專利名稱：一種3d機械探頭的制作方法
一種3D機械探頭
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超聲波探頭，尤其是探頭的傳動系統(tǒng)。背景技術：
一般把具有3維成像功能的超聲波探頭叫做3D機械探頭，其內部一般有作為驅動 動力源的步進電機，步進電機在信號控制下通過傳動系統(tǒng)驅動聲頭在一定角度內擺動。傳動系統(tǒng)可以通過如下方式實現(xiàn)如圖1-3所示，電機11通過電機支座12固定在 基座1上，電機11的輸出軸上固定連接有主動同步帶輪23，主動同步帶輪23通過同步帶25 將電機11的運動輸出傳遞給被動同步帶輪對，被動同步帶輪M固定連接在主動軸沈上， 主動軸26支撐在基座1上并可自由旋轉。被動輪3通過聲頭轉動軸6支撐在基座1上并 可自由旋轉，聲頭2固定連接在被動輪3上。主動軸沈通過連接被動輪3的第一繩索17 和第二繩索18帶動被動輪3擺動，固定連接在被動輪3上的聲頭2也隨之擺動。通過以上 結構，實現(xiàn)通過電機11控制聲頭2的擺動。為了達到足夠的角度精度并防止繩索脫落，在聲頭2擺動的過程中需保證第一繩 索17和第二繩索18的持續(xù)繃緊。第一彈簧27的一端勾環(huán)勾在固定連接于主動軸沈的主 動軸彈簧連接銷觀上，第一彈簧27的另一端勾環(huán)與第一繩索17 —端的扣位17b連接，第 一繩索17繞過固定連接于主動軸沈的轉向銷四并纏繞在主動軸沈上，然后纏繞在被動 輪3上并將繩結17a卡在被動輪3上。第二彈簧38的一端勾環(huán)勾在固定連接于被動輪3的 被動輪彈簧連接銷39上，第二彈簧38的另一端勾環(huán)勾在第二繩索18 —端的扣位18c上， 第二繩索18纏繞在被動輪3和主動軸沈上，并將其扣位18b扣在固定連接于主動軸沈的 繩索連接銷30上。為了保證第一繩索17和第二繩索18是繃緊的，安裝完成后第一彈簧27 和第二彈簧38應有一定的拉伸變形。在安裝的過程中，需對第一彈簧27或者第二彈簧38 施加較大的拉力才能使第一繩索17和第二繩索18正確地纏繞在主動軸沈和被動輪3上 并使第一彈簧27和第二彈簧觀具有一定的拉伸變形。如果兩根繩索的長度較短，則兩根 彈簧的拉伸變形較大，繩索較緊；如果兩根繩索的長度較長，則兩根彈簧的拉伸變形較小甚 至無法將繩索拉緊。安裝完成后如果繩索太松或太緊，需更換繩索才能達到要求的松緊度。 所以，繩索松緊度難以調節(jié)，繩索難以安裝。
發(fā)明內容本發(fā)明為了解決以上的技術問題，提供了一種可以調節(jié)繩索長度、方便安裝和調 節(jié)的超聲探頭。本文公開的3D機械探頭，包括基座；聲頭，發(fā)射超聲波信號；被動輪，帶有孔，與 所述聲頭固定連接，帶動聲頭擺動；電機，固定連接所述基座；傳動系統(tǒng)，分別連接所述電 機和第一繩索，電機的動力輸出帶動傳動系統(tǒng)運動，傳動系統(tǒng)帶動第一繩索運動；第一繩 索，一端連接傳動系統(tǒng)，另一端纏繞在繩索調節(jié)銷釘上；繩索調節(jié)銷釘，插入被動輪的孔中， 并可在孔內轉動。
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優(yōu)選的方案是，還包括第二繩索，第二繩索的一端連接傳動系統(tǒng)，被動輪包括第二 彈簧，第二繩索的另一端連接第二彈簧。本文還公開了一種3D機械探頭包括基座、聲頭、被動輪、電機、傳動系統(tǒng)、繩索和 繩索調節(jié)銷釘，所述電機連接在基座上，帶動所述傳動系統(tǒng)轉動，所述傳動系統(tǒng)帶動所述繩 索運動，所述繩索一端連接被動輪，所述繩索帶動所述被動輪轉動，所述聲頭固定在被動輪 上，所述被動輪具有孔，所述繩索調節(jié)銷釘插入孔內并可轉動，所述繩索另一端纏繞在繩索 調節(jié)銷釘上。本文公開的3D機械探頭由于具有可以調節(jié)繩索有效長度的繩索調節(jié)銷釘，通過 旋轉調節(jié)銷釘以調節(jié)繩索的實際作用長度，由此可以保證在工作過程中繩索不會松弛或者 過度緊繃。
