高精度声场扫描系统.pdf

《高精度声场扫描系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高精度声场扫描系统.pdf（18页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201520700776.4 (22)申请日 2015.09.10 A61N 7/00(2006.01) (73)专利权人 北京长江源科技发展有限公司 地址 100085 北京市海淀区上地三街 9 号嘉 华大厦 B 座 1010 室 (72)发明人 李爽 齐龙 (74)专利代理机构 北京卓言知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 11365 代理人 王茀智 龚清媛 (54) 实用新型名称 高精度声场扫描系统 (57) 摘要 一种高精度声场扫描系统， 包括控制模块， 运 动控制盒和多轴运动机构 ； 所述运动控制盒包括 通讯模块， 所述控制模。

2、块通过通讯模块与运动控 制盒连接向运动控制盒发出控制信号， 所述运动 控制盒与多轴运动机构连接控制扫描机构动作对 待测超声设备的声场进行扫描。本实用新型一种 高精度声场扫描系统， 包括控制模块， 运动控制机 构和多轴运动机构 ； 运动控制机构采用便于携带 的运动控制盒的结构， 所述运动控制盒包括通讯 模块， 所述控制模块通过通讯模块与运动控制盒 连接向运动控制盒发出控制信号， 所述运动控制 盒与多轴运动机构连接控制扫描机构动作对待测 超声设备的声场进行扫描。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书2页 说明书8页 附图7页 CN 2050。

3、55232 U 2016.03.02 CN 205055232 U 1/2 页 2 1.一种高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 包括控制模块， 运动控制盒 (6) 和多轴运动 机构 ； 所述运动控制盒(6)包括通讯模块， 所述控制模块通过通讯模块与运动控制盒(6)连 接向运动控制盒 (6) 发出控制信号， 所述运动控制盒 (6) 与多轴运动机构连接控制扫描机 构动作对待测超声设备的声场进行扫描。 2.根据权利要求 1 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 所述运动控制盒 (6) 内 设有通讯模块， 运动控制模块， 信号转换模块， 接口模块， 电机驱动模块和电源模块 ； 电源模 块的输入。

4、端与外部电源连接给运动控制盒 (6) 的各模块供电， 所述运动控制模块分别与信 号转换模块、 接口模块和通讯模块连接， 通讯模块和接口模块连接， 通讯模块通过接口模块 与控制模块连接， 所述信号转换模块的输出端与电机驱动模块的输入端连接， 电机驱动模 块通过接口模块与多轴运动机构连接。 3.根据权利要求 2 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 所述多轴运动机构包括 第一步进电机， 第二步进电机， 第三步进电机和三组限位开关 ； 所述电机驱动模块包括第一 步进电机驱动器 (63)， 第二步进电机驱动器 (64) 和第三步进电机驱动器 (65) ； 所述运动 控制盒 (6) 内设有运动控制。

5、接口板， 通讯模块， 运动控制模块， 信号转换模块和接口模块设 置在运动控制接口板上 ； 所述信号转换模块的输出端分别与第一步进电机驱动器 (63)， 第 二步进电机驱动器 (64) 和第三步进电机驱动器 (65) 的输入端连接， 第一步进电机驱动器 (63)， 第二步进电机驱动器 (64) 和第三步进电机驱动器 (65) 通过接口模块分别与第一步 进电机， 第二步进电机和第三步进电机连接， 三组限位开关的输出端通过接口模块与运动 控制接口板连接。 4.根据权利要求 1 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 还包括水听器 (4) 和虚 拟示波器， 所述控制模块包括超声控制模块， 数据处理。

6、模块， 数据显示模块， 所述超声控制 模块与换能器相连向换能器发送指令进行超声聚焦 ； 所述水听器 (4) 与多轴运动机构相连 用于采集换能器发出声场的电压信号 ； 所述虚拟示波器与水听器 (4) 相连， 把采集感应的 电压信号转换成数据信号 ； 所述数据处理模块与虚拟示波器相连， 把数字信号进行相应的 运算， 获得相应的数值 ； 数据显示模块与数据处理模块连接。 5.根据权利要求 3 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 所述运动控制盒 (6) 还 包括外壳 (62)， 第一衬板 (602)， 第二衬板 (603) ； 所述第二衬板 (603) 置于外壳 (62) 内底 部， 第一衬板。

7、 (602) 设置于外壳 (62) 内中部， 第一衬板 (602) 将运动控制盒 (6) 的内部分 成上下两层， 所述第一步进电机驱动器 (63) 和第三步进电机驱动器 (65) 位于外壳 (62) 内 下层， 所述运动控制接口板位于第一衬板 (602) 上方， 第二步进电机驱动器 (64) 设于运动 控制接口板上， 所述电源模块设于外壳(62)内部一侧， 设于第二衬板(603)上， 运动控制接 口板的接口模块设于运动控制接口板上方一侧， 接口模块的接口从运动控制盒 (6) 的前面 板接口孔位漏出。 6.根据权利要求 3 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 还包括水听器 (4)， 所述。

