not be limited to the above-described embodiment, it is obvious that it may be configured by any one of a variety of mechanisms that can perform the same function. Gears constituting the transducer support swing module may also be variously configured.

도 8은 본 발명에 따른 구동 장치에 있어서, 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈의 풀리 및 커넥션 로드의 구동에 의하여 트랜스듀서 지지대가 왕복 스윙 운동하는 스윙 궤적을 도시한 것이다. FIG. 8 illustrates a swing trajectory in which the transducer support reciprocally swings by driving pulleys and connection rods of the transducer support swing module in the driving device according to the present invention.

도 8을 참조하면, 풀리(263)는 풀리(263)의 중심 회전축으로부터 일정 거리 이격된 위치에 풀리의 표면에 제1 안착부(267)를 구비하고, 트랜스듀서 지지대도 트랜스듀서 지지대의 측면으로부터 돌출되어 형성된 제2 안착부(268)를 구비하며, 상기 커넥션 로드(264)의 양단은 풀리의 제1 안착부(267)와 트랜스듀서 지지대의 제2 안착부(268)에 각각 고정되어 제1 안착부와 제2 안착부를 연결시킨다. 상기 제1 안착부의 위치 및 제2 안착부의 위치는 트랜스듀서 지지대의 스윙 각도에 따라 결정된다. 이하, 트랜스듀서 지지대의 왕복 스윙 운동되는 메카니즘을 설명하다. 먼저, 모터가 구동되면, 기어에 연결된 풀리(263)가 회전 운동을 하게 되고, 그 결과 제1 안착부(267)는 풀리의 중심 회전축으로부터의 이격 거리('d')를 반지름으로 하는 원 운동을 반복하게 된다. 제1 안착부(267)는 커넥션 로드(264)를 통해 트랜스듀서 지지대의 제2 안착부(268)와 연결되며, 풀리가 회전 운동을 하면 트랜스듀서 지지대는 사전 설정된 스윙 각도로 왕복 스윙 운동을 하게 된다. Referring to FIG. 8, the pulley 263 is provided with a first seating portion 267 on the surface of the pulley at a position spaced a predetermined distance from the central rotation axis of the pulley 263, the transducer support is also from the side of the transducer support And a second seating part 268 protruding from each other, and both ends of the connection rod 264 are respectively fixed to the first seating part 267 of the pulley and the second seating part 268 of the transducer support. The seating part and the second seating part are connected. The position of the first seat and the position of the second seat is determined according to the swing angle of the transducer support. Hereinafter, the mechanism of the reciprocating swing motion of the transducer support will be described. First, when the motor is driven, the pulley 263 connected to the gear makes a rotational movement, and as a result, the first seating portion 267 is a circular movement whose radius is a distance 'd' from the central rotation axis of the pulley. Will be repeated. The first seating portion 267 is connected to the second seating portion 268 of the transducer support via the connection rod 264, and when the pulley rotates, the transducer support causes the reciprocating swing movement at a predetermined swing angle. do.

전술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 구동 장치는 모터의 구동에 의해 베이스 프레임이 사전 설정된 회전 각도만큼 회전 운동함과 동시에, 트랜스듀서 지지대가 사전 설정된 스윙 각도를 스윙 운동하거나 왕복 스윙 운동하게 한다. 베이스 프레임이 회전 방향을 따라 상기 회전 각도로 회전함에 따라 스캔하고자 하는 스캔 면(scan plane)이 결정되고, 트랜스듀서 지지대가 스윙 각도로 왕복 스윙 운동함에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이 베이스 프레임의 회전 운동에 의해 결정된 스캔 면에서의 부채꼴 형태의 초음파 영상에 대한 정보들을 획득하게 된다. 베이스 프레임을 순차적으로 회전시킴과 동시에 트랜스듀서 지지대를 왕복 스윙 운동시킴으로써, 다수 개의 스캔면에서의 초음파 정보들을 획득할 수 있게 된다.The ultrasonic transducer driving device according to the present invention having the above-described structure allows the transducer support to swing or reciprocally swing the preset swing angle while the base frame rotates by a predetermined rotational angle by the driving of the motor. do. As the base frame rotates at the rotational angle along the rotational direction, a scan plane to be scanned is determined, and as the transducer support is reciprocally swinged at the swinging angle, as shown in FIG. Information about an ultrasound image of a fan shape on the scan surface determined by the rotational motion is obtained. By sequentially rotating the base frame and reciprocating swinging of the transducer support, ultrasonic information on a plurality of scan surfaces can be obtained.

