一种分体式测量体液容量的机械三维超声探头的制作方法

1.本发明涉及超声探头技术领域，尤其涉及一种分体式测量体液容量的机械三维超声探头。


背景技术：

2.体液容量测量技术，国内曾有一些超声测量探头专利。特别是公开号为cn101385651b的发明专利膀胱容量测定仪三维超声探头，其技术特征之一为上置步进电机设计成外转子电机，即把电机的转轴部分变成了电机的定子，而把电机的外壳部分变成了转子；特征之二是下置步进电机和前端密封仓内的相关机构一体化不能拆卸。另外还有其他的超声探头是将超声传感器用胶直接粘贴在电机外壳的曲面上。
3.这种电机外壳做转子的方法，因电机外壳体积太大，且传感器粘贴在外壳的曲面上，运行中惯性增大，传感器粘贴工艺不能一致，导致传感器容易脱落，工艺质量难于保证；且一旦出现故障，无法拆卸，维护困难，整个探头面临只能报废的风险，导致成本上升。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种分体式测量体液容量的机械三维超声探头。
5.本发明是通过以下技术方案予以实现：一种分体式测量体液容量的机械三维超声探头，包括传感器、第二电机、密封仓、第一电机和外套，其中，第二电机包括第二转轴和第二外壳，第二转轴连接连接架，连接架连接传感器，第二外壳安装在云台顶上；密封仓包括密封罩和连接部，密封仓包覆于传感器和第二电机外，密封仓内填充声学介质；第一电机包括第一转子和第一定子，云台顶连接连接部，连接部连接第一转子，第一定子安装在外套上，第二转轴的轴线与第一转子的轴线相互垂直。
6.根据上述技术方案，优选地，连接架包括传感器支架、第一侧臂和第二侧臂，第二转轴的两端分别伸出第二外壳，第二转轴的第一端与第一侧臂固定连接，第二转轴的第二端与第二侧臂固定连接，第一侧臂和第二侧臂相互平行，传感器支架与传感器固定连接，传感器支架固定连接第一侧臂和第二侧臂。
7.根据上述技术方案，优选地，连接部包括中轴和云台座，中轴的第一端与第一转子固定连接，中轴的第二端固定连接云台座，云台顶与云台座固定连接。
8.根据上述技术方案，优选地，连接部还包括连接体，连接体设有中心孔、凸台和卡接部，中心孔内设有油封、推力轴承和滚珠轴承，中轴穿过中心孔且油封、推力轴承和滚珠轴承均套设于中轴上，凸台与密封罩粘接封闭，卡接部与外套卡接固定。
9.根据上述技术方案，优选地，连接体固定连接电机安装架，电机安装架与第一定子固定连接。
10.根据上述技术方案，优选地，第一电机、第二电机与传感器的线缆均连接电路板，
电路板安装于外套中，电路板连接外部电缆。
11.根据上述技术方案，优选地，外套设有按钮，按钮连接电路板。
12.根据上述技术方案，优选地，云台顶设有限位螺钉，限位螺钉用于限制连接架的转动范围。
13.根据上述技术方案，优选地，密封罩设有半球头部，半球头部的半径大于传感器的旋转半径。
14.本发明的有益效果是：提供了一种新式结构的超声探头，并且第二电机的第二转轴为转子。相对于现有技术，转动惯性小。通过连接架的传感器支架、第一侧臂和第二侧臂连接第二电机的第二转子和传感器，使两者的连接结构更加稳固，避免传感器脱落。
附图说明
15.图1示出了本发明的实施例的主视结构示意图。
16.图中：1、云台座；2、云台顶；3、外壳支架；4、侧臂减震器；5、中轴；6、滚珠轴承；7、第二外壳；8、传感器支架；9、传感器；10、第一侧臂；11、连接螺钉；12、限位螺钉；13、连接体；14、限位块；15、电机安装架；16、第一定子；17、限位盘；18、电机托架；19、密封罩；20、紧定螺钉；21、推力轴承；22、油封；23、密封脂；24、第二侧臂；25、电路板；26、注油孔；27、排气孔；28、第一转子；29、密封仓；30、护线套；31、按钮；32、外部电缆；33、外套；34、第二转轴。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
