專利名稱：B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置(一) 技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明涉及一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，用于眼科的B型 超聲波掃描診斷，屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。(二) 背景技術(shù)B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置可以安裝多種規(guī)格的超聲換能探 頭，進(jìn)行頻率《12Hz、振幅為土30。之內(nèi)的高速掃描擺動(dòng)，并可在掃描擺動(dòng)的同 時(shí)同步輸出以0.1°為單位的角度位置信息，用以觸發(fā)掃描。從而可以用來進(jìn) 行眼科B型超聲波診斷，以診斷視網(wǎng)膜脫落、眼內(nèi)和眼眶腫瘤、玻璃體混濁、 出血、眼底病變及眼內(nèi)異物等疾病。目前，由于機(jī)械扇形掃描裝置成本低、掃描頻率較高(10Hz左右)、具有較 高的性價(jià)比，因此被廣泛采用，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是傳統(tǒng)的掃描裝置都 是基于時(shí)間法的，即以均勻間隔的時(shí)間來觸發(fā)單次超聲掃描過程。時(shí)間法的前 提是試圖控制掃描的過程為勻速擺動(dòng)，但是由于常用連桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與連桿末端的擺動(dòng)本質(zhì)上不呈線性關(guān)系；而且擺動(dòng)頻率高、角位移 小、速度快、加速度有限，所以這個(gè)前提基本無法保證。因此，造成均勻間隔 的時(shí)間采樣的角度位置實(shí)際上不均勻、不準(zhǔn)確，最終導(dǎo)致采集到的圖像信息出 現(xiàn)混疊、模糊不清，影響操作者的診斷，易造成誤診、無法確診等嚴(yán)重后果。(三) 實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)明一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其目的在于提供-種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝方便，具有高精度角度位置反饋的B型超聲位置反饋式機(jī)械 扇掃探頭裝置，從而使傳統(tǒng)的基于時(shí)間的掃描法改變?yōu)榛诰_角度位置信息 的掃描法。本發(fā)明一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其至少應(yīng)包括-一外殼，其與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組連接；一直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組，其與超聲換能探頭擺動(dòng)軸線垂直安裝，并控制超聲換能探頭的左右擺動(dòng)頻率與角度，提供超聲換能探頭左右擺動(dòng)的原始動(dòng)力源；一傘齒輪換向組，其與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組垂直安裝，其自身轉(zhuǎn)動(dòng)軸線即是超 聲換能探頭擺動(dòng)軸線，用以將直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組沿水平軸的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為沿 垂直軸的左右擺動(dòng)，并傳遞扭矩和控制擺動(dòng)的角度；--探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組，其與傘齒輪換向組同軸安裝，即與超 聲換能探頭形成同軸位置關(guān)系，用以采集超聲換能探頭擺動(dòng)角度的精確位置信 息，并以兩路方波脈沖的形式輸出；一超聲換能探頭轉(zhuǎn)換接頭組，其與傘齒輪換向組軸線垂直固定安裝，用以 將各種符合SMC插頭規(guī)格的超聲換能探頭固連到傘齒輪換向組中的垂直軸上。該外殼具體包括一外殼體，其與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組中的電機(jī)法蘭螺接； 一風(fēng)琴式密封，其與外殼體粘結(jié)在一起； 該直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組具體包括一直流電機(jī)，其與電機(jī)法蘭同軸連接；用以驅(qū)動(dòng)超聲換能探頭左右擺動(dòng)；一光電編碼器，其與直流電機(jī)尾部同軸連接，采集電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度位置信 息，并以兩路脈沖的形式輸出；一傘齒輪II，其與直流電機(jī)端部的輸出軸同軸固定連接，用以輸出直流電 機(jī)沿水平軸的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩；一電機(jī)法蘭，其與直流電機(jī)端部螺接，并與傘齒輪換向組中的主殼體螺接;一連接套管，其套接在直流電機(jī)端部的輸出軸上；該傘齒輪換向組包括一中軸，其兩端部分別與軸承同軸連接，并與探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感 器組同軸連接。