圖1為3D機械探頭裝置示意圖2為繩索連接方式示意圖3為繩索連接方式爆炸圖4為實施例--的繩索連接方式示意圖
圖5為實施例--的繩索連接方式爆炸圖
圖6為實施例--的繩索調節(jié)機構示意圖
圖7為實施例--的繩索與螺釘連接方式務I炸圖
圖8為實施例二二的繩索與螺釘連接方式務I炸圖。
具體實施方式下面通過具體實施方式
結合附圖1至圖8作進一步詳細說明。實施例一的3D機械探頭包括基座1、聲頭2、帶有孔的被動輪3、電機11、傳動系 統(tǒng)、繩索調節(jié)銷釘41和第一繩索17，電機11固定連接在基座1上并帶動傳動系統(tǒng)運動，傳 動系統(tǒng)連接第一繩索17并帶動第一繩索17運動，第一繩索17帶動被動輪3運動，被動輪 3與聲頭2連接并帶動聲頭擺動，繩索調節(jié)銷釘41插入被動輪3的孔中，第一繩索17的一 端纏繞在繩索調節(jié)銷釘41上，通過旋轉繩索調節(jié)銷釘41可以調節(jié)纏繞在繩索調節(jié)銷釘41 上繩索的長度，從而改變帶動被動輪轉動的第一繩索17的有效長度，這里有效長度是指繩 索帶動被動輪轉動時實際起作用的長度，不包括纏繞在繩索調節(jié)銷釘上的繩索長度。其中， 傳動系統(tǒng)具體包括主動同步帶輪23、同步帶25、被動同步帶輪M和主動軸沈。電機11通 過電機支座12固定在基座1上，電機11的輸出軸上固定連接有主動同步帶輪23，主動同步 帶輪23通過同步帶25將電機11的運動輸出傳遞給被動同步帶輪對，被動同步帶輪M固 定連接在主動軸沈上，主動軸沈支撐在基座1上并可自由旋轉。被動輪3通過聲頭轉動 軸6支撐在基座1上并可自由旋轉，聲頭2固定連接在被動輪3上。主動軸沈通過連接被 動輪3的繩索帶動被動輪3擺動，固定連接在被動輪3上的聲頭2也隨之擺動。當然這里 也可以采用其它類似的傳動系統(tǒng)，以實現(xiàn)電機11的轉動帶動繩索拉動被動輪3轉動。本方 案中包括第二繩索18，兩條繩索連接方式如圖4和圖5所示，第二繩索18的一端扣位18b 扣在繩索連接銷30上，然后繞在主動軸沈和被動輪3上，另一端扣位18c勾在第二彈簧38的勾環(huán)上，第二彈簧38通過被動輪端彈簧連接銷39連接在被動輪3上。第一彈簧27的一 端勾環(huán)勾在主動軸端彈簧連接銷觀上，第一繩索17的一端扣位17b扣在第一彈簧27的另 一端勾環(huán)上，第一繩索17依次繞在主動軸沈和被動輪3上，另一端繩結17a連接在繩索調 節(jié)銷釘41上。本方案中這里也可以不使用第二繩索18，而采用套在被動輪3的聲頭轉動軸 6上的反向復位扭簧來配合第一繩索17使被動輪3反復擺動。第一繩索17與繩索調節(jié)銷釘41的連接方式如圖6、圖7所示，繩索調節(jié)銷釘41上 有腰型孔41a，繩結17a可穿過腰型孔41a。繩索調節(jié)銷釘41上有卡槽41b。安裝第一繩 索17時，可先將繩索調節(jié)銷釘41插在被動輪3的孔3a和北中，然后將第一繩索17的繩 結17a穿過腰型孔41a后再轉動90度并卡在卡槽41b中。這種連接方式可預先將繩結17a 做好，然后再與繩索調節(jié)銷釘41連接，這樣安裝比較方便。當繩索調節(jié)銷釘41的螺紋部分為右旋螺紋時，可通過以下辦法調節(jié)帶動被動輪 轉動的第一繩索17的有效長度，首先逆時針旋轉繩索調節(jié)銷釘41，將第一繩索17的一部分 纏繞在繩索調節(jié)銷釘41上。當繩索松緊度達到要求時，再擰緊螺母42。可用定扭矩螺絲刀 來轉動繩索調節(jié)銷釘41，當螺絲刀上的扭矩達到設定扭矩時，螺絲刀內部打滑而作用在螺 釘上的扭矩不變，此時可認為繩索松緊度已達到要求。