用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置制造方法
【專利摘要】一種用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置，包括底板和設(shè)置在底板上的水槽，位于水槽內(nèi)的聲換能器位置調(diào)整架和樣本載物盤，聲換能器位置調(diào)整架上滑動(dòng)的連接有聲換能器安裝架，聲換能器位置調(diào)整架通過連接板分別連接設(shè)置在底板上的用于驅(qū)動(dòng)聲換能器安裝架沿X、Y兩個(gè)方向水平移動(dòng)、沿Z方向垂直移動(dòng)以及沿Z軸旋轉(zhuǎn)的聲換能器掃描驅(qū)動(dòng)裝置，樣本載物盤通過設(shè)置在水槽內(nèi)底面上的防水罩機(jī)構(gòu)和垂直連接在防水罩架遠(yuǎn)離樣本載物盤一端的旋轉(zhuǎn)支柱連接設(shè)置在底板上的用于驅(qū)動(dòng)樣本載物盤沿Z軸旋轉(zhuǎn)的載物盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。本發(fā)明可對聲換能器進(jìn)行精確定位和五自由度的包括平移，旋轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)控制，并能實(shí)現(xiàn)多種掃描方式，保證聲源定位的精確性和穩(wěn)定性。
【專利說明】用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種磁聲耦合成像技術(shù)。特別是涉及一種由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的用于磁聲 耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 磁聲耦合成像是對生物電特性進(jìn)行成像的一種方式，其電特性能夠反映組織的生 理、病理狀態(tài)，從而為疾病的早期診斷提供依據(jù)。
[0003] 磁聲耦合成像的基本原理為，對置于穩(wěn)恒磁場中的樣本，通過電極向樣本中注入 一定頻率的激勵(lì)電流，樣本中電流在靜磁場下受到洛侖茲力的作用，產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)的頻率 與注入的激勵(lì)電流頻率相同，振動(dòng)產(chǎn)生聲波，此時(shí)，利用樣本一定距離外的聲換能器對聲波 響應(yīng)進(jìn)行檢測，通過檢測得到聲波波形，通過對不同空間位置的聲波進(jìn)行掃描檢測，檢測到 的信號(hào)結(jié)合重建算法即可得到組織電導(dǎo)率分布信息。
[0004] 由電磁學(xué)和聲學(xué)理論可知，檢測聲壓大小與穩(wěn)恒磁場、組織樣本內(nèi)部電流密度及 其電參數(shù)密切相關(guān)：即

【權(quán)利要求】
1. 一種用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置，包括底板（1)和設(shè) 置在底板（1)上的水槽（2)，分別位于水槽（2)內(nèi)的聲換能器位置調(diào)整架（3)和樣本載物盤 (4) ，所述的聲換能器位置調(diào)整架（3)上滑動(dòng)的連接有聲換能器安裝架（13)，其特征在于， 所述的聲換能器位置調(diào)整架（3)通過連接板（5)分別連接設(shè)置在所述底板（1)上的用于驅(qū) 動(dòng)聲換能器安裝架（13)沿X、Y兩個(gè)方向水平移動(dòng)、沿Z方向垂直移動(dòng)以及沿Z軸旋轉(zhuǎn)的聲 換能器掃描驅(qū)動(dòng)裝置，所述的樣本載物盤（4)通過設(shè)置在所述水槽（2)內(nèi)底面上的防水罩 機(jī)構(gòu)（6)和垂直連接在防水罩架（6)遠(yuǎn)離樣本載物盤（4) 一端的旋轉(zhuǎn)支柱（7)連接設(shè)置在 所述底板（1)上的用于驅(qū)動(dòng)樣本載物盤（4)沿Ζ軸旋轉(zhuǎn)的載物盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的聲換能器掃描驅(qū)動(dòng)裝置包括有固定連接在所述連接板（5)下面的用于 驅(qū)動(dòng)聲換能器安裝架（13)沿X方向水平移動(dòng)的X向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（8)，設(shè)置在所述的 底板（1)上并與所述的X向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（8)相連通過驅(qū)動(dòng)X向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置 (8)沿Υ方向水平移動(dòng)而達(dá)到驅(qū)動(dòng)聲換能器安裝架（13)沿Υ方向水平移動(dòng)的Υ向水平移動(dòng) 驅(qū)動(dòng)裝置（9)，固定在所述連接板（5)上面的用于驅(qū)動(dòng)聲換能器安裝架（13)沿Ζ方向垂直 移動(dòng)的Ζ向垂直移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（10)，以及固定在所述連接板（5)上面的用于驅(qū)動(dòng)聲換能器 安裝架（13)沿Ζ軸旋轉(zhuǎn)的Ζ向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的X向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（8)包括有：上面形成有一端開口的凹槽（82) 的Υ向水平移動(dòng)滑塊（81);設(shè)置在所述Υ向水平移動(dòng)滑塊（81)的凹槽（82)的開口端的X 向步進(jìn)電機(jī)（84);設(shè)置在所述凹槽（82)內(nèi)且一端連接所述X向步進(jìn)電機(jī)（84)的輸出軸， 另一端貫穿所述凹槽（82)的X向絲杠（83);上端面與所述的連接板（5)固定連接，下端嵌 入在所述的凹槽（82)內(nèi)并與所述的X向絲杠（83)螺紋連接的X向水平移動(dòng)滑塊（85);所 述Υ向水平移動(dòng)滑塊（81)的底部設(shè)置有用于與所述的Υ向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（9)移動(dòng)連 接的連接結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的凹槽（82)的兩側(cè)對稱的形成有滑道，所述的X向水平移動(dòng)滑塊（85)為 