8、 多轴运动机构还包括多轴运动装置 (2)， 多轴支撑骨架 (3) ； 所述多轴运动装置 (2) 固定在 多轴支撑骨架 (3) 上， 所述水听器 (4) 固定于多轴运动装置 (2) 上， 所述多轴支撑骨架 (3) 成门框状， 门框状的开口一端与水槽(1)连接形成容纳多轴运动装置(2)的空间 ； 所述多轴 支撑骨架 (3) 设置于高强度聚焦超声设备的水槽 (1) 上方， 水槽 (1) 内盛满水后吸声材料 (5) 置于水面上方， 水听器 (4) 可穿过吸声材料 (5) 伸入水中。 权 利 要 求 书 CN 205055232 U 2 2/2 页 3 7.根据权利要求 6 所述的高精度声场扫描系统， 。

9、其特征在于 ： 所述多轴运动装置 (2) 包括 Z 轴导轨 (21)， Y 轴导轨 (22)， X 轴导轨 (23)， X 轴回转台 (25) 和 Y 轴回转台 (24) ； 所 述第一步进电机， 第二步进电机和第三步进电机分别和 Z 轴导轨 (21)， Y 轴导轨 (22)， X 轴 导轨 (23) 连接， 所述 Z 轴导轨 (21) 与 Y 轴导轨 (22) 滑动连接， X 轴导轨 (23) 和 Y 轴导轨 (22) 滑动连接， 所述 Y 轴回转台 (24) 与 X 轴导轨 (23) 滑动连接， X 轴回转台 (25) 与 Y 轴 回转台 (24) 连接， 所述水听器 (4) 与 X 轴回。

10、转台 (25) 连接。 8.根据权利要求 7 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 还包括 YZ 连接板 (201)， XY连接板(202)， 角位移连接座(203)， 回转底座(204)， 第一连接板(205)， 第二连接 板 (206) 和水听器固定板 (207) ； 所述 Z 轴导轨 (21) 包括可沿导轨滑动的 Z 轴滑块 (211)， 所述 Y 轴导轨 (22) 通过 YZ 连接板 (201) 与 Z 轴导轨 (21) 的 Z 轴滑块 (211) 固定连接 ； 所述 Y 轴导轨 (22) 包括可沿导轨滑动的 Y 轴滑块 (221)， 所述 X 轴导轨 (23) 通过 Y 轴导 。

11、轨 (22) 的 Y 轴滑块 (221) 与 Y 轴滑块 (221) 固定连接 ； 所述 X 轴导轨 (23) 包括可沿导轨 滑动的 X 轴滑块 (231)， 所述角位移连接座 (203) 与 X 轴滑块 (231) 固定连接， Y 轴回转台 (24) 的上表面通过回转底座 (204) 与 X 轴滑块 (231) 固定连接， Y 轴回转台 (24) 的下表面 与第一连接板 (205) 的一端固定连接， 第一连接板 (205) 的另一端与第二连接板 (206) 的 一端固定连接， X 轴回转台 (25) 的上表面与第二连接板 (206) 的另一端固定连接， X 轴回转 台 (25) 的下表面与水。

12、听器固定板 (207) 的一端固定连接， 水听器固定板 (207) 的另一端固 定设有卡套 (208)， 卡套 (208) 中部设有水听器固定孔， 所述水听器 (4) 的一端与 X 轴滑块 (231) 固定， 另一端穿过卡套 (208) 的水听器固定孔伸向水听器固定板 (207) 的下方。 9.根据权利要求 6 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 多轴支撑骨架 (3) 的两 侧框架结构之间通过两根顶梁 (33) 连接， 两根侧梁 (31)、 一根底梁 (32) 和连接于两根侧 梁 (31) 之间的背板 (34) 相互连接分别围成多轴支撑骨架 (3) 的两侧框架结构， 所述多轴 运动装置。

13、 (2) 与多轴支撑骨架 (3) 的一侧框架结构的背板 (34) 固定连接。 10.根据权利要求 9 所述的高精度声场扫描系统， 其特征在于 ： 还包括顶侧角接块 (301) 和顶梁连接块 (302)， 所述每根顶梁 (33) 和每根侧梁 (31) 之间通过顶侧角接块 (301) 连接， 每根顶梁 (3) 包括至少两根小顶梁， 小顶梁之间通过顶梁连接块 (302) 连接。 权 利 要 求 书 CN 205055232 U 3 1/8 页 4 高精度声场扫描系统 技术领域 0001 本实用新型涉及高强度聚焦超声领域， 特别涉及一种高精度声场扫描系统。 背景技术 0002 随着超声技术的快速发展，。

