专利名称：机械扫描探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医用超声波成像设备，尤其涉及一种机械扫描探头。
背景技术：
机械扫描探头是超声成像系统用来进行三维成像的一种超声波探头。超声成像系统控制探头内部的马达转动，马达通过传动系统驱动换能器在一定角度内转动，每间隔一定角度，换能器发射超声波并接收带有人体组织信息的回波，超声成像系统再将在不同角度所采集到的二维信息进行处理，合成为三维图像。图1为现有技术中一种机械扫描探头的传动方案示意图，马达2通过连接块3固定在座体I上，马达2通过带5将其输出运动从带轮4传递给带轮6，带轮6带动轴7转动，轴7通过绳索11带动轮10转动，轮10带动安装于轴8上的换能器9转动。
为了使换能器9能够自由摆动，换能器9必须与人体隔开。通用的方法是，如图2所示，壳体12与座体I连接，在壳体12与座体I之间形成密闭空间13。换能器9在密闭空间13中转动，换能器9与人体通过壳体12隔开。为了避免换能器9发出的声波在固体与气体界面上产生较大反射，在密闭空间13内充满液体。当温度升高时液体体积膨胀，密闭空间13中液体会产生较大的压力。为了减小液体压力对与液体接触的零部件以及它们的连接面的作用，一般用一个软管14连接在座体I上，软管内腔与密闭空间13相连通，软管14末端用堵头15封堵起来，利用软管14的管壁的变形来缓冲密闭空间13内部液体的体积变化并抵消部分压力的作用。在该技术方案中，在自然状态下，软管与液体接触面为圆柱面。本文中，自然状态指，液体压力和气体压力相等时，除了受到连接和密封软管的作用力之外没有受到其他作用力时的状态。若非特殊说明，本文所描述的状态均为自然状态。当液体压力大于气体压力时，为了容纳更多的液体，软管的管壁向软管与气体接触面一侧膨胀。软管的膨胀只能通过管壁的拉伸来实现，在保证液体压力变化不大而且又要补偿足够体积的液体的情况下，软管必须易于膨胀，那么软管的拉伸模量必须足够小，壁厚必须足够薄，这对软管的材料和加工工艺有较高的要求。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供一种具有体积补偿功能的机械扫描探头。本实用新型采用的技术方案是提供一种机械扫描探头，包括座体、壳体、换能器，所述壳体安装于座体上，所述座体上设有开口，于该开口处连接有一体积补偿结构件，所述体积补偿结构件与座体、壳体一起形成一可容纳所述换能器的密闭空间，所述密闭空间内充填有液体，所述体积补偿结构件上具有至少一个面向所述密闭空间的凹陷结构，且当所述液体压力增大时所述凹陷结构向密闭空间外侧方向发生形变。其中，在所述体积补偿结构件的工作温度范围内，所述体积补偿结构件上一直存在至少一个面向所述密闭空间的凹陷结构。[0011]其中，所述体积补偿结构件为一管状件，所述管状件一端开口与座体上的开口相连通，管状件另一端开口通过堵头封堵，所述管状件管壁在沿长度方向为波纹状，其中，面向管状件内部的波峰即形成所述凹陷结构。其中，所述体积补偿结构件为一薄膜件，所述薄膜件封闭所述座体上的开口而与座体、壳体一起形成所述密闭空间，所述薄膜件上设置凹陷结构。其中，对于所述座体、所述体积补偿结构件、所述液体三者的接触线上任意一点，可在所述接触线上找到另外一点，以所述两点为端点的线段上除了两端点外其他所有点均处于所述密闭空间外部。本实用新型的有益效果是本实用新型的机械扫描探头中，在体积补偿结构件上设有陷入液体的凹陷结构，当液体压力变大时，凹陷结构处的壁会向气体一侧变形。这样，通过凹陷结构的形状的改变来增大密闭空间的容积，以补偿液体体积的变化。补偿结构件本身没有拉伸变形，因此这种补偿很容易进行，液体的压力也不会增大很多，减小了密封部位漏油的风险，也降低了对体积补偿结构件的材料和工艺要求。
图1是现有技术的机械扫描探头的立体结构示意图(省略壳体);图2是现有技术的机械扫描探头的剖面结构示意图(省略传动部分)；图3是本实用新型的机械扫描探头第一实施例的剖面结构示意图；图4是本实用新型的机械扫描探头第二实施例的剖面结构示意图；图5是本实用新型的机械扫描探头第三实施例的剖面结构示意图。标号说明1、座体；la、注液孔；2、马达；3、连接块；4、带轮；5、带；6、带轮；7、轴；8、轴；9、换能器；10、轮；11、绳索；12、壳体；13、密闭空间；14、软管；14a、凹陷结构；15、堵头；16、薄膜；16a、凹陷结构。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。第一实施例如图3所示，座体I与壳体12固定连接，座体I与壳体12之间存在密闭空间13，换能器9可在密闭空间13中摆动，密闭空间13中充满液体。座体I下部设有开口，该开口作为注液口用于从此处向密闭空间13内充注液体。软管14的一端连接在座体I的开口上，另一端通过堵头15封堵,软管14内腔亦作为密闭空间13的一部分容纳有液体。软管14与座体I的连接可采用胶粘、机械配合等方式连接。本实施例中，换能器9的摆动可通过现有技术如图1所示的传动系统驱动，此处不再详述。与图2所示现有技术所不同的是，本实施例中，软管14的管壁在沿长度方向呈波纹状，其中，面向软管14内部的波峰形成凹陷结构14a。当液体压力变大时对软管14造成挤压力，使得软管14上的该凹陷结构14a向外侧移动，从而软管14内部可容纳的液体体积变大。