兩個(gè)軸承，其均為滾動(dòng)軸承，分別與中軸上下端部同軸安裝，用以支撐中 軸，減小摩擦扭矩，便于其沿中軸軸線順暢擺動(dòng)；一傘齒輪I，其與中軸同軸安裝，并接收外部的水平軸正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩， 帶動(dòng)中軸沿自身垂直中心軸線左右擺動(dòng)；一上壓蓋，其上有一個(gè)限位擋塊用以限制中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度；一限位擋環(huán)，其與中軸同軸連接，用以限制中軸的左右擺動(dòng)角度；一主殼體，用以安裝傘齒輪換向組，并與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組連接。 該探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組具體包括一碼盤，與中軸同軸固連在一起，與其同軸擺動(dòng)，反饋中軸擺動(dòng)的精確角 度位置信息；一讀取頭，其與主殼體通過螺釘固連在一起，讀取碼盤反饋的中軸擺動(dòng)的 精確角度位置信息，并以兩路脈沖信號(hào)的形式輸出； 該轉(zhuǎn)換接頭具體包括一轉(zhuǎn)接插座，其與超聲換能探頭螺接連接；一轉(zhuǎn)接插頭，其一端與連接轉(zhuǎn)化插座螺接，另一端與中軸螺接，傳遞中軸 的擺動(dòng)。其中，該傘齒輪n—端設(shè)有一個(gè)內(nèi)徑為①6ram，深為4mm的沉孔；其上設(shè)有一個(gè)垂直于齒輪軸線的螺紋孔。其中，該連接套管一端外徑為①6mm, —端的內(nèi)徑為①2ram。其中，該中軸兩端各有一段長度為2mm,直徑為01.5mm的軸端；距軸端2. 25 處有一個(gè)厚度為lmm，直徑為。6. 35mm的圓形法蘭。 其中，該軸承外徑為04mm，內(nèi)徑為01.5mm，厚度為2mm。 其中，該上壓蓋具有一個(gè)直徑為①1.5mm，深度為2mm的軸承沉孔。 其中，該主殼體有一個(gè)直徑為①1.5mm，深度為2mm的軸承孔。 其中，該碼盤內(nèi)孔直徑為①6.35mm，外徑為0)12ram。其中，該轉(zhuǎn)接插座一端具有一個(gè)符合SMC規(guī)格的內(nèi)螺紋; 一端具有一段長度 為4mm、符合M4規(guī)格的外螺紋。其中，該轉(zhuǎn)接插頭一端具有一個(gè)長度為4mm、符合M4規(guī)格的內(nèi)螺紋； 一端 具有一段長度為2. 5mm、符合M2規(guī)格的外螺紋。本發(fā)明一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于 實(shí)現(xiàn)了基于精確角度位置信息的掃描法，使角度位置準(zhǔn)確，圖像信息清晰，且 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝方便。

圖1A所示為本發(fā)明一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置整體外形圖。 圖1C所示為圖1A除去外殼體101a、風(fēng)琴式密封102a后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示為圖2中上壓蓋207的底部放大示意圖。圖4所示為圖1A中外殼體101a的剖視放大圖。圖5所示為圖2中電機(jī)法蘭213的軸側(cè)視圖。圖6所示為圖2中傘齒輪II 211的剖視圖。圖7所示為圖2中連接套管212的剖視圖。圖8所示為圖2中直流電機(jī)210的正視圖。圖9所示為圖2中中軸201的正視圖。圖10所示為圖2中主殼體208的剖視圖。圖11所示為圖2中轉(zhuǎn)接插座222的正視圖。圖12所示為圖2中轉(zhuǎn)接插頭221的正視圖。圖中具體標(biāo)號(hào)如下II直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組 III傘齒輪換向組IV超聲換能探頭轉(zhuǎn)換接頭組 V探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組I外殼 101a外殼體102a風(fēng)琴式密封201中軸202傘齒輪I203碼盤204限位擋環(huán)205、 206軸承207上壓蓋208主殼體209讀取頭210直流電機(jī)211傘齒輪n212連接套管213電機(jī)法蘭214、 220螺釘215連接螺釘216、 219緊釘螺釘217銷子218安裝螺釘221轉(zhuǎn)接插頭222轉(zhuǎn)接插座223超聲換能探頭224光電編碼器301開口凸臺(tái)302軸承沉孔401內(nèi)螺紋50外螺紋601沉孔602螺紋孔701通孔801輸出軸901凸臺(tái)902內(nèi)螺紋903軸端904圓形法蘭1001軸承孔1002定位銷孔1101外螺紋1102內(nèi)螺紋1201內(nèi)螺紋1202外螺紋具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案。請(qǐng)參照?qǐng)D1A，外殼1包括外殼體101a，其直徑較小的部分以利于操作者手 持；而直徑較大部分用于封裝機(jī)構(gòu)。風(fēng)琴式密封102a將整個(gè)外殼體101a密封 為一個(gè)密閉的空腔，風(fēng)琴式密封102a與外殼體101a粘結(jié)在一起。外殼體101a 通過內(nèi)螺紋401與電機(jī)法蘭213上的外螺紋501連接在一起。