18.如图1所示，本发明提供一种分体式测量体液容量的机械三维超声探头，包括传感器9、第二电机、密封仓29、第一电机和外套33，其中，第二电机包括第二转轴34和第二外壳7，第二转轴34连接连接架，连接架连接传感器9，第二外壳7安装在云台顶2上；密封仓29包括密封罩19和连接部，密封仓29包覆于传感器9和第二电机外，密封仓29内填充声学介质；第一电机包括第一转子28和第一定子16，云台顶2连接连接部，连接部连接第一转子28，第一定子16安装在外套33上，第二转轴34的轴线与第一转子28的轴线相互垂直。
19.在本实施例中,传感器9为超声波传感器,具有发射超声波和接收回波信号的功能。
20.第二电机包括第二转轴34和第二外壳7，第二外壳7包覆于第二转轴34外。第二转轴34作为第二电机转子的一部分，第二外壳7作为第二电机定子的一部分。
21.第二转轴34与传感器9通过连接架连接，使第二转轴34能够带动传感器9转动。在一个具体实施例中，连接架包括传感器支架8、第一侧臂10和第二侧臂24。第二转轴34的两端分别伸出第二外壳7，即双伸轴结构，采用该结构的第二电机即双伸轴电机。双伸轴结构的第二转轴34的第一端与第一侧臂10固定连接，第二转轴34的第二端与第二侧臂24固定连接，第二转轴34能够带动第一侧臂10和第二侧臂24同步转动。第一侧臂10和第二侧臂24分别设有侧臂减震器4。具体的，第一侧臂10和第二侧臂24分别设有非圆形的型孔，第二转轴34插入型孔中，非圆形的型孔可以传递扭矩。传感器支架8与传感器9固定连接，具体的，传感器支架8设有卡接口，传感器9与卡接口卡接固定。传感器支架8固定连接第一侧臂10和第
二侧臂24，具体的，传感器支架8与第一侧臂10之间、传感器支架8与第二侧臂24之间分别通过连接螺钉11固定连接。第一侧臂10和第二侧臂24相互平行，使第二转轴34、传感器支架8、第一侧臂10和第二侧臂24构成类矩形的结构，当第二转轴34转动时，会通过传感器支架8、第一侧臂10和第二侧臂24带动传感器9绕着第二转轴34的轴线转动。而且通过上述连接架结构，使传感器9与第二转轴34之间的连接稳固，不易发生脱落。
22.在一个具体实施例中，云台顶2为圆盘状结构，云台顶2的圆心位于第一转子28的轴线上，圆盘状结构在密封罩19转动时可以避免发生干涉。云台顶2的一面通过外壳支架3与第二外壳7固定连接。云台顶2设有限位螺钉12，限位螺钉12的限位部伸入密封仓29内，限位部位于连接架的转动路径中，限位部能够限制连接架的转动角度范围。
23.密封仓29用于容纳传感器9、第二电机以及声学介质。并且超声探头工作时，密封仓29内部应充满声学介质，密封仓29具有密封功能，防止声学介质泄漏。在本实施例中，密封仓29由密封罩19和连接部组成，密封罩19具有唯一开口，连接部与密封罩19的开口封闭连接，连接部通过密封结构连接传动结构，传动结构用于密封仓29外的第一电机带动密封仓29内的云台顶2转动。
24.在一个具体实施例中，连接部包括云台座1和中轴5。云台座1固定连接云台顶2。云台座1具有连接孔，连接孔的轴线与第一转子28的轴线共线，连接孔用于连接中轴5的第二端，且中轴5的第二端与连接孔之间通过径向的销钉固定，使云台座1与中轴5固定连接，中轴5能够带动云台座1转动。中轴5的轴线与第一转子28的轴线共线。中轴5的第一端设有连接沉孔，第一转子28插入连接沉孔中。连接沉孔设有径向的螺纹孔，螺纹孔连接紧定螺钉20，紧定螺钉20旋入螺纹孔且压紧第一转子28，使中轴5与第一转子28固定连接，第一转子28能够带动中轴5转动。通过上述结构第一电机能依次带动中轴5、云台座1、云台顶2转动，且安装在云台顶2上的第二电机、连接架、传感器9也会跟随云台顶2转动。云台座1与中轴5为上述的连接部的传动结构。在一个具体实施例中，云台座1的一侧设有限位块14，限位块14与连接体13固定连接，限位块14限制云台座1的转动范围。
