《一种摆动式超声探头.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种摆动式超声探头.pdf（9页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102512204 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102512204 A *CN102512204A* (21)申请号 201110456131.7 (22)申请日 2011.12.29 A61B 8/00(2006.01) (71)申请人 汕头市超声仪器研究所有限公司 地址 515041 广东省汕头市金平区金砂路 77 号 (72)发明人 郑庆璋 邹策煌 吴锦川 刘炯斌 (74)专利代理机构 汕头市潮睿专利事务有限公 司 44230 代理人 林天普 丁德轩 (54) 发明名称 一种摆动式超声探头 (57) 摘要 本发明涉及一种摆动式超声探头， 。
2、包括外壳、 基座和换能器， 基座设于外壳中， 其特征是 ： 还包 括能够驱动换能器作往复摆动的电磁摆动机构， 电磁摆动机构安装在基座上。采用电磁摆动机构 代替电动机， 通过电流产生交变磁场直接驱动换 能器往复运动， 其运动惯量远小于电动机输出轴 的转动惯量， 换能器从正常运动到静止的减速过 程， 以及从静止到正常运动的加速过程所需要的 时间大大减少， 从而较大幅度地提高了换能器往 复扫描的频率， 并且电磁直接驱动比电动机驱动 平稳， 减少停止、 启动时的振动， 扫描效果更好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12。
3、)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种摆动式超声探头， 包括外壳、 基座和换能器， 基座设于外壳中， 其特征是 ： 还包 括能够驱动换能器作往复摆动的电磁摆动机构， 电磁摆动机构安装在基座上。 2. 如权利要求 1 所述的摆动式超声探头， 其特征是 ： 所述电磁摆动机构包括转轴、 摆动 座、 U 型铁芯、 两组线圈、 磁钢推块和两个磁钢限位块 ； 摆动座的中部通过转轴可转动安装 在基座上 ； 换能器安装在摆动座的一端， 磁钢推块安装在摆动座的另一端 ； U 型铁芯安装在 基座上， U 型铁芯的两端部与磁钢推块位置相应 ； 两个磁钢限位块安装。
4、在基座上， 分别处于 磁钢推块的两侧， 并且均与磁钢推块互斥设置 ； 两组线圈分别绕制在 U 型铁芯的两侧边上。 3. 如权利要求 1 所述的摆动式超声探头， 其特征是 ： 所述电磁摆动机构包括转轴、 摆 动座、 U 型铁芯、 两组线圈、 磁钢推块和扭力弹簧 ； 摆动座的中部通过转轴可转动安装在基 座上 ； 换能器安装在摆动座的一端， 磁钢推块安装在摆动座的另一端 ； U 型铁芯安装在基座 上， U 型铁芯的两端部与磁钢推块位置相应 ； 扭力弹簧套在转轴上， 扭力弹簧的一端与摆动 座连接， 扭力弹簧的另一端与基座连接 ； 两组线圈分别绕制在 U 型铁芯的两侧边上。 4. 如权利要求 1 所述的。
5、摆动式超声探头， 其特征是 ： 所述电磁摆动机构包括弹簧片、 摆 动座、 U 型铁芯、 两组线圈和磁钢推块 ； 换能器安装在摆动座的一端， 磁钢推块安装在摆动 座的另一端 ； 摆动座上安装有磁钢推块的一端通过弹簧片与基座连接 ； U 型铁芯安装在基 座上， U 型铁芯的两端部与磁钢推块位置相应 ； 两组线圈分别绕制在 U 型铁芯的两侧边上。 权 利 要 求 书 CN 102512204 A 2 1/4 页 3 一种摆动式超声探头 技术领域 0001 本发明涉及一种超声诊断设备， 尤其涉及一种摆动式超声探头。 背景技术 0002 目前的摆动式超声探头， 通常是采用电机来驱动超声探头作往复的扇形扫。