能夠嵌入在所述凹槽（82)內(nèi)的Τ型結(jié)構(gòu)，所述Τ型結(jié)構(gòu)水平部分的兩側(cè)嵌入在所述凹槽 (82)兩側(cè)的滑道上，所述Τ型結(jié)構(gòu)水平部分的上端面通過一連接塊（86)連接所述的連接板 (5) ，Τ型結(jié)構(gòu)垂直部分的底端部形成有能夠與所述的X向絲杠（83)螺紋連接的螺孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的Υ向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（9)包括有：設(shè)置在所述的底板（1)上的Υ向步 進(jìn)電機(jī)（91);一端連接所述Υ向步進(jìn)電機(jī)（91)的輸出軸上的Υ向絲杠（92)，所述的Υ向絲 杠（92)嵌入在X向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（8)中的X向水平移動(dòng)滑塊（85)底部的絲杠槽（89) 內(nèi)，所述的絲杠槽（89)內(nèi)固定設(shè)置有與所述的Υ向絲杠（92)螺紋連接的連接塊；還設(shè)置在 所述底板（1)上并分別平行在所述Υ向絲杠（92)兩側(cè)的第一 Υ向滑塊（93)和第二Υ向滑 塊（94)所述的第一 Υ向滑塊（93)和第二Υ向滑塊（94)分別嵌入在X向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝 置⑶中的X向水平移動(dòng)滑塊（85)底部的滑道（87、88)內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的Ζ向垂直移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（10)包括有：固定在所述連接板（5)遠(yuǎn)離聲換 能器位置調(diào)整架（3) -端上的第一齒輪（102);設(shè)置在第一齒輪（102)上部用于驅(qū)動(dòng)第一 齒輪（102)旋轉(zhuǎn)的Z向步進(jìn)電機(jī)（101);固定在所述連接板（5)具有聲換能器位置調(diào)整架 (3) -端上的第二齒輪（104);與所述的第一齒輪（102)和第二齒輪（104)嚙合連接用于在 第一齒輪（102)旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)第二齒輪（104)旋轉(zhuǎn)的第一齒形皮帶（103);-端貫 穿所述的連接板（5)與所述的第二齒輪（104)固定連接的用于驅(qū)動(dòng)聲換能器安裝架（13) 沿聲換能器位置調(diào)整架（3)Z向垂直移動(dòng)的Z向絲杠（105)，所述的Z向絲杠（105)與所述 的聲換能器安裝架（13)為螺紋連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的Z向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（11)包括有：設(shè)置在所述連接板（5)遠(yuǎn)離聲換能器 位置調(diào)整架（3) -端上面的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（111);設(shè)置在連接板（5)的下面并與貫穿連接 板（5)的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（111)的輸出軸連接的第三齒輪（112)，設(shè)置在所述連接板（5)帶 有聲換能器位置調(diào)整架（3) -端的下面并與所述的聲換能器位置調(diào)整架（3)固定連接的第 四齒輪（114)，與所述的第三齒輪（112)和第四齒輪（114)嚙合連接用于在第三齒輪（112) 旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)第四齒輪（114)旋轉(zhuǎn)的第二齒形皮帶（113)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的防水罩機(jī)構(gòu)（6)包括有：固定在所述水槽（2)內(nèi)底面上的防水密封罩 體（61)，設(shè)置在所述防水密封罩體（61)內(nèi)位于樣本載物盤（4) 一端的第五齒輪（62)，設(shè)置 在所述防水密封罩體（61)內(nèi)另一端的第六齒輪（63)，與所述的第五齒輪（62)和第六齒輪 (63)嚙合連接的第三齒形皮帶（64)，所述的旋轉(zhuǎn)支柱（7)的下端貫穿所述的防水密封罩 體（61)與所述的第六齒輪（63)固定連接，所述的樣本載物盤（4)通過貫穿防水密封罩體 (61)的螺栓固定連接第五齒輪（62)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝置， 其特征在于，所述的載物盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（12)包括有：通過立板（121)被支撐在所述底板 (1)上的支撐板（122)，設(shè)置在支撐板（122) -端下面的與所述旋轉(zhuǎn)支柱（7)的上端固定連 接的第七齒輪（124)，設(shè)置在支撐板（122)另一端下面并通過第四齒形帶（126)與所述的第 七齒輪（124)相連的第八齒輪（125)，設(shè)置在所述支撐板（122)上面且輸出軸貫穿支撐板 (122)與所述的第八齒輪（125)固定連接的步進(jìn)電機(jī)（123)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)的聲換能器五自由度精確定位裝 置，其特征在于，所述的X向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（8)、Y向水平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（9)和Z向垂直 移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置（10)都分別設(shè)置有所述方向上的刻度尺。
【文檔編號(hào)】F16M11/42GK104142369SQ201410346304
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】劉志朋, 殷濤, 韓若 申請人:中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所