14、 最近几年， 高强度聚焦超声为一种绿色无创无副作用 治疗肿瘤方法得到人们的关注。 高强度聚焦超声设备是利用超声换能器将超声能量聚集到 需要治疗的肿瘤部位， 使癌细胞发生病变， 而不损伤周围正常组织。 由高强度聚焦超声产生 的超声声场分布情况直接影响了治疗的安全性和有效性。 在高强度聚焦超声设备的生产和 维护过程中， 需要经常对其产生的声场分布进行检测。 现有的压敏传感器的测量的装置， 其 支撑平台搭建简易， 在稳定性和精确性上有些不足。 现有的高强度聚焦声场检测设备， 体积 和重量较大， 使用时组装和操作困难， 尤其在技术人员外出对设备进行维护测试时， 不方便 携带。 发明内容 0003 本实。

15、用新型的目的在于克服现有技术的缺陷， 提供一种结构简单紧凑， 性能稳定， 自动化程度高， 测量精确的高精度声场扫描系统。 0004 为实现上述目的， 本实用新型采用了如下技术方案 ： 0005 一种高精度声场扫描系统， 包括控制模块， 运动控制盒 6 和多轴运动机构 ； 所述运 动控制盒6包括通讯模块， 所述控制模块通过通讯模块与运动控制盒6连接向运动控制盒6 发出控制信号， 所述运动控制盒 6 与多轴运动机构连接控制扫描机构动作对待测超声设备 的声场进行扫描。 0006 进一步， 所述运动控制盒 6 内设有通讯模块， 运动控制模块， 信号转换模块， 接口 模块， 电机驱动模块和电源模块 ； 。

16、电源模块的输入端与外部电源连接给运动控制盒 6 的各 模块供电， 所述运动控制模块分别与信号转换模块、 接口模块和通讯模块连接， 通讯模块和 接口模块连接， 通讯模块通过接口模块与控制模块连接， 所述信号转换模块的输出端与电 机驱动模块的输入端连接， 电机驱动模块通过接口模块与多轴运动机构连接。 0007 进一步， 所述多轴运动机构包括第一步进电机， 第二步进电机， 第三步进电机和三 组限位开关 ； 所述电机驱动模块包括第一步进电机驱动器 63， 第二步进电机驱动器 64 和 第三步进电机驱动器 65 ； 所述运动控制盒 6 内设有运动控制接口板， 通讯模块， 运动控制模 块， 信号转换模块和。

17、接口模块设置在运动控制接口板上 ； 所述信号转换模块的输出端分别 与第一步进电机驱动器 63， 第二步进电机驱动器 64 和第三步进电机驱动器 65 的输入端连 接， 第一步进电机驱动器63， 第二步进电机驱动器64和第三步进电机驱动器65通过接口模 块分别与第一步进电机， 第二步进电机和第三步进电机连接， 三组限位开关的输出端通过 接口模块与运动控制接口板连接。 0008 进一步， 还包括水听器 4 和虚拟示波器， 所述控制模块包括超声控制模块， 数据处 理模块， 数据显示模块， 所述超声控制模块与换能器相连向换能器发送指令进行超声聚焦 ； 说 明 书 CN 205055232 U 4 2/。

18、8 页 5 所述水听器 4 与多轴运动机构相连用于采集换能器发出声场的电压信号 ； 所述虚拟示波器 与水听器 4 相连， 把采集感应的电压信号转换成数据信号 ； 所述数据处理模块与虚拟示波 器相连， 把数字信号进行相应的运算， 获得相应的数值 ； 数据显示模块与数据处理模块连 接。 0009 进一步， 所述运动控制盒 6 还包括外壳 62， 第一衬板 602， 第二衬板 603 ； 所述第二 衬板 603 置于外壳 62 内底部， 第一衬板 602 设置于外壳 62 内中部， 第一衬板 602 将运动控 制盒 6 的内部分成上下两层， 所述第一步进电机驱动器 63 和第三步进电机驱动器 65 。

19、位于 外壳 62 内下层， 所述运动控制接口板位于第一衬板 602 上方， 第二步进电机驱动器 64 设于 运动控制接口板上， 所述电源模块设于外壳62内部一侧， 设于第二衬板603上， 运动控制接 口板的接口模块设于运动控制接口板上方一侧， 接口模块的接口从运动控制盒 6 的前面板 接口孔位漏出。 0010 进一步， 还包括水听器 4， 所述多轴运动机构还包括多轴运动装置 2， 多轴支撑骨 架 3 ； 所述多轴运动装置 2 固定在多轴支撑骨架 3 上， 所述水听器 4 固定于多轴运动装置 2 上， 所述多轴支撑骨架3成门框状， 门框状的开口一端与水槽1连接形成容纳多轴运动装置 2 的空间 ；。