由于软管14的凹陷结构14a向外侧移动仅仅是软管14的形状发生变化，软管14的管壁没有受到拉伸，因此这种变化容易进行，可以保证在内部压力变化不大的情况下软管14增加较大的容积。其中，软管14上可设计多个凹陷结构14a，每个凹陷结构都做较小的变形即可使软管14能够增加较大的容积。较优地，为了保证软管14处于最高工作温度时软管14的管壁不受拉伸，在最高工作温度条件下软管14仍必须存在凹陷结构。对于上述软管上的凹陷结构，从几何结构上可以解释为在软管的纵截面上，软管与液体接触线上至少存在一段曲线，在所述曲线上至少存在两个点，以所述两点为端点作出一条线段，除两端点外线段上其它点均处于密闭空间外部。第二实施例如图4所示，座体I上有注液孔la，将液体向密闭空间13中灌注完成后用堵头15将注液孔Ia封堵。在座体I右侧底部另设有一较大的开口，薄膜16固定连接在座体I的该开口上。薄膜16与座体I的连接可采用胶粘、机械配合等方式连接。在图4中所示的截面上，薄膜16与液体接触的轮廓呈波纹形结构。薄膜16上波纹形处面向密闭空间13的波峰即构成了凹陷结构16a。当液体压力增加时，在液体压力的作用下，凹陷结构16a会向外界气体一侧(按图4视图方向看为向下)移动。因此，薄膜16改变形状即可使密闭空间容纳更多的液体，无需拉伸薄膜16的壁。薄膜16的面积可做得比较大，也可设计多个凹陷结构，这样在每个凹陷结构的变形都比较小的情况下即可使密闭空间增加较大的容积。较优地，与第一实施例类似，为了保证薄膜16处于最高工作温度时薄膜16的管壁不受拉伸，在最高工作温度条件下薄膜16仍必须存在凹陷结构。第三实施例如图5所示，座体I上有注液孔la，将液体向密闭空间13中灌注完成后用堵头15将注液孔Ia封堵。在座体I右侧底部另设有一较大的开口，薄膜16固定连接在座体I的该开口上。薄膜16与座体I的连接可采用胶粘、机械配合等方式连接。本实施例中，薄膜16从座体I上开口处向座体I内部伸展，从座体I开口处来看，薄膜16本身可看做一个整体的凹陷结构，即以薄膜16、座体1、液体三者的接触线上一点为端点，可在薄膜16、座体1、液体三者的接触线上找到另一点，以所述两点为端点作出一条线段，除两端点外线段上其它点均处于密闭空间13以外的空间中。在液体压力的作用下，薄膜16的壁会向气体一侧移动。因此，薄膜16的整体形状改变以使密闭空间容纳的液体变多，无需拉伸薄膜16的壁。由于薄膜16整体陷入液体中，因此薄膜16不用额外占据空间，而且可以减小液体的体积，减轻探头的重量。此外，薄膜16上同样也设有凹陷结构16a，除了其整体形状改变而增大密闭空间13容积外，薄膜16本身的凹陷结构16a也可以向外侧发生形变进一步增大密闭空间的容积。较优地，与第二实施例相同，为了保证薄膜16处于最高工作温度时薄膜16的管壁不受拉伸，在最高工作温度条件下薄膜16仍必须存在凹陷结构。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包 括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种机械扫描探头，其特征在于，包括座体、壳体、换能器，所述壳体安装于所述座体上，所述座体上设有开口，于该开口处连接有一体积补偿结构件，所述体积补偿结构件与座体、壳体一起形成一可容纳所述换能器的密闭空间，所述密闭空间内充填有液体，所述体积补偿结构件上具有至少一个面向所述密闭空间的凹陷结构，且当所述液体压力增大时所述凹陷结构向密闭空间外侧方向发生形变。
2.根据权利要求1所述的机械扫描探头，其特征在于在所述体积补偿结构件的工作温度范围内，所述体积补偿结构件上一直存在至少一个面向所述密闭空间的凹陷结构。
3.根据权利要求1或2所述的机械扫描探头，其特征在于所述体积补偿结构件为一管状件，所述管状件一端开口与座体上的开口相连通，管状件另一端开口通过堵头封堵，所述管状件管壁在沿长度方向为波纹状，其中，面向管状件内部的波峰即形成所述凹陷结构。
4.根据权利要求1或2所述的机械扫描探头，其特征在于所述体积补偿结构件为一薄膜件，所述薄膜件封闭所述座体上的开口而与座体、壳体一起形成所述密闭空间，所述薄膜件上设置凹陷结构。
5.根据权利要求4所述的机械扫描探头，其特征在于对于所述座体、所述体积补偿结构件、所述液体三者的接触线上任意一点，可在所述接触线上找到另外一点，以所述两点为端点的线段上除了两端点外其他所有点均处于所述密闭空间外部。
专利摘要本实用新型公开了一种机械扫描探头，包括座体、壳体、换能器，所述壳体安装于座体上，所述座体上设有开口，于该开口处连接有一体积补偿结构件，所述体积补偿结构件与座体、壳体一起形成一可容纳所述换能器的密闭空间，所述密闭空间内充填有液体，所述体积补偿结构件上具有至少一个面向所述密闭空间的凹陷结构，且当所述液体压力增大时所述凹陷结构向密闭空间外侧方向发生形变。本实用新型由凹陷结构的形状改变对密闭空间的容积进行补偿，体积补偿结构件不会有拉伸变形，便于体积补偿的进行，并降低体积补偿结构件的材料和工艺要求。
文档编号A61B8/00GK202859151SQ20122049785
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者曹义雄 申请人:深圳市索诺瑞科技有限公司