也可通過測量彈簧的伸長長度來判 斷繩索松緊度是否達到要求。松開調節(jié)繩索調節(jié)銷釘41的螺絲刀后，繩索調節(jié)銷釘41在 繩索和彈簧的拉力下受順時針方向的扭矩，在這個扭矩的作用下，繩索調節(jié)銷釘41有順時 針轉動的趨勢，繩索調節(jié)銷釘41的銷釘帽41d和螺母42有相向運動的趨勢。銷釘帽41d 和支耳3f的接觸面有相對轉動的趨勢，這形成阻止繩索調節(jié)銷釘41順時針旋轉的一個阻 力矩，記為Tl ；繩索調節(jié)銷釘41的螺紋部分41e與螺母42之間有相對轉動的趨勢，這形成 阻止繩索調節(jié)銷釘41順時針旋轉的另一個阻力矩，記為T2。Tl與銷釘帽41d和支耳3f之 間的軸向壓力成正比，T2與銷釘?shù)穆菁y部分41e與螺母42的軸向壓力成正比，而這兩個軸 向壓力相等而且是由螺母的松緊度決定的，也就是說Tl和T2均由螺母的松緊度決定。用 足夠大的力擰緊螺母42并松開調節(jié)繩索調節(jié)銷釘41的螺絲刀后，繩索調節(jié)銷釘41需克服 由擰緊螺母42所產(chǎn)生的阻力矩才能順時針旋轉，只要確保擰緊螺母42的力足夠大就不會 導致繩索調節(jié)銷釘41順時針旋轉，繩索就不會松弛。一旦有了微小的順時針旋轉，銷釘帽 41d和螺母42產(chǎn)生相向位移，螺母42與支耳3g之間的壓力增大，螺母更緊，也就是說繩索 調節(jié)銷釘41與螺母42的連接只會更緊。螺母更緊導致繩索調節(jié)銷釘41順時針旋轉時的 阻力矩更大，繩索調節(jié)銷釘41更加難以旋轉。所以，繩索調節(jié)銷釘41相對于螺母42轉動 以使螺紋連接更緊的方向與繩索調節(jié)銷釘在繩索拉力作用下的轉動趨勢方向相同，在足夠 大螺母擰緊力的作用下可以實現(xiàn)整個繩索調節(jié)機構的自鎖。如果需要將帶動被動輪轉動的 第一繩索17的有效長度增加，需要先松開螺母42，然后順時針旋轉繩索調節(jié)銷釘41，將第 一繩索17纏繞在繩索調節(jié)銷釘41上的一部分繩索釋放出來，然后再擰緊螺母42，即可。實施例二與實施例一不同的地方在于，第一繩索17與繩索調節(jié)銷釘41的另一種 連接方式如圖8所示，繩索調節(jié)銷釘41上設計有通孔41c。安裝第一繩索17之前，不能加 工繩結17a。安裝第一繩索17時可先將繩索調節(jié)銷釘41插在被動輪3的孔3a和北中，第 一繩索17在沒有繩結17a的情況下先穿過通孔41c，然后在第一繩索17a的末端加工一個 繩結17a。繩結可通過鉚壓的方式加工，即先在繩索末端套上一個金屬套筒，然后將金屬套 筒壓扁即可。這種連接方式在第一繩索17穿過繩索調節(jié)銷釘41上的通孔41c后才能加工繩結17a，因而安裝略微復雜，但是結構比較簡單。本發(fā)明通過旋轉螺釘即可輕松實現(xiàn)帶動被動輪轉動的繩索的有效長度的調節(jié)，對 繩索長度的精度要求不高。安裝時不用對彈簧施加拉力，只需旋轉調節(jié)銷釘即可，安裝工藝 簡單，實現(xiàn)了調節(jié)繩索松緊度的功能。在工作過程中，由于銷釘?shù)匿N釘帽和螺母之間的軸向 力產(chǎn)生了銷釘順時針旋轉的阻力矩，銷釘難以旋轉，繩索難以松弛，實現(xiàn)了防止繩索松弛的 功能。本發(fā)明還包括多種可能的實施例，如可以不使用螺母，直接在銷釘帽41d的遠端 孔內設置螺紋；也可以在被動輪上直接設置一個與繩索調節(jié)銷釘41配合的螺孔，繩索調節(jié) 銷釘插入螺孔，繩索繞在繩索調節(jié)銷釘上，繩索調節(jié)銷釘通過旋入旋出來調節(jié)繩索長度 ’傳 動系統(tǒng)也可以采用齒輪傳動代替帶輪傳動，甚至可以取消傳動輪，直接將主動軸與電機連 接；本發(fā)明也可以只采用一條繩索，繩索的中間固定連接主動軸即可，兩端分別連接被動輪 和繩索調節(jié)銷釘；本發(fā)明也可以采用兩個繩索調節(jié)銷釘，繩索調節(jié)銷釘都連接在被動輪上， 如果采用一條繩索的話，那么該繩索的兩端分別連接兩個繩索調節(jié)銷釘，如果采用兩條繩 索的話，那么每條繩索各連接一個繩索調節(jié)銷釘。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