도 9는 본 발명에 따른 구동 장치에 있어서, 베이스 프레임의 회전 운동과 트랜스듀서 지지대의 왕복 스윙 운동에 의하여 트랜스듀서가 스캔하는 스캔 궤적을 평면도에 투사하여 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 베이스 프레임이 회전 각도(θ)를 회전함과 동시에 트랜스듀서 지지대가 스윙함에 따라 트랜스듀서는 원주면에 적힌 번호 순서대로 순차적으로 스캔 궤적을 얻을 수 있게 된다.
FIG. 9 illustrates a scan trajectory scanned by the transducer on a plan view by a rotational motion of the base frame and a reciprocating swing motion of the transducer support in the driving device according to the present invention. Referring to FIG. 9, as the base frame rotates the rotation angle θ and the transducer support swings, the transducer can obtain scan trajectories sequentially in the order of numbers written on the circumferential surface.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, this is merely an example and is not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications which are not illustrated above in the scope are possible. And differences relating to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention as defined in the appended claims.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 구동장치는 초음파를 이용한 스캐닝 장비에 널리 사용될 수 있다. The ultrasonic transducer drive device according to the present invention can be widely used in scanning equipment using ultrasonic waves.

20 : 초음파 트랜스듀서 구동 장치
200 : 초음파 트랜스듀서(ultrasound transducer)
210 : 트랜스듀서 지지대
220 : 모터
230 : 베이스 프레임
240 : 회전 지지대
250 : 베이스 프레임 회전 모듈
260 : 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈20: ultrasonic transducer drive device
200: Ultrasound transducer
210: transducer support
220: motor
230: base frame
240: rotating support
250: base frame rotation module
260: Transducer Support Swing Module

Claims (9)