20、 所述多轴支撑骨架 3 设置于高强度聚焦超声设备的水槽 1 上方， 水槽 1 内盛满水 后吸声材料 5 置于水面上方， 水听器 4 可穿过吸声材料 5 伸入水中。 0011 进一步， 所述多轴运动装置 2 包括 Z 轴导轨 21， Y 轴导轨 22， X 轴导轨 23， X 轴回 转台 25 和 Y 轴回转台 24 ； 所述第一步进电机， 第二步进电机和第三步进电机分别和 Z 轴导 轨 21， Y 轴导轨 22， X 轴导轨 23 连接， 所述 Z 轴导轨 21 与 Y 轴导轨 22 滑动连接， X 轴导轨 23 和 Y 轴导轨 22 滑动连接， 所述 Y 轴回转台 24 与 X 轴导轨 23。

21、 滑动连接， X 轴回转台 25 与 Y 轴回转台 24 连接， 所述水听器 4 与 X 轴回转台 25 连接。 0012 进一步， 还包括 YZ 连接板 201， XY 连接板 202， 角位移连接座 203， 回转底座 204， 第一连接板 205， 第二连接板 206 和水听器固定板 207 ； 所述 Z 轴导轨 21 包括可沿导轨滑动 的 Z 轴滑块 211， 所述 Y 轴导轨 22 通过 YZ 连接板 201 与 Z 轴导轨 21 的 Z 轴滑块 211 固定 连接 ； 所述 Y 轴导轨 22 包括可沿导轨滑动的 Y 轴滑块 221， 所述 X 轴导轨 23 通过 Y 轴导轨 22 。

22、的 Y 轴滑块 221 与 Y 轴滑块 221 固定连接 ； 所述 X 轴导轨 23 包括可沿导轨滑动的 X 轴 滑块 231， 所述角位移连接座 203 与 X 轴滑块 231 固定连接， Y 轴回转台 24 的上表面通过回 转底座 204 与 X 轴滑块 231 固定连接， Y 轴回转台 24 的下表面与第一连接板 205 的一端固 定连接， 第一连接板 205 的另一端与第二连接板 206 的一端固定连接， X 轴回转台 25 的上 表面与第二连接板 206 的另一端固定连接， X 轴回转台 25 的下表面与水听器固定板 207 的 一端固定连接， 水听器固定板 207 的另一端固定设有。

23、卡套 208， 卡套 208 中部设有水听器固 定孔， 所述水听器 4 的一端与 X 轴滑块 231 固定， 另一端穿过卡套 208 的水听器固定孔伸向 水听器固定板 207 的下方。 0013 进一步， 多轴支撑骨架3的两侧框架结构之间通过两根顶梁33连接， 两根侧梁31、 一根底梁 32 和连接于两根侧梁 31 之间的背板 34 相互连接分别围成多轴支撑骨架 3 的两 侧框架结构， 所述多轴运动装置 2 与多轴支撑骨架 3 的一侧框架结构的背板 34 固定连接 ； 0014 进一步， 还包括顶侧角接块 301 和顶梁连接块 302， 所述每根顶梁 33 和每根侧梁 31之间通过顶侧角接块3。

24、01连接， 每根顶梁3包括至少两根小顶梁， 小顶梁之间通过顶梁连 接块 302 连接。 说 明 书 CN 205055232 U 5 3/8 页 6 0015 本实用新型一种高精度声场扫描系统， 包括控制模块， 运动控制机构和多轴运动 机构 ； 运动控制机构采用便于携带的运动控制盒的结构， 所述运动控制盒包括通讯模块， 所 述控制模块通过通讯模块与运动控制盒连接向运动控制盒发出控制信号， 所述运动控制盒 与多轴运动机构连接控制扫描机构动作对待测超声设备的声场进行扫描。所述的控制模 块包括与换能器连接的超声控制模块、 与运动控制盒连接的多轴运动控制模块、 与虚拟示 波器连接采集信息的数据处理模块。

25、和显示装置连接的数据显示模块， 能够将所测声场的分 布及特性形象的呈现出来， 定位精准， 可视化程度高， 自动化程度高， 携带方便， 在测试声场 时， 可以设置测量范围及固定点， 测量声场数值准确， 显示画面生动形象。多轴运动装置采 用 5 个自由度采集数据精确可靠， 以上运动都可以采用手动调节， 提高装置的可靠性。 附图说明 0016 图 1 是本实用新型高精度声场扫描系统的原理图 ； 0017 图 2 是本实用新型多轴运动控制模块的原理图 ； 0018 图 3 是本实用新型运动控制盒的原理图 ； 0019 图 4 是本实用新型运动控制盒的原理图 ； 0020 图 5 是本实用新型多轴运动装。

