[0020]图4 (a)为所述发明装置一种实施案例的立体图。
[0021]图4(b)为所述发明装置一种实施案例的侧视图。
[0022]图4(c)为所述发明装置一种实施案例的仰视图。
[0023]图5为所述发明装置一种实施案例的角维度模块。
[0024]图6为所述发明装置一种实施案例的半径维度模块。
[0025]图7为所属发明装置一种实施案例的高度模块。
【具体实施方式】
[0026]下面结合一种实施案例及其附图(图4-图7)，说明本发明的内容。该实施案例仅为本发明专利的一种举例，但本发明的实施方式不限于此。
[0027]所述实施案例中扫描装置，其整体立体示意图由图4所示，主要可以分为角维度模块401，半径维度模块402，高度模块组成403，从而实现柱坐标系统的扫描。
[0028]角维度模块如图5所示，由一个具有齿状内槽的外环501与内部多个小齿轮502及其他固定装置组成，内部多个小齿轮分别由各自的电机带动，通过咬合外环中的齿状内槽带动内部整体旋转，外环上设有若干个螺纹开孔503，可以与高度模块的螺杆咬合，实现该模块垂直运动。
[0029]半径维度模块如图6所示，由一个径向的螺杆601与移动滑块602组成，实现移动滑块在径向的移动。螺杆可以由若干个步进电机带动齿轮603进行驱动，从而分散每个电机对扭矩的需求。移动滑块上固定有超声探头，实现探测扫描。
[0030]高度模块如图7所示，圆柱的外围分布有若干个螺杆701，每个螺杆与角度模块设置的螺纹开孔503咬合，螺杆旋转时，能使得角维度模块与半径维度模块作为整体进行垂直方向运动。每个螺杆的顶部固定有齿轮704，与内外均有齿槽的圆环705的外齿槽咬合，齿槽圆环705的内齿槽与内部的若干个齿轮703咬合。这样，电机带动每个齿轮703旋转，会带动齿槽圆环705转动，进而带动螺杆的齿轮704，实现多个螺杆同步转动，实现角度模块401、半径维度模块402整体垂直方向的位移。另外，702为高度模块的手动旋钮，用来实现手工转动齿槽圆环实现垂直方向位移。
[0031 ] 上述扫描装置，装配电机以及超声探头后，便可以实现柱坐标的扫描探测。通过程序控制步进电机，驱动各个模块运动，调节坐标参数:角度Θ，半径r，高度h，使超声探头到达指定坐标位置，再通过程序控制探头发射探测波并接收回波，记录回波和此时探头的位置参数P ( 0，r，h)，完成空间的扫描后，便可以通过各个位置的坐标以及回波波形，完成后期的合成成像。由于每次探测回波的位置精确可知，因此合成拼接成像时分方便高效，且空间分别率高。程控驱动模块、信号处理模块通过无线通信方式(wifi，蓝牙，超宽带等)连接机械扫描装置，实现远程操控机械装置和后台的信号处理成像。
【主权项】
1.基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，其特征在于由机械扫描模块、程控驱动模块、信号处理模块组成，其中机械扫描模块又可以分为角维度模块、半径维度模块以及高度模块三个自由维度模块，每个自由维度模块由多个步进电机同步驱动，实现精确的三维定位扫描，结合信号处理，完成高精度合成拼接成像。2.根据权利要求1所述基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，其特征在于角维度模块，由一个内部具有齿槽的圆环与内部多个小齿轮及其他固定装置组成，内部多个小齿轮分别由各自的电机带动，通过咬合圆环中内环的齿槽，带动内部整体旋转，从而控制角维度参数，外环上设有若干个螺纹开孔，与上述高度模块中的每个螺杆相咬合。3.根据权利要求1所述基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，其特征在于半径维度模块，由在装置径向放置的螺杆及移动端组成，螺杆的旋转由多个电机同时带动旋转，从而使移动端沿径向移动，移动端上放置扫描探头，与其他模块的运动维度叠加实现三维空间内的定位扫描。4.根据权利要求1所述基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，其特征在于:所述高度模块是若干个螺杆分布在装置整体的外围，从上述角维度模块中齿槽圆环的螺纹开孔中穿过并咬合螺纹，多个螺杆由各自的电机同时带动，从而能使与其咬合的外环实现在高玮度的移动，另外，高玮度移动模块具有手动旋钮。5.根据权利要求1所述基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，其特征在于所述装置还进一步与程序控制模块、信号处理模块通过无线通信方式连接，实现远程操控机械装置和后台的信号处理成像。6.根据权利要求1所述基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置的控制方法，其特征在于:工作流程是通过无线通信远程程序控制步进电机，驱动各个维度模块运动，调节柱坐标中的参数:角度9，半径^高度h，使超声探头到达指定坐标位置P(0,r, h)，再通过程序控制探头发射探测信号并接收回波，记录回波和此时探头的位置参数，逐点完成空间的扫描后，通过对各个位置的坐标以及回波信号处理，完成合成成像。
【专利摘要】本发明公开了一种基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，由机械扫描模块、程控驱动模块、信号处理模块组成。其中机械扫描模块基于柱坐标体系，其运动自由维度分为角维度模块、半径维度模块以及高度模块，每个自由维度模块都由多个电机同步驱动，实现精确的三维定位扫描。程控驱动模块、信号处理模块通过无线通信方式连接机械扫描模块，实现远程操控机械装置和后台的信号处理成像。本发明机械装置无需中轴，避免了中轴底座占用的扫描盲区。多个分布式电机驱动，分散了每个电机对驱动扭矩需求，并且多个电机的精度误差叠加后可以相互抵消，增加了装置的扫描运动精度。柱坐标体系的扫描有效区域与装置占用的区域比值高，便于一体化集成设计。
【IPC分类】G01N29/265
【公开号】CN105181817
【申请号】CN201510660877
【发明人】韦岗, 李 杰, 马碧云, 曹燕, 杨萃, 刘娇蛟, 王一歌, 赵明剑
【申请人】广州丰谱信息技术有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月13日