請(qǐng)參閱圖1C，直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組II、探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組V通過 螺釘與傘齒輪換向組III連接在一起;超聲換能探頭轉(zhuǎn)換接頭組IV則通過螺紋 與傘齒輪換向組III固連在一起。請(qǐng)參閱圖2，直流電機(jī)210與光電編碼器224同軸固定連接，光電編碼器 224可以將直流電機(jī)210的轉(zhuǎn)動(dòng)位置信息以兩路方波脈沖信號(hào)輸出。直流電機(jī) 則通過三個(gè)連接螺釘215與電機(jī)法蘭213固連在一起。將連接套管212放入傘 齒輪II 211的沉孔601 (如圖6所示)內(nèi)，軸向旋轉(zhuǎn)連接套管212使其上的 通孔701 (如圖7所示)與傘齒輪II 211上的螺紋孔602'〈如圖6所示)對(duì)正。 而后將傘齒輪II 211、連接套管212同軸套入直流電機(jī)210的輸出軸801 (如 圖8所示)上，并用緊釘螺釘216鎖死。請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置中， 上壓蓋207的底部有一個(gè)環(huán)形的開口凸臺(tái)301，其開口角度為60。，用以限制 探頭的擺動(dòng)角度。請(qǐng)參閱圖2，將傘齒輪I 202、限位擋環(huán)204、軸承205依次套入中軸.201 的上端相應(yīng)配合軸徑處，并軸向壓緊到各自的限位端面。用緊釘螺釘219將傘 齒輪I 202與中軸201的軸向位置鎖死。而后，將碼盤203同軸套入中軸201 的下端的凸臺(tái)901 (如圖9所示)上，再從中軸201下端裝入軸承206。至此， 將中軸201的軸承206再裝入主殼體208底面相應(yīng)的軸承孔1001 (如圖10所 示)內(nèi)，然后蓋上上壓蓋207，使上壓蓋207的軸承沉孔302 (如圖3所示)裝 入軸承205，并用螺釘220將上壓蓋207和主殼體208連接在一起。再將直流 驅(qū)動(dòng)電機(jī)組II中的電機(jī)法蘭213與主殼體208通過螺釘214連接在一起。繼而, 將銷子217放入主殼體208底部的三個(gè)相應(yīng)的定位銷孔1002 (如圖10所示) 中，將讀取頭209與銷子217定位到主殼體208底面上，而后用安裝螺釘218將其與主殼體208連接在一起。接著，將轉(zhuǎn)接插座222尾部的外螺紋1101 (如圖11所示)與轉(zhuǎn)接插頭221 的內(nèi)螺紋1201 (如圖12所示)連接在一起，再把轉(zhuǎn)接插頭221尾部的外螺紋 1202 (如圖12所示)旋入中軸201矩形平面上的內(nèi)螺紋902 (如圖9所示)內(nèi)。最后將超聲換能探頭223尾部的SMC外螺紋(圖中未示)旋入轉(zhuǎn)接插座222 前部的內(nèi)螺紋1102中。當(dāng)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組II的直流電機(jī)210正轉(zhuǎn)時(shí)，直流電機(jī)210軸端輸出的正 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連接套管212傳遞至傘齒輪II 211，使其亦正轉(zhuǎn)。傘齒輪II 211 與另外一傘齒輪I 202嚙合在一起，所以傘齒輪II 211將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給 傘齒輪I 202,使傘齒輪I 202繞自身軸線逆時(shí)針擺動(dòng)(左擺)，傘齒輪I 202又通過緊釘螺釘219將這一擺動(dòng)傳遞給中軸201，使中軸201亦逆時(shí)針擺動(dòng) (左擺)。中軸201通過與其螺接的轉(zhuǎn)接插頭221，再帶動(dòng)轉(zhuǎn)接插座222，最終 帶動(dòng)超聲換能頭223逆時(shí)針擺動(dòng)(左擺)。當(dāng)直流電機(jī)210反轉(zhuǎn)時(shí)再重復(fù)上述過 程，帶動(dòng)超聲換能頭223順時(shí)針擺動(dòng)(右擺)。無論中軸201順時(shí)針擺動(dòng)還是逆 時(shí)針擺動(dòng)，與中軸201同軸固連的碼盤203亦同步擺動(dòng)，碼盤203的順、逆時(shí) 針(左、右)擺動(dòng)信息被固連在主殼體208下部的讀取頭209采集、處理，以 兩路互差90。的方波脈沖輸出。最后，將風(fēng)琴式密封102a粘結(jié)到外殼體101a上，再將外殼體101a與電機(jī) 法蘭213螺接，形成一個(gè)完整的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置。