초음파 트랜스듀서 구동 장치에 있어서,
초음파 트랜스듀서가 고정 장착된 트랜스듀서 지지대;
모터;
상기 모터와 상기 트랜스듀서 지지대가 탑재되어 있는 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임이 회전 가능하게 탑재된 회전 지지대;
상기 모터의 동력을 전달받아 상기 베이스 프레임을 회전 운동시키는 베이스 프레임 회전 모듈;
상기 모터의 동력을 전달받아 상기 트랜스듀서 지지대를 사전 설정된 스윙 각도 범위내에서 왕복 스윙 운동시키는 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈;
를 구비하고, 상기 모터가 구동되면, 상기 베이스 프레임 회전 모듈에 의해 상기 베이스프레임이 사전 설정된 회전 각도를 회전함과 동시에, 상기 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈에 의해 상기 트랜스듀서 지지대가 상기 스윙 각도로 왕복 스윙 운동하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치. An ultrasonic transducer drive device,
A transducer support fixed to the ultrasonic transducer;
motor;
A base frame on which the motor and the transducer support are mounted;
A rotation support on which the base frame is rotatably mounted;
A base frame rotating module configured to rotate the base frame by receiving power of the motor;
A transducer support swing module configured to receive the power of the motor to reciprocate the swing movement within the preset swing angle range;
And, when the motor is driven, the base frame is rotated by the base frame rotation module, and at the same time, the transducer support swing module reciprocates at the swing angle by the transducer support swing module. Ultrasonic transducer drive device characterized in that the movement. 제1항에 있어서, 상기 베이스 프레임이 회전하는 회전면과 상기 트랜스듀서 지지대가 스윙하는 스윙면은 서로 수직인 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치.The ultrasonic transducer driving apparatus of claim 1, wherein the rotating surface on which the base frame rotates and the swing surface on which the transducer support swings are perpendicular to each other. 제1항에 있어서, 상기 베이스 프레임 회전 모듈은 다수 개의 제1 기어들이 다단연결되어 구성되며, 상기 베이스 프레임이 상기 회전 각도를 회전하는 동안 상기 트랜스듀서 지지대가 상기 스윙 각도를 스윙 운동하거나 왕복 스윙 운동하도록 상기 다수 개의 제1 기어들의 종류 및 기어비들을 결정하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치.According to claim 1, wherein the base frame rotation module is composed of a plurality of first gear is connected in multiple stages, the transducer support swings the swing angle or reciprocating swing movement while the base frame rotates the rotation angle And a type and gear ratios of the plurality of first gears to determine the type of gear ratio. 제1항에 있어서, 상기 베이스 프레임 회전 모듈은 하나 또는 다수 개의 풀리들 및 상기 풀리들을 연결하는 벨트로 구성되며, 상기 베이스 프레임이 상기 회전 각도를 회전하는 동안 상기 트랜스듀서 지지대가 상기 스윙 각도를 스윙 운동하거나 왕복 스윙 운동하도록 상기 풀리의 직경이 결정되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치.2. The base frame rotation module of claim 1, wherein the base frame rotation module comprises one or more pulleys and a belt connecting the pulleys, wherein the transducer support swings the swing angle while the base frame rotates the rotation angle. Ultrasonic transducer drive device characterized in that the diameter of the pulley is determined for movement or reciprocating swing movement. 제1항에 있어서, 상기 트랜스듀서 지지대 스윙 모듈은
상기 모터로부터 동력을 전달받기 위하여 다단 연결된 다수 개의 제2 기어들;
상기 다수 개의 제2 기어들 중 종단 기어에 연결되어, 상기 종단 기어의 회전 운동을 왕복 스윙 운동으로 변환하여 트랜스듀서 지지대로 전달하는 동력 전달 모듈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치. The method of claim 1, wherein the transducer support swing module
A plurality of second gears connected in multiple stages to receive power from the motor;
And a power transmission module connected to an end gear of the plurality of second gears and converting a rotational movement of the end gear into a reciprocating swing movement and transferring the end gear to a transducer support. 제5항에 있어서, 상기 동력 전달 모듈은,
상기 종단 기어에 연결되어 회전운동하는 풀리;
상기 풀리와 상기 트랜스듀서 지지대를 연결하는 커넥션 로드;
를 구비하여, 상기 풀리가 360°를 1 회전하는 동안 상기 트랜스듀서 지지대를 상기 스윙 각도로 왕복 스윙 운동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치.
The method of claim 5, wherein the power transmission module,
A pulley connected to the end gear to rotate;
A connection rod connecting the pulley and the transducer support;
And an oscillating swing movement of the transducer support at the swing angle while the pulley rotates 360 °.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 모터는 스텝 모터인 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치.The ultrasonic transducer drive device according to claim 1, wherein the motor is a step motor. 제6항에 있어서, 상기 풀리는 풀리의 표면에 형성된 제1 안착부를 구비하고,
상기 트랜스듀서 지지대는 트랜스듀서 지지대의 측면에 형성된 제2 안착부를 구비하고,
상기 커넥션 로드의 양 단부는 상기 제1 안착부와 제2 안착부에 각각 고정되어 제1 안착부와 제2 안착부를 연결시킨 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 구동 장치.



According to claim 6, The pulley has a first seating portion formed on the surface of the pulley,
The transducer support has a second seating portion formed on the side of the transducer support,
Both ends of the connection rod are respectively fixed to the first seating portion and the second seating portion ultrasonic transducer driving apparatus, characterized in that connecting the first seating portion and the second seating portion.



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