一种用于B超机器人的探头柔性连接装置的制作方法

一种用于b超机器人的探头柔性连接装置
技术领域
[0001]
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种用于b超机器人的探头柔性连接装置。


背景技术：

[0002]
医疗领域的b超检测技术作为一种无放射性损伤的检测方式，由于诊断快速性、设备便携性和检测灵活性，成为一种重要的医学检测手段。传统的人工手持探头的检测方式会对医生造成重复性劳力损伤，而且成像质量依赖于医生的工作经验和操作手法，医生与患者难以突破空间的限制，采用b超机器人替代人工进行检测可有效规避这些问题。
[0003]
使用b超机器人进行检测过程中，超声探头和患者身体的接触过程显得尤为重要：若接触力不足，可能导致图像质量低；若接触力过大，则容易对患者造成伤害，并且接触过程中还要尽量避免接触力的突变。常用的解决思路是采用力控算法实时控制接触力保持在安全范围，但这种方法控制难度大，同时电子系统或软件潜在的故障因素是一个较大的安全隐患；另外的一个解决思路是设计柔性接触装置实现检测过程的柔性接触并提供机械安全保护功能，但是目前现有装置大多结构复杂，医生使用的难度较高。


技术实现要素：

[0004]
根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，具有轴向和径向柔顺性，能够实现超声探头和人体皮肤的柔性接触，并且具有友好的设计外观和体验过程，实现被动柔性，安全可靠。
[0005]
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006]
一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，包括柔性连接件和夹持基座，所述柔性连接件的一端与超声检测机器人的机械臂末端固定，另一端与所述夹持基座的一端固定，所述夹持基座为门型结构，所述夹持基座的另一端设置有超声探头和夹持所述超声探头的夹持器，所述超声探头的一端设在所述夹持基座内，另一端设置有声透器，所述夹持器包括u形夹持件和卡箍，所述u形夹持件卡设在所述夹持基座上并通过所述卡箍锁紧。
[0007]
进一步地，所述柔性连接件包括安装基座、柔性罩和连接基座，所述安装基座与超声检测机器人的机械臂末端固定，所述连接基座与所述夹持基座固定，所述柔性罩的两端分别与所述安装基座和所述连接基座固定，所述安装基座和所述连接基座间设有多根弹性件。
[0008]
进一步地，所述弹性件为弹簧或弹簧柱。
[0009]
进一步地，所述柔性罩为波纹管。
[0010]
进一步地，所述柔性罩的材料为硅胶、tpe、tpu或tvc。
[0011]
进一步地，所述夹持基座上设有走线槽。
[0012]
进一步地，所述连接基座为环状结构，所述连接基座上设有多个第一连接孔，所述连接基座通过多个穿设所述第一连接孔的螺钉与所述夹持基座固定连接。
[0013]
进一步地，所述安装基座为法兰盘，所述安装基座上设有多个第二连接孔，所述安
装基座通过多个穿设所述第二连接孔的螺栓与超声检测机器人的机械臂末端固定。
[0014]
进一步地，所述夹持基座内侧面设有固定片，所述固定片为软质材料制成，所述固定片表面设置有摩擦纹理，相应的，所述超声探头的外壳为软质材料制成，所述超声探头的外壳表面设置有摩擦纹理。
[0015]
一种柔性连接装置，包括柔性连接件和夹持基座，所述柔性连接件包括安装基座、柔性罩和连接基座，所述安装基座与超声检测机器人的机械臂末端固定，所述连接基座与所述夹持基座固定，所述柔性罩的两端分别与所述安装基座和所述连接基座固定，所述安装基座和所述连接基座间设有多根弹性件，所述夹持基座为门型结构，所述夹持基座的另一端设置有超声探头和夹持所述超声探头的夹持器，所述超声探头的一端设在所述夹持基座内，另一端设置有声透器，所述夹持器包括u形夹持件和卡箍，所述u形夹持件卡设在所述夹持基座上并通过所述卡箍锁紧。
[0016]
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
[0017]
1.本发明所述的一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，柔性主要由柔性连接件提供，其中，柔性连接件中包括柔性罩和弹性件，通过更换不同规格的柔性罩或弹性件可以非常方便地调节装置的柔顺性能。
[0018]
2.本发明所述的一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，整个装置的加工制造方式简单，易于使用，可扩展性高。
[0019]
3.本发明所述的一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，使用卡箍锁紧固定超声探头，稳定可靠，并且拆装十分方便。
[0020]
4.本发明所述的一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，装置整体结构较为紧凑，在保证与超声探头和机械臂末端稳固连接的同时，提供了被动柔性，使得探头和患者的接触过程柔和且平缓，提高了b超机器人检测的安全性，同时保障超声检测装置的获得较好的成像质量。
[0021]
5.本发明所述的一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，一方面避免了传统的橡胶金属柔性装置加工难度大、橡胶层易撕裂和破坏，且柔性较低的缺点，另一方面可以与力控算法相结合，保证超声检测过程的安全高效。