6、描， 一 般包括如下结构 ： 外壳、 基座、 换能器和电动机， 基座、 换能器和电动机均处于外壳中， 电动 机安装在基座上， 电动机的输出轴与换能器传动连接。通过控制电动机的输出轴作往复转 动， 并控制转动幅度， 带动换能器作往复的扇形扫描。上述这种摆动式超声探头， 在控制电 动机输出轴反转时， 有一个转动、 停止、 启动的过程， 由于其转动惯量较大， 上述转动、 停止、 启动的过程占用较长时间， 这严重限制了摆动式超声探头的扫描频率， 并且产生振动， 扫描 不稳定， 影响扫描的效果。为了达到扫描准确、 便于控制的目的， 一般还采用步进的电动机 进行驱动， 每步进一次， 均有一个转动、 停止、。
7、 启动的过程， 其扫描频率更慢， 扫描效果更不 理想。 发明内容 0003 本发明涉及一种摆动式超声探头， 这种摆动式超声探头扫描平稳， 并且具有较高 的扫描频率。采用的技术方案如下 ： 0004 一种摆动式超声探头， 包括外壳、 基座和换能器， 基座设于外壳中， 其特征是 ： 还包 括能够驱动换能器作往复摆动的电磁摆动机构， 电磁摆动机构安装在基座上。 0005 按照现有技术， 上述换能器的位置有两种设置方式 ： 第一种方式是换能器处于外 壳中， 由电磁摆动机构驱动换能器在外壳中摆动， 外壳内部需填充耦合材料 ； 第二种方式是 外壳的头部设置有一个开口， 电磁摆动机构设于外壳中， 换能器与电。
8、磁摆动机构连接， 换能 器的头部或整体通过开口伸出到外壳的外部， 电磁摆动机构驱动换能器的头部在外壳的外 部摆动。 0006 采用电磁摆动机构代替电动机， 通过电流产生交变磁场直接驱动换能器往复运 动， 其运动惯量远小于电动机输出轴的转动惯量， 换能器从正常运动到静止的减速过程， 以 及从静止到正常运动的加速过程所需要的时间大大减少， 从而较大幅度地提高了换能器往 复扫描的频率， 并且电磁直接驱动比电动机驱动平稳， 减少停止、 启动时的振动， 扫描效果 更好。 0007 作为本发明的优选方案， 其特征是 ： 所述电磁摆动机构包括转轴、 摆动座、 U 型铁 芯、 两组线圈、 磁钢推块和两个磁钢限。
9、位块 ； 摆动座的中部通过转轴可转动安装在基座上 ； 换能器安装在摆动座的一端， 磁钢推块安装在摆动座的另一端 ； U 型铁芯安装在基座上， U 型铁芯的两端部与磁钢推块位置相应 ； 两个磁钢限位块安装在基座上， 分别处于磁钢推块 的两侧， 并且均与磁钢推块互斥设置 ； 两组线圈分别绕制在U型铁芯的两侧边上。 在两组线 圈中输入一定频率的方波电流， 在 U 型铁芯的两端部之间产生交变磁场， 作用于磁钢推块， 对磁钢推块产生推力， 并且在两个磁钢限位块的配合下， 带动摆动座绕转轴往复转动， 从而 说 明 书 CN 102512204 A 3 2/4 页 4 实现处于摆动座另一端的换能器作往复扇形。
10、扫描。 当磁钢推块处于两个磁钢限位块的中间 位置时， 磁钢推块与磁钢限位块之间的距离最远， 磁钢限位块对磁钢推块的斥力最小， 基本 不影响磁钢推块从中间向两侧的加速运动 ； 随着磁钢推块向一侧的运动， 磁钢限位块对磁 钢推块的斥力逐渐加大， 当推力与斥力达到平衡时， 磁钢推块基本处于静止状态 ( 摆动座 同样基本处于静止状态 )， 磁钢推块从正常运动到趋于静止 ( 摆动座从正常转动到趋于静 止 ) 的过程是一个渐变过程， 相当平稳， 同时两个磁钢限位块限制了磁钢推块的运动范围， 从而限制了换能器的往复扫描范围 ； 当推力与斥力达到平衡时， 磁钢推块基本处于静止状 态， 磁钢推块的运动惯量相当小。
11、， 此时改变方波电流的方向， 磁钢限位块对磁钢推块的斥力 与磁场对磁钢推块的推力方向相同， 加速磁钢推块的反向运动， 磁钢推块从静止到正常运 动的加速过程所需要的时间大大减少， 从而较大幅度地提高了换能器往复扫描的频率。 0008 作为本发明的另一种优选方案， 其特征是 ： 所述电磁摆动机构包括转轴、 摆动座、 U 型铁芯、 两组线圈、 磁钢推块和扭力弹簧 ； 摆动座的中部通过转轴可转动安装在基座上 ； 换 能器安装在摆动座的一端， 磁钢推块安装在摆动座的另一端 ； U 型铁芯安装在基座上， U 型 铁芯的两端部与磁钢推块位置相应 ； 扭力弹簧套在转轴上， 扭力弹簧的一端与摆动座连接， 扭力弹。