26、置和多轴支撑骨架与水槽组装的结构示意图 ； 0021 图 6 是本实用新型多轴运动装置的结构示意图 ； 0022 图 7 是本实用新型多轴运动装置的分解结构示意图 ； 0023 图 8 是本实用新型多轴支撑骨架的结构示意图 ； 0024 图 9 是本实用新型多轴支撑骨架的分解结构示意图 ； 0025 图 10 是本实用新型轴运动装置和多轴支撑骨架折叠组装后的示意图。 具体实施方式 0026 以下结合附图1至10给出的实施例， 进一步说明本实用新型的高精度声场扫描系 统的具体实施方式。本实用新型的高精度声场扫描系统不限于以下实施例的描述。 0027 如图 1、 2 所示， 本实用新型一种高精度声。

27、场扫描系统， 包括控制模块， 运动控制机 构和多轴运动机构 ； 运动控制机构采用便于携带的运动控制盒 6 的结构， 所述运动控制盒 6 包括通讯模块， 所述控制模块通过通讯模块与运动控制盒 6 连接向运动控制盒 6 发出控制 信号， 所述运动控制盒 6 与多轴运动机构连接控制扫描机构动作对待测超声设备的声场进 行扫描。所述的控制模块包括与换能器连接的超声控制模块、 与运动控制盒 6 连接的多轴 运动控制模块、 与虚拟示波器连接采集信息的数据处理模块和显示装置连接的数据显示模 块。 0028 如图 1 所示， 本实用新型一种高精度声场扫描系统， 包括超声控制模块， 多轴运动 控制模块， 水听器 。

28、4， 虚拟示波器， 数据处理模块和数据显示模块 ； 所述超声控制模块与换 能器相连向换能器发送指令进行超声聚焦 ； 所述水听器 4 用于采集换能器发出声场的电压 信号 ； 所述虚拟示波器与水听器 4 相连， 把采集感应的电压信号转换成数据信号 ； 所述数据 处理模块与虚拟示波器相连， 把数字信号进行相应的运算， 获得相应的数值 ； 数据显示模块 与数据处理模块连接， 把所测声场的分布及特性通过显示装置形象的呈现出来 ； 所述多轴 运动控制模块通过运动控制盒 6 与水听器 4 连接， 向运动控制盒 6 发出多轴动作指令调整 说 明 书 CN 205055232 U 6 4/8 页 7 水听器 4。

29、 的位置。本实用新型高精度声场扫描系统， 通过设置超声控制模块， 多轴运动控制 模块， 虚拟示波器， 数据处理模块和数据显示模块， 能够将所测声场的分布及特性形象的呈 现出来， 定位精准， 可视化程度高， 自动化程度高， 携带方便， 在测试声场时， 可以设置测量 范围及固定点， 测量声场数值准确， 显示画面生动形象。 0029 如图 3 所示， 运动控制盒 6 包括运动控制接口板， 电机驱动模块和电源模块 ； 所述 电源模块的输入端与外部电源连接， 电源模块的输出端分别与运动控制接口板和电机驱动 模块的输入端连接， 电机驱动模块的输出端与运动控制接口板的输入端连接， 运动控制接 口板的输出端分。

30、别与多轴运动机构和控制模块连接。 0030 如图 2、 3 所示， 所述多轴运动机构包括分别用于调整 Z 轴、 Y 轴和 X 轴位置的第一 步进电机， 第二步进电机， 第三步进电机和三组限位开关 ； 所述运动控制盒 6 的电机驱动模 块包括第一步进电机驱动器63， 第二步进电机驱动器64和第三步进电机驱动器65 ； 所述通 讯模块设置于运动控制接口板上， 所述运动控制接口板还包括运动控制模块， 信号转换模 块， 接口模块 ； 所述运动控制模块分别与信号转换模块、 接口模块和通讯模块连接， 通讯模 块和接口模块连接， 通讯模块通过接口模块与控制模块连接， 所述信号转换模块的输出端 分别与第一步进。

31、电机驱动器 63， 第二步进电机驱动器 64 和第三步进电机驱动器 65 的输入 端连接， 第一步进电机驱动器63， 第二步进电机驱动器64和第三步进电机驱动器65通过接 口模块分别与第一步进电机， 第二步进电机和第三步进电机连接， 三组限位开关的输出端 通过接口模块与运动控制接口板连接。 0031 具体的， 电机驱动模块采用数字式两相步进电机细分驱动器， 所述电源模块采用 开关电源。三轴位移台还包括相应的导轨和丝杠。 0032 运动控制接口板接收到控制模块的运动指令后， 通过对三个电机驱动器的， 实现 对多轴运动控制模块三个电机的控制。 运动控制接口板上的运动控制模块完成对三个轴电 机的运动。

32、控制算法实现， 与控制模块进行通讯、 指令解析， 产生控制驱动器的脉冲信号， 接 收和处理限位开关信号等。 0033 如图4所示， 运动控制盒6的内部结构。 包括外壳62， 第一衬板602， 第二衬板603， 电源模块即开关电源 61， 运动控制接口板即 PCB 板 601， 第一步进电机驱动器 63， 第二步进 电机驱动器 64 和第三步进电机驱动器 65， 运动控制接口板的接口模块即面板接口 604 ； 运 动控制盒 6 的内部组件布局采用分层结构， 所述第二衬板 603 置于外壳 62 内部底部， 第一 衬板 602 设置于外壳内部中部， 第一衬板 602 和第二衬板 603 将运动控制。