權(quán)利要求1. 一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征在于該裝置至少應(yīng)包括一外殼，其與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組連接；一直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組，其與超聲換能探頭擺動(dòng)軸線垂直安裝；一傘齒輪換向組，其與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組垂直安裝；一探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組，其與傘齒輪換向組同軸安裝，與超聲換能探頭形成同軸位置關(guān)系；一轉(zhuǎn)換接頭，其與傘齒輪換向組軸線垂直固定安裝；該外殼具體包括一外殼體，其與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組中的電機(jī)法蘭螺接；一風(fēng)琴式密封，其與外殼體粘結(jié)在一起；該直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組具體包括一直流電機(jī)，其與電機(jī)法蘭同軸連接；一光電編碼器，其與直流電機(jī)尾部同軸連接；一傘齒輪，其與直流電機(jī)端部的輸出軸同軸固定連接；一電機(jī)法蘭，其與直流電機(jī)端部螺接，并與傘齒輪換向組中的主殼體螺接；一連接套管，其套接在直流電機(jī)端部的輸出軸上；該傘齒輪換向組包括一中軸，其兩端部分別與軸承同軸連接，并與探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組同軸連接；二軸承，其均為滾動(dòng)軸承，分別與中軸上下端部同軸安裝；一傘齒輪I，其與中軸同軸安裝；一上壓蓋，其上有一個(gè)用以限制中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限位擋塊；一限位擋環(huán)，其與中軸同軸連接；一主殼體，其與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組連接；該探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組具體包括一碼盤，與中軸同軸固連在一起；一讀取頭，其與主殼體通過螺釘固連在一起；該轉(zhuǎn)換接頭具體包括一轉(zhuǎn)接插座，其與超聲換能探頭螺接連接；一轉(zhuǎn)接插頭，其一端與連接轉(zhuǎn)化插座螺接，另一端與中軸螺接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該傘齒輪n—端設(shè)有一個(gè)內(nèi)徑為①6mm，深為4mm的沉孔；其上設(shè)有一個(gè) 垂直于齒輪軸線的螺紋孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該連接套管一端外徑為①6mm， 一端的內(nèi)徑為①2mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該中軸兩端各有一段長度為2mm，直徑為01.5ran的軸端；距軸端2. 25mm 處有一個(gè)厚度為lram，直徑為①6. 35mm的圓形法蘭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該軸承外徑為①4ram，內(nèi)徑為01.5mm，厚度為2mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該上壓蓋具有一個(gè)直徑為01.5mm，深度為2mm的軸承沉孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該主殼體有一個(gè)直徑為①1.5mm，深度為2ran的軸承孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該碼盤內(nèi)孔直徑為06.35咖，外徑為012順。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該轉(zhuǎn)接插座一端具有一個(gè)符合SMC規(guī)格的內(nèi)螺紋； 一端具有一段長度為 4mm、符合M4規(guī)格的外螺紋。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，其特征 在于該轉(zhuǎn)接插頭一端具有一個(gè)長度為4mm、符合M4規(guī)格的內(nèi)螺紋； 一端具有 一段長度為2.5mm、符合M2規(guī)格的外螺紋。
專利摘要本實(shí)用新型一種B型超聲位置反饋式機(jī)械扇掃探頭裝置，由外殼，直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組、傘齒輪換向組、探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組以及轉(zhuǎn)換接頭組成。該外殼與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組連接；該直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組與超聲換能探頭擺動(dòng)軸線垂直安裝，該傘齒輪換向組與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)組垂直安裝，該探頭擺動(dòng)角度位置反饋傳感器組與傘齒輪換向組同軸安裝，即與超聲換能探頭形成同軸位置關(guān)系；該轉(zhuǎn)換接頭，其與傘齒輪換向組軸線垂直固定安裝。本裝置的突出特點(diǎn)是具有末端位置反饋傳感器——光電編碼器，精確測(cè)量末端超聲換能探頭左右擺動(dòng)的真實(shí)角度位置信息，并以兩路相差90°的脈沖信號(hào)形式輸出，從而獲知擺動(dòng)的角度和擺動(dòng)的方向信息。
文檔編號(hào)A61B8/10GK201088595SQ20072014958
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者強(qiáng) 周 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)