12、簧的另一端与基座连接 ； 两组线圈分别绕制在 U 型铁芯的两侧边上。在两组线圈中 输入一定频率的方波电流， 在 U 型铁芯的两端部之间产生交变磁场， 作用于磁钢推块， 对磁 钢推块产生推力， 并且在扭力弹簧的配合下， 带动摆动座绕转轴往复转动， 从而实现处于摆 动座另一端的换能器作往复扇形扫描。扭力弹簧的弹力和交变磁场对磁钢推块的推力均 作用在摆动座上， 当推力与弹力达到平衡时， 摆动座基本处于静止状态， 摆动座从正常转动 到趋于静止的过程是一个渐变过程， 相当平稳， 同时扭力弹簧限制了磁钢推块的运动范围 ( 摆动座的转动幅度 )， 从而限制了换能器的往复扫描范围 ； 此时改变方波电流的方向，。
13、 扭 力弹簧释放弹力， 弹力和磁场对磁钢推块的推力均使摆动座向同一方向转动， 加速摆动座 的反向运动， 摆动座从静止到正常运动的加速过程所需要的时间大大减少， 从而较大幅度 地提高了换能器往复扫描的频率。 0009 作为本发明的另一种优选方案， 对其结构作进一步简化， 其特征是 ： 所述电磁摆动 机构包括弹簧片、 摆动座、 U 型铁芯、 两组线圈和磁钢推块 ； 换能器安装在摆动座的一端， 磁 钢推块安装在摆动座的另一端 ； 摆动座上安装有磁钢推块的一端通过弹簧片与基座连接 ； U 型铁芯安装在基座上， U 型铁芯的两端部与磁钢推块位置相应 ； 两组线圈分别绕制在 U 型 铁芯的两侧边上。在两组。
14、线圈中输入一定频率的方波电流， 在 U 型铁芯的两端部之间产生 交变磁场， 作用于磁钢推块， 对磁钢推块产生推力， 并且在弹簧片的配合下， 带动摆动座左 右摆动， 从而实现处于摆动座另一端的换能器作往复扇形扫描。弹簧片的弹力和交变磁场 对磁钢推块的推力均作用在摆动座上， 当推力与弹力达到平衡时， 摆动座基本处于静止状 态， 摆动座从正常运动到趋于静止的过程是一个渐变过程， 相当平稳， 同时弹簧片限制了磁 钢推块的运动范围 ( 摆动座的摆动幅度 )， 从而限制了换能器的往复扫描范围 ； 此时改变方 波电流的方向， 弹簧片释放弹力， 弹力和磁场对磁钢推块的推力均使摆动座向同一方向运 动， 加速摆动。
15、座的反向运动， 摆动座从静止到正常运动的加速过程所需要的时间大大减少， 从而较大幅度地提高了换能器往复扫描的频率。 0010 本发明对比现有技术的有益效果是 ： 换能器从正常运动到静止的减速过程， 以及 从静止到正常运动的加速过程所需要的时间大大减少， 从而较大幅度地提高了换能器往复 说 明 书 CN 102512204 A 4 3/4 页 5 扫描的频率， 并且电磁直接驱动比电动机驱动平稳， 减少停止、 启动时的振动， 扫描效果更 好。 附图说明 0011 图 1 是本发明第一种实施例的结构示意图 ； 0012 图 2 是本发明第二种实施例的结构示意图 ； 0013 图 3 是本发明第三种实。
16、施例中， 扭力弹簧部分的结构示意图 ； 0014 图 4 是本发明第四种实施例中， 弹簧片部分的结构示意图。 具体实施例 0015 下面结合附图和本发明的优选实施例做进一步的说明。 0016 实施例一 0017 如图 1 所示， 这种摆动式超声探头， 包括外壳 1、 基座 2、 换能器 3 和电磁摆动机构 4， 基座 2 和换能器 3 均设于外壳中 ； 另外还包括电缆 5 和连接器 6， 电缆 5 的一端与外壳 1 中的换能器 3 及电磁摆动机构 4 电连接， 电缆 5 的另一端与连接器 6 连接， 通过连接器 6 连 接到诊断设备的主机上。 0018 电磁摆动机构 4 包括转轴 401、 摆。
17、动座 402、 U 型铁芯 403、 两组线圈 404、 磁钢推块 405 和两个磁钢限位块 406 ； 摆动座 402 的中部通过转轴 401 可转动安装在基座 2 上 ； 换能 器 3 安装在摆动座 402 的一端， 磁钢推块 405 安装在摆动座 402 的另一端 ； U 型铁芯 403 安 装在基座 2 上， U 型铁芯 403 的两端部与磁钢推块 405 位置相应 ； 两个磁钢限位块 406 安装 在基座2上， 分别处于磁钢推块405的两侧， 并且均与磁钢推块405互斥设置 ； 两组线圈404 分别绕制在 U 型铁芯 403 的两侧边上。 0019 下面结合图 1 对本实施例作进一步。