33、盒 6 的内部分成 上下两层， 所述第一步进电机驱动器 63 和第三步进电机驱动器 65 位于外壳 62 内部下层， 所述 PCB 板 601 位于第一衬板 602 上方， 第二步进电机驱动器 64 设于 PCB 板 601 上， 所述 开关电源 61 位于外壳 62 内部一侧， 设于第二衬板 603 上， 面板接口 604 设于 PCB 板 601 上 方一侧。优选的， 所述运动控制盒 6 采用铝制材料， 所述面板接口 604 从运动控制盒 6 的前 面板接口孔位漏出。 0034 如图5所示， 所述多轴运动机构包括多轴运动装置2， 多轴支撑骨架3 ； 所述多轴运 动装置 2 固定在多轴支撑骨。

34、架 3 上， 所述水听器 4 固定于多轴运动装置 2 上， 三轴控制装置 与多轴运动装置 2 连接向多轴运动装置 2 发出控制信号 ； 还包括吸声材料 5， 所述多轴支撑 骨架 3 设置于高强度聚焦超声设备的水槽 1 上方， 水槽 1 内盛满水后吸声材料 5 置于水面 上方， 水听器穿过吸声材料 5 伸入水中。多轴支撑骨架 3 成门框状， 门框状的开口一端与水 说 明 书 CN 205055232 U 7 5/8 页 8 槽 1 连接形成容纳多轴运动装置 2 的空间。多轴运动控制模块的结构简单紧凑。 0035 如图 6-7 所示， 所述多轴运动装置 2 包括 Z 轴导轨 21， Y 轴导轨 2。

35、2， X 轴导轨 23， X 轴回转台 25 和 Y 轴回转台 24 ； 所述第一步进电机， 第二步进电机和第三步进电机分别和 Z 轴导轨 21， Y 轴导轨 22， X 轴导轨 23 连接， 所述 Z 轴导轨 21 与 Y 轴导轨 22 滑动连接， X 轴 导轨 23 和 Y 轴导轨 22 滑动连接， 所述 Y 轴回转台 24 与 X 轴导轨 23 滑动连接， X 轴回转台 25 与 Y 轴回转台 24 连接， 所述水听器 4 与 X 轴回转台 25 连接。多轴运动装置 2 分别设置 Z 轴导轨 21， Y 轴导轨 22， X 轴导轨 23， X 轴回转台 25 和 Y 轴回转台 24 使得。

36、水听器 4 具有 5 个运动自由度， 分别为沿 Z 轴方向直线移动、 沿 Y 轴方向直线移动， 沿 X 轴方向直线移动， 以及绕 X 轴转动， 绕 Y 轴转动 ； 水听器 4 沿 Z 轴方向直线移动、 沿 Y 轴方向直线移动， 沿 X 轴 方向直线移动用于扫描运动， 水听器绕 X 轴转动， 绕 Y 轴转动用于调整水听器 4 与水面的角 度， 使得水听器 4 以最有效的角度采集数据。采用 5 个自由度采集数据精确可靠， 以上运动 都可以采用手动调节， 提高装置的可靠性。 0036 具体的， 所述 Z 轴导轨 21， Y 轴导轨 22 和 X 轴导轨 23 为三根高质量电动平台， 采 用进口滚珠螺。

37、杆传动， 自重 3.8kg ； X 轴回转台 25 和 Y 轴回转台 24 为两个手动回转台， Y 轴 回转台 24 选用蜗轮副驱动， 燕尾导轨， 手轮锁紧功能， X 轴回转台 25 选用蜗轮副驱动， 圆弧 导轨， 手轮锁紧功能。 0037 如图 6-7 所示， 还包括 YZ 连接板 201， XY 连接板 202， 角位移连接座 203， 回转底座 204， 第一连接板 205， 第二连接板 206 和水听器固定板 207 ； 所述 Z 轴导轨 21 包括可沿导轨 滑动的 Z 轴滑块 211， 所述 Y 轴导轨 22 通过 YZ 连接板 201 与 Z 轴导轨 21 的 Z 轴滑块 211 。

38、固定连接 ； 所述 Y 轴导轨 22 包括可沿导轨滑动的 Y 轴滑块 221， 所述 X 轴导轨 23 通过 Y 轴 导轨 22 的 Y 轴滑块 221 与 Y 轴滑块 221 固定连接 ； 所述 X 轴导轨 23 包括可沿导轨滑动的 X 轴滑块 231， 所述角位移连接座 203 与 X 轴滑块 231 固定连接， Y 轴回转台 24 的上表面通 过回转底座 204 与 X 轴滑块 231 固定连接， Y 轴回转台 24 的下表面与第一连接板 205 的一 端固定连接， 第一连接板205的另一端与第二连接板206的一端固定连接， X轴回转台25的 上表面与第二连接板 206 的另一端固定连接。