1.一種3D機械探頭，其特征在于，包括基座；聲頭，發(fā)射超聲波信號；被動輪，帶有孔，與所述聲頭固定連接，帶動聲頭擺動；電機，固定連接所述基座；傳動系統(tǒng)，分別連接所述電機和第一繩索，電機的動力輸出帶動傳動系統(tǒng)運動，傳動系 統(tǒng)帶動第一繩索運動；第一繩索，一端連接傳動系統(tǒng)，另一端纏繞在繩索調節(jié)銷釘上；繩索調節(jié)銷釘，插入被動輪的孔中，并可在孔內轉動。
2.如權利要求1所述的3D機械探頭，其特征在于，所述被動輪包括配合繩索調節(jié)銷釘 插入的兩個同心孔，所述繩索調節(jié)銷釘在兩個孔內轉動。
3.如權利要求1所述的3D機械探頭，其特征在于，所述繩索調節(jié)銷釘包括腰型孔和卡 槽，第一繩索的繩結穿過腰型孔卡在卡槽處。
4.如權利要求1所述的3D機械探頭，其特征在于，所述繩索調節(jié)銷釘包括通孔，繩索穿 過通孔與繩索調節(jié)銷釘連接。
5.如權利要求1所述的3D機械探頭，其特征在于，還包括螺母，所述螺母與繩索調節(jié) 銷釘配合，所述繩索調節(jié)銷釘相對螺母的擰緊方向與繩索拉動繩索調節(jié)銷釘轉動的方向相 同。
6.如權利要求1所述的3D機械探頭，其特征在于，所述傳動系統(tǒng)包括主動同步帶輪、被 動同步帶輪和主動軸，所述主動同步帶輪連接電機的輸出端，并通過同步帶帶動被動同步 帶輪運動，被動同步帶輪帶動主動軸轉動，主動軸與所述第一繩索連接。
7.如權利要求1所述的3D機械探頭，其特征在于，還包括第二繩索，第二繩索的一端連 接傳動系統(tǒng)，所述被動輪包括第二彈簧，第二繩索的另一端連接第二彈簧。
8.—種3D機械探頭，其特征在于，包括基座、聲頭、被動輪、電機、傳動系統(tǒng)、繩索和 繩索調節(jié)銷釘，所述電機連接在基座上，帶動所述傳動系統(tǒng)轉動，所述傳動系統(tǒng)帶動所述繩 索運動，所述繩索一端連接被動輪，所述繩索帶動所述被動輪轉動，所述聲頭固定在被動輪 上，所述被動輪具有孔，所述繩索調節(jié)銷釘插入孔內并可轉動，所述繩索另一端纏繞在繩索 調節(jié)銷釘上。
9.一種超聲診斷儀，包括如權利要求1至8所述的3D機械探頭。
全文摘要
本文公開了一種3D機械探頭，包括基座；聲頭，發(fā)射超聲波信號；被動輪，帶有孔，與聲頭固定連接，帶動聲頭擺動；電機，固定連接基座；傳動系統(tǒng)，分別連接電機和第一繩索，電機的動力輸出帶動傳動系統(tǒng)運動，傳動系統(tǒng)帶動第一繩索運動；第一繩索，一端連接傳動系統(tǒng)，另一端纏繞在繩索調節(jié)銷釘上；繩索調節(jié)銷釘，插入被動輪的孔中，并可在孔內轉動。本文方案由于具有可以調節(jié)繩索有效長度的繩索調節(jié)銷釘，通過旋轉調節(jié)銷釘以調節(jié)繩索的實際作用長度，由此可以保證在工作過程中繩索不會松弛或者過度緊繃。
文檔編號G01D11/00GK102087122SQ20091025389
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權日2009年12月2日
發(fā)明者唐生利 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司