18、说明 ： 0020 在两组线圈 404 中输入一定频率的方波电流， 在 U 型铁芯 403 的两端部之间产生 交变磁场， 作用于磁钢推块405， 对磁钢推块405产生推力， 并且在两个磁钢限位块406的配 合下， 带动摆动座 402 绕转轴 401 往复转动， 从而实现处于摆动座 402 另一端的换能器 3 作 往复扇形扫描。当磁钢推块 405 处于两个磁钢限位块 406 的中间位置时， 磁钢推块 405 与 磁钢限位块 406 之间的距离最远， 磁钢限位块 406 对磁钢推块 405 的斥力最小， 基本不影响 磁钢推块 405 从中间向两侧的加速运动 ； 随着磁钢推块 405 向一侧的运动，。
19、 磁钢限位块 406 对磁钢推块405的斥力逐渐加大， 当推力与斥力达到平衡时， 磁钢推块405基本处于静止状 态 ( 摆动座 402 同样基本处于静止状态 )， 磁钢推块 405 从正常运动到趋于静止 ( 摆动座 402 从正常转动到趋于静止 ) 的过程是一个渐变过程， 相当平稳， 同时两个磁钢限位块 406 限制了磁钢推块405的运动范围， 从而限制了换能器3的往复扫描范围 ； 当推力与斥力达到 平衡时， 磁钢推块 405 基本处于静止状态， 磁钢推块 405 的运动惯量相当小， 此时改变方波 电流的方向， 磁钢限位块 406 对磁钢推块 405 的斥力与磁场对磁钢推块 405 的推力方向。
20、相 同， 加速磁钢推块405的反向运动， 磁钢推块405从静止到正常运动的加速过程所需要的时 间大大减少， 从而较大幅度地提高了换能器 3 往复扫描的频率。 0021 实施例二 0022 如图 2 所示， 在其它部分均与实施例一相同的情况下， 其区别在于 ： 外壳的头部设 说 明 书 CN 102512204 A 5 4/4 页 6 置有一个开口 7， 换能器 3 处于外壳 1 的外部， 电磁摆动机构 4 的摆动座 402 从开口 7 伸出 并与换能器 3 连接， 电磁摆动机构 4 驱动换能器 3 在外壳 1 的外部摆动。 0023 实施例三 0024 如图 3 所示， 在其它部分均与实施例一。
21、相同的情况下， 其区别在于 ： 采用扭力弹簧 407 代替实施例一中的两个磁钢限位块， 扭力弹簧 407 套在转轴 401 上， 扭力弹簧 407 的一 端与摆动座 402 连接， 扭力弹簧 407 的另一端与基座 2 连接。 0025 在本实施例的另外实施方式中， 可以采用实施例二的结构， 在外壳的头部设置有 一个开口， 换能器处于外壳的外部， 电磁摆动机构的摆动座从开口伸出并与换能器连接， 电 磁摆动机构驱动换能器在外壳的外部摆动。 0026 实施例四 0027 如图 3 所示， 在其它部分均与实施例一相同的情况下， 其区别在于 ： 采用弹簧片 408代替实施例一中的两个磁钢限位块及转轴， 摆动座402上安装有磁钢推块405的一端通 过弹簧片 408 与基座 2 连接。 0028 在本实施例的另外实施方式中， 可以采用实施例二的结构， 在外壳的头部设置有 一个开口， 换能器处于外壳的外部， 电磁摆动机构的摆动座从开口伸出并与换能器连接， 电 磁摆动机构驱动换能器在外壳的外部摆动。 说 明 书 CN 102512204 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102512204 A 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 102512204 A 8 3/3 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102512204 A 9 。