39、， X 轴回转台 25 的下表面与水听器固定板 207 的一端固定连接， 水听器固定板 207 的另一端固定设有卡套 208， 卡套 208 中部设有水听器 固定孔， 所述水听器 4 的一端与 X 轴滑块 231 固定， 另一端穿过卡套 208 的水听器固定孔伸 向水听器固定板 207 的下方。Z 轴滑块 211、 Y 轴滑块 221 和 X 轴滑块 231 分别与第一步进 电机， 第二步进电机， 第三步进电机连接。Z 轴导轨 21， Y 轴导轨 22， X 轴导轨 23， X 轴回转 台 25 和 Y 轴回转台 24 的固定结构简单紧凑， 稳固可靠， 同时拆卸组装快捷方便， 便于运输。 00。

40、38 多轴运动装置可以进行智能扫描声场区域， 也可以手动调节。 可以进行电动、 增量 或者同步增量运动， 也可以进行多轴同动、 单轴匀速运动或者单轴变速运动控制。 首先通过 单轴的调节找到超声焦点的大致位置 ； 其次按照数据呈现模块的数据， 微调三轴及回转平 台， 使其找到较精确的超声焦点位置 ； 然后多轴运动控制模块发出扫描生产指令， 多轴运动 装置自动按照指定的运动轨迹完成运动 ； 最后查看数据显示模块的数据， 对于不精确的数 据还可以使用手动调节。 0039 如图 8-9 所示， 所述多轴支撑骨架 3 呈门框状， 多轴支撑骨架 3 的两侧框架结构之 间通过两根顶梁33连接， 两根侧梁31。

41、、 一根底梁32和连接于两根侧梁31之间的背板34相 互连接分别围成多轴支撑骨架 3 的两侧框架结构， 所述多轴运动装置 2 与多轴支撑骨架 3 说 明 书 CN 205055232 U 8 6/8 页 9 的一侧框架结构的背板 34 固定连接。多轴支撑骨架 3 的结构简单紧凑， 与多轴运动装置的 固定结构稳定可靠。 0040 如图9所示， 还包括顶侧角接块301和顶梁连接块302， 所述每根顶梁33和每根侧 梁 31 之间通过顶侧角接块 301 连接， 每根顶梁 3 包括至少两根小顶梁， 小顶梁之间通过顶 梁连接块 302 连接。多轴支撑骨架 3 通过顶侧角接块 301 和顶梁连接块 302。

42、 固定， 结构稳 固， 同时拆卸组装快捷方便， 便于运输。 0041 具体地， 多轴支撑骨架3由18个梁组成， 使用铝型材加工而成， 自重不足5kg， 因此 多轴支撑骨架 3 不但可以满足使用达到支撑作用， 而且便于携带。 0042 本实用新型高精度声场扫描系统， 包括多轴运动装置 2 和多轴支撑骨架 3， 所述多 轴运动装置 2 固定在多轴支撑骨架 3 上， 所述多轴运动装置 2 和多轴支撑骨架 3 可分别进 行拆卸形成多个拆卸部分， 多个拆卸部分可进行组合形成便于携带的组合模块结构。本实 用新型高精度声场扫描系统的多轴运动装置和多轴支撑骨架结构稳固， 可拆成多个拆卸部 分， 多个拆卸部分可。

43、进行组合形成便于携带的组合模块结构 ； 拆卸组装快捷方便， 便于携带 和运输。根据多轴支撑骨架 3 和多轴运动装置 2 安装后的结构特点， 可将其拆分为 12 个部 分， 其自重不足 20kg。运输时， 将其 12 个部分放入特定的包装箱内。整体体积较小， 重量较 轻， 便于携带。当然， 也可以拆分为其它个数的模块。 0043 具体的， 所述多轴运动装置 2 可进行拆卸形成第一拆卸模块， 第二拆卸模块， 第三 拆卸模块， 第四拆卸模块， 第五拆卸模块和第六拆卸模块 ； 所述多轴支撑骨架 3 可进行拆卸 形成第七拆卸模块， 第八拆卸模块， 第九拆卸模块， 第十拆卸模块， 第十一拆卸模块， 第十二。

44、 拆卸模块 ； 第一拆卸模块， 第二拆卸模块， 第三拆卸模块， 第四拆卸模块， 第五拆卸模块和 第六拆卸模块， 第七拆卸模块， 第八拆卸模块， 第九拆卸模块， 第十拆卸模块， 第十一拆卸模 块， 第十二拆卸模块可进行组合形成组合模块结构。 还包括包装箱， 所述组合模块结构置于 包装箱内进行固定 ； 所述包装箱分别设有与第一拆卸模块， 第二拆卸模块， 第三拆卸模块， 第四拆卸模块， 第五拆卸模块和第六拆卸模块， 第七拆卸模块， 第八拆卸模块， 第九拆卸模 块， 第十拆卸模块， 第十一拆卸模块， 第十二拆卸模块相应的固定安装结构。 0044 如图6、 7所示， 所述第一拆卸模块包括Z轴导轨21， 。

