一种超声断层成像微旋转系统的制作方法

本发明涉及超声成像技术领域，具体为一种超声断层成像微旋转系统。

背景技术：

目前环形超声探头已经成为超声成像技术领域的关键研发与应用方向，现有研究表明，为了提高环形超声探头成像的分辨率，需要环形超声探头在水中作高精度微小旋转运动，而除了微旋转需求外，实际使用时往往还需要探头系统对被成像物体的不同层面可以成像，相应的就需要环形探头在水中升降运动；为此，我们提出一种超声断层成像微旋转系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超声断层成像微旋转系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超声断层成像微旋转系统，包括支架，所述支架的一侧上端通过螺钉i安装有控制箱，所述支架的另一侧上端固定安装有丝杆模块，所述丝杆模块的滑块上通过螺钉ii安装有步进电机蜗杆减速器，所述步进电机蜗杆减速器的下端通过螺钉ii固定安装在连接架上，所述连接架的下端固定连接有固定托盘，所述固定托盘中上放置有旋转托盘，所述固定托盘与旋转托盘之间的间隙处环绕设置若干个有滚珠，所述旋转托盘的外侧环绕焊接有托盘外轮齿，所述固定托盘的一外侧焊接固定有连接耳板，所述连接耳板上开设有轴承孔，轴承孔中插设并焊接固定有轴承，所述步进电机蜗杆减速器的下端设置有输出转轴，所述输出转轴的下端插设在轴承中，所述输出转轴上位于连接耳板的上方固定套设有齿轮，所述齿轮与旋转托盘上的托盘外轮齿啮合，所述旋转托盘上固定有环形超声探头，所述支架的一侧设置有水箱，所述固定托盘、旋转托盘以及环形超声探头均放置于水箱中。

优选的，所述支架包括竖方钢，所述竖方钢的下端焊接固定有三个横工字钢，且横工字钢均与竖方钢垂直，相邻两个横工字钢之间形成的角度均相等，所述横工字钢与竖方钢之间均焊接连接有三角形加固板。

优选的，所述连接架包括弧形顶板和两个工字型连接板，两个工字型连接板均通过螺钉iii固定在弧形顶板的下端两侧，所述固定托盘的外侧位于连接耳板的两端均焊接有支撑耳板，两个工字型连接板的下端均支撑在两个支撑耳板上并通过螺钉iiii固定连接。

优选的，所述步进电机蜗杆减速器固定在弧形顶板上端，且步进电机蜗杆减速器上的输出转轴穿过弧形顶板的中部。

优选的，所述固定托盘和旋转托盘均呈环形，所述旋转托盘的中心旋转轴经过环形超声探头的环形中心。

优选的，所述步进电机蜗杆减速器的步距角精度精度不劣于0.0001125°，所述齿轮与旋转托盘上由托盘外轮齿形成的齿轮半径之比不高于1:10。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，该超声断层成像微旋转系统，主要由步进电机蜗杆减速器、旋转托盘构成的旋转组件，以及主要由丝杆模块、连接架与固定托盘构成的平移组件，能够稳定的实现环形超声探头的旋转及上下平移的升降，提升环形超声探头成像的分辨率，并能够就被成像物体的不同层面进行成像。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1的侧面示意图；

图3为本发明连接架示意图；

图4为本发明输出转轴示意图；

图5为本发明旋转托盘8示意图；

图6为本发明固定托盘示意图。

图中：支架1、竖方钢101、横工字钢102、三角形加固板103、控制箱2、丝杆模块3、步进电机蜗杆减速器4、输出转轴401、齿轮402、连接架5、弧形顶板501、工字型连接板502、水箱6、固定托盘7、支撑耳板701、连接耳板702、轴承703、滚珠704、旋转托盘8、托盘外轮齿801、环形超声探头9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：一种超声断层成像微旋转系统，包括支架1，支架1包括竖方钢101，竖方钢101的下端焊接固定有三个横工字钢102，且横工字钢102均与竖方钢101垂直，相邻两个横工字钢102之间形成的角度均相等，横工字钢102与竖方钢101之间均焊接连接有三角形加固板103，由上述结构组装而形成的支架1可稳定支撑，稳定性较强；