附图说明
[0022]
图1为本发明的整体结构示意图。
[0023]
图2为本发明柔性连接件的结构示意图。
[0024]
图3为本发明夹持基座和夹持器连接的结构示意图。
[0025]
图4为本发明的爆炸图。
[0026]
其中：1、柔性连接件；11、安装基座；111、第二连接孔；12、柔性罩；13、连接基座；131、第一连接孔；14、弹性件；2、夹持基座；3、超声探头；4、夹持器；41、u形夹持件；42、卡箍。
具体实施方式
[0027]
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。
[0028]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、
“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029]
一种用于b超机器人的探头柔性连接装置，参照图1-图4所示，包括柔性连接件1和夹持基座2，柔性连接件1的一端与超声检测机器人的机械臂末端固定，另一端与夹持基座2的一端固定，夹持基座2为门型结构，夹持基座2的另一端设置有超声探头3和夹持超声探头3的夹持器4，超声探头3的一端设在夹持基座2内，另一端设置有声透器，夹持器4包括u形夹持件41和卡箍42，u形夹持件41卡设在夹持基座2上并通过卡箍42锁紧，利用u形夹持件41和卡箍42锁紧，稳定可靠，并且拆装十分方便。
[0030]
在传统的超声检测机器人中，通过橡胶和金属结构装配，提供柔顺性，但橡胶金属结构加工难度大，橡胶层易撕裂和破坏，柔性较低，本申请通过设置柔性连接件1，可以提供轴向和径向柔顺性。
[0031]
具体地，参照图2和图4所示，柔性连接件1包括安装基座11、柔性罩12和连接基座13，安装基座11与超声检测机器人的机械臂末端固定，连接基座13与夹持基座2固定，柔性罩12的两端分别与安装基座11和连接基座13固定，安装基座11和连接基座13间设有多根弹性件14。弹性件14可以使压缩弹簧或弹簧柱。
[0032]
通过压缩弹簧提供主要的轴向压缩柔性，柔性罩12提供部分轴向柔性，另一方面由柔性罩12提供水平方向上的柔性。因此，超声探头3可以始终保持与人体皮肤的接触，同时设置声透器的一端可摆动为适应其运动方向的姿态，保证运动中的探头不会挤压患者皮肤。
[0033]
优选地，柔性罩12为波纹管。因为波纹管具有轴向拉伸和压缩的功能，两端面可在切向面平移的特性，因此柔性罩12具有较好的柔顺性，搭配不同弹性的材料可以满足不同场景下超声检测机器人的工作需求。
[0034]
柔性罩12的材料为硅胶、tpe、tpu或tvc。
[0035]
本发明中，柔性主要由柔性连接件1提供，其中，柔性连接件1中包括柔性罩12和弹性件14，通过更换不同规格的柔性罩12或弹性件14可以非常方便地调节装置的柔顺性能。
[0036]
连接基座13为环状结构，连接基座13上设有多个第一连接孔131，连接基座13通过多个穿设第一连接孔131的螺钉与夹持基座2固定连接。
[0037]
安装基座11为法兰盘，安装基座11上设有多个第二连接孔111，安装基座11通过多个穿设第二连接孔111的螺栓与超声检测机器人的机械臂末端固定。
[0038]
本发明实施例中，安装基座11圆周上分布4个第三连接孔，连接基座13为圆柱套筒结构，连接基座13周向均匀分布有6个第一连接孔131。
[0039]
夹持基座2内侧面设有固定片，固定片为软质材料制成，固定片表面设置有摩擦纹理，相应的，超声探头3的外壳为软质材料制成，超声探头3的外壳表面设置有摩擦纹理。通过设置摩擦纹理，可以增大摩擦力，进一步提升夹紧机构的夹紧效果，防止超声探头3掉落。
另外，超声探头3的外壳为软质材料制成，例如硅胶，可以是本装置柔顺性增强，更适应人体。
[0040]
夹持基座2上设有走线槽。走线槽用于放置超声探头3的数据总线。超声探头3尾部的数据总线可以从走线槽内引出，接入超声成像仪器内。
[0041]
工作中，当探头柔性连接装置带动超声探头3在人体皮肤表面运动时，一方面由压缩弹簧提供主要的轴向压缩柔性，柔性罩12提供部分轴向柔性，另一方面由柔性罩12提供水平方向上的柔性。因此，超声探头3可以始终保持与人体皮肤的接触，同时末端可摆动为适应其运动方向的姿态，保证运动中的探头不会挤压患者皮肤。
[0042]
另外，本申请可以在超声检测机器人的控制中引入力控算法，本申请中提供的探头柔性连接装置可以与引入力控算法的超声检测机器人配合，可以保证末端采集的压力信号不出现大幅度的波动，从而减轻了滤波的工作，并且弥补运动中电子系统或软件潜在的故障问题。
[0043]
一种柔性连接装置，包括柔性连接件1和夹持基座2，柔性连接件1包括安装基座11、柔性罩12和连接基座13，安装基座11与超声检测机器人的机械臂末端固定，连接基座13与夹持基座2固定，柔性罩12的两端分别与安装基座11和连接基座13固定，安装基座11和连接基座13间设有多根弹性件14，夹持基座2为门型结构，夹持基座2的另一端设置有超声探头3和夹持超声探头3的夹持器4，超声探头3的一端设在夹持基座2内，另一端设置有声透器，夹持器4包括u形夹持件41和卡箍42，u形夹持件41卡设在夹持基座2上并通过卡箍42锁紧。
[0044]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。