45、YZ连接板201和Z轴滑块211， 所述 Z 轴滑块 211 设于 Z 轴导轨 21 的导轨上并可沿导轨滑动， 所述 YZ 连接板 201 固定设 置于 Z 轴滑块 211 的一侧 ； 所述第二拆卸模块包括 Y 轴导轨 22 和 Y 轴滑块 221， 所述 Y 轴滑 块 221 设于 Y 轴导轨 22 的导轨上并可沿导轨滑动 ； 所述第三拆卸模块包括 XY 连接板 202 ； 所述第四拆卸模块包括 X 轴导轨 23， X 轴滑块 231 和角位移连接座 203， X 轴滑块 231 设于 X 轴导轨 23 的导轨上并可沿导轨滑动， 所述角位移连接座 203 的一侧与 X 轴滑块 231 固定 。

46、连接 ； 所述第五拆卸模块包括回转底座 204， Y 轴回转台 24 和第一连接板 205， 所述 Y 轴回 转台 24 的上表面与回转底座 204 的另一侧连接， 所述 Y 轴回转台 24 的下表面与第一连接 板 205 的一端固定连接 ； 所述第六拆卸模块包括 X 轴回转台 25， 第二连接板 206， 水听器固 定板 207 和卡套 208， 所述第二连接板 206 与 X 轴回转台 25 的上表面连接， X 轴回转台 25 的下表面与水听器固定板 207， 所述卡套 208 固定设于水听器固定板 207 上。 0045 如图 8、 9 所示， 所述第七拆卸模块包括第一顶梁 331 和第。

47、一顶侧角接块 301a， 所 述第一顶侧角接块301a与第一顶梁331的一端固定连接 ； 所述第八拆卸模块包括第二顶梁 332， 第二顶侧角接块 301b 和第一顶梁连接块 302a， 所述第二顶侧角接块 301b 与第二顶梁 说 明 书 CN 205055232 U 9 7/8 页 10 332 的一端连接， 第一顶梁连接块 302a 与第二顶梁 332 的另一端连接 ； 所述第九拆卸模块 包括第三顶梁 333 和第三顶侧角接块 301c， 所述第三顶侧角接块 301c 与第三顶梁 333 的 一端固定连接 ； 所述第十拆卸模块第四顶梁 334， 第四顶侧角接块 301d 和第二顶梁连接块 。

48、302b， 所述第四顶侧角接块 301d 和第二顶梁连接块 302b 分别与第四顶梁 334 的两端连接 ； 所述第十一拆卸模块包括第一侧梁 311， 第三侧梁 313， 第一底梁 321 和第一背板 341， 所述 第一底梁 321 的两端分别与第一侧梁 311， 第三侧梁 313 的一端连接， 所述第一背板 341 分 别与两侧的第一侧梁 311 和第三侧梁 313 连接 ； 所述第十二拆卸模块第二侧梁 312， 第四侧 梁 314， 第二底梁 322 和第二背板 342， 所述第二底梁 322 的两端分别与第二侧梁 312 和第 四侧梁 314 的一端连接， 所述第二背板 342 分别与。

49、两侧的第二侧梁 312 和第四侧梁 314 连 接。 0046 本实用新型高精度声场扫描系统测试原理为 ： 针式水听器 4 针尖上有一侧几微米 厚的 PVDF 薄膜， 相当于一个高灵敏度的压电换能器， 能将接收到的声压信号转换为相应的 电压信号。将水听器 4 夹持在多轴运动装置 2 上可以重构出换能器的三维的声场。 0047 下面说明本实用新型高精度声场扫描系统的测量过程。 0048 1. 将多轴运动装置 2 和多轴支撑骨架 3 放置于水槽 1 上， 使运动部分处于各轴行 程中间位置， 并尽量处于高强度聚焦超声设备刀头的正上方。 0049 2. 将水听器 4 固定于多轴运动装置 2 上， 垂直悬于水面之上 ( 水听器切勿接触水 面， 以防连续发射超声时水听器被损坏 ) 并通过多个角度确定水听器与水面垂直， 水听器 输出端连接示波器 CH1 通道接口。 0050 3. 打开示波器电源， 并调整示波器各项参数。 0051 4. 通过控制模块的超声控制模块使换能器进行超声聚焦。开始发射后， 可由水面 观察到超声能量产生的圆形波纹， 在圆心处可见一小突起(此处可视为声场焦域XY平面的 中心点附近 )， 此时先调整多轴运动装置 2 的 Z 轴下降， 使水听器 4 接近水面。