支架1的一侧上端通过螺钉i安装有控制箱2，控制箱2用于控制步进电机蜗杆减速器4工作，支架1的另一侧上端固定安装有丝杆模块3，丝杆模块3的滑块上通过螺钉ii安装有步进电机蜗杆减速器4，步进电机蜗杆减速器4的下端通过螺钉ii固定安装在连接架5上，连接架5的下端固定连接有固定托盘7，连接架5包括弧形顶板501和两个工字型连接板502，两个工字型连接板502均通过螺钉iii固定在弧形顶板501的下端两侧，固定托盘7的外侧位于连接耳板702的两端均焊接有支撑耳板701，两个工字型连接板502的下端均支撑在两个支撑耳板701上并通过螺钉iiii固定连接，由丝杆模块3、连接架5与固定托盘7构成的平移组件，能够稳定的实现环形超声探头上下平移的升降，升降原理为连接步进电机蜗杆减速器4的丝杆模块3上的滑块可以上下滑动调节，从而实现固定托盘7上下平移；

固定托盘7中上放置有旋转托盘8，固定托盘7与旋转托盘8之间的间隙处环绕设置若干个有滚珠704，旋转托盘8的外侧环绕焊接有托盘外轮齿801，固定托盘7的一外侧焊接固定有连接耳板702，连接耳板702上开设有轴承孔，轴承孔中插设并焊接固定有轴承703，步进电机蜗杆减速器4的下端设置有输出转轴401，步进电机蜗杆减速器4固定在弧形顶板501上端，且步进电机蜗杆减速器4上的输出转轴401穿过弧形顶板501的中部，输出转轴401的下端插设在轴承703中，输出转轴401上位于连接耳板702的上方固定套设有齿轮402，齿轮402与旋转托盘8上的托盘外轮齿801啮合，步进电机蜗杆减速器4的步距角精度精度不劣于0.0001125°（角度值越小，表明精度越优；精度越优，对微旋转的控制就越好），例如，本发明中，步进电机可以采用40000细分的驱动器，蜗杆可以采用80倍减速，则输出步距角的精度为360°/40000/80=0.0001125°，也能够对环形超声探头9的转动起到影响；作用齿轮402与旋转托盘8上由托盘外轮齿801形成的齿轮半径之比不高于1:10，能够对旋转角起到进一步缩小的作用，以便实现微旋转，以步进电机蜗杆减速器的步距角精度为0.0001125°，并控制齿轮402与旋转托盘8上由托盘外轮齿801形成的齿轮半径之比为10：108为例，尤其能够实现旋转角为0.0001125°*10/108=0.00001041667°微旋转，使超声断层成像的分辨率达十万分之一度；

旋转托盘8上固定有环形超声探头9，固定托盘7和旋转托盘8均呈环形，旋转托盘8的中心旋转轴经过环形超声探头9的环形中心，由步进电机蜗杆减速器4和旋转托盘8构成的旋转组件可以带动环形超声探头9旋转，旋转原理为：旋转托盘8在滚珠704的作用下可与固定托盘7相对转动，由步进电机蜗杆减速器4带动输出转轴401上的齿轮402旋转，齿轮402与旋转托盘8上的托盘外轮齿801啮合，即可带动旋转托盘8旋转，旋转托盘8与环形超声探头9固定，即可带动环形超声探头9旋转；

支架1的一侧设置有水箱6，固定托盘7、旋转托盘8以及环形超声探头9均放置于水箱6中，水箱6中盛有水，本发明涉及的超声断层成像微旋转系统可对大体积的被测物体实现超声断层成像，本发明中的超声断层成像微旋转系统能够非常方便的配合水箱使用，通过各组件巧妙的结构设置，能够只让防水的机械部件浸泡在水中，其他电气控制部分全部在水外，防水效果好；例如，丝杆模块3、步进电机蜗杆减速器4等涉及电气控制部分置于水箱外，环形超声探头9及其他机械组件（如旋转托盘8、固定托盘7、齿轮402、滚珠704等）可以全部置于水箱中、被水浸没，连接架5则可以部分位于水箱6之外，另一部分位于水箱6之内；环形超声探头9是防水的，本系统中一起泡在水里的部分构件都是不锈钢构件或其它不生锈材料构件，本系统中没有任何电气部件泡水里，做成这种单侧提升环形超声探头9的结构，主要是为了方便对被成像物体成像，比如人的大腿或手臂都能伸进环形探头中间成像。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。