25.在另一个具体实施例中，连接部还包括连接体13。连接体13为类圆柱体的结构。
26.连接体13设有凸台。凸台为圆周面向外凸出的圆柱形结构。凸台的圆周面与密封罩19的内壁封闭连接，具体的，通过粘接方式连接。凸台的圆周面设有凹槽或凹纹，凹槽或凹纹能够增强粘接的连接稳固性。
27.连接体13还设有中心孔，中心孔内设有油封22、推力轴承21和滚珠轴承6，中轴5穿过中心孔，并且油封22、推力轴承21和滚珠轴承6均套设于所述中轴5上。油封22用于实现中轴5与连接体13中心孔之间的密封。通过油封22和凸台的圆周面与密封罩19的内壁封闭连接，使密封罩19内部形成封闭的密封仓29。推力轴承21的两个止推垫片分别抵接连接体13与云台座1，用于支撑转动的云台座1。具体的，中心孔内设有两个滚珠轴承6，均套设于中轴5外，由于中轴5的长度较长，在传动时为了防止发生轴向变形，通过两个滚珠轴承6支撑中轴5。中轴5设有凸环。连接体13的靠近第一电机的一侧固定连接限位盘17。第一滚珠轴承的两端面分别抵接连接体13和凸环，第二滚珠轴承的两端面分别抵接凸环和限位盘17。第一滚珠轴承、第二滚珠轴承、中轴5的凸环和连接体13中心孔围成一个封闭空间，该封闭空间内设有密封脂23。密封脂23能够进一步增强密封效果。
28.连接体13还设有卡接部。卡接部与外套33卡接固定。
29.连接体13还设有注油孔26、排气孔27、过线孔。注油孔26用于向密封仓29内注入声学介质。排气孔27用于在注入声学介质时，将密封仓29内的空气排出。过线孔用于传感器9和第二电机的线缆从密封仓29内伸出。注油孔26、排气孔27、过线孔均通过顶丝封堵，顶丝旋入孔中，再用密封胶封闭，从而使孔封闭，使密封腔封闭。并且通过加热融化或其他方式破坏密封胶，再将顶丝旋出，从而打开孔。
30.在一个具体实施例中，密封罩19包括半球壳状的头部和套筒，套筒与头部的直径相同，头部的圆形边缘与套筒的一端开口一体成型连接。密封罩19的轴线与第一转子的轴线共线。头部的半径大于传感器9的旋转半径。当传感器9旋转时，传感器9与密封罩19不会发生碰撞。
31.在本实施例中，连接部的连接体13与密封罩19的套筒的外部开口粘接封闭，连接部的内孔通过油封22连接中轴5，使密封仓29实现密封的效果，防止密封仓29中的声学介质发生泄漏。
32.综上所述，从探头的外部结构来看，连接部与密封罩19构成探头的前部，连接部与外套33构成探头的后部。
33.第一电机安装在外套33内部。在一个具体实施例中，第一电机的外壳通过电机托架18与外套33固定连接，同时第一电机的外壳通过电机安装架15与连接体13固定连接，使第一电机的第一转子28的轴线与连接体13中心孔的轴线共线，提高安装精度。
34.第一转子28与第二转轴34的轴线相互垂直，同时第一转子28能够带动第二电机和传感器9转动，第二转轴34能够带动传感器9转动，使传感器9可以在一个球冠面的范围内运动，实现机械式超声探头的扫描功能。
35.第一电机、第二电机和传感器9的线缆均连接电路板25，电路板25安装于外套33中，电路板25连接外部电缆32，外套33设有按钮31，按钮31连接电路板25。第一电机、第二电机和传感器9通过连接电路板25和外部电缆32，实现功能、控制启闭、信号传输等功能。按钮31可以控制电路的开启或关闭。外部电缆32外设有护线套30，用于保护外部电缆32。
36.本实施例的工作原理为：密封仓29中充满声学介质后，启动第一电机、第二电机和传感器9。第一电机的第一转子28带动中轴5转动，中轴5带动云台座1、云台顶2转动。同时第二电机的第二转轴34通过连接架带动传感器9在一定角度范围内往复转动，例如，传感器9的最大转动角度为160度。由于第一转子28和第二转轴34相互垂直，所以第一电机和第二电机将带动传感器9在一定范围内扫描。传感器9发射超声波，超声波穿过密封罩19后入射至人体组织，将人体组织的超声反射回波信息接收处理。
37.本发明的有益效果是：提供了一种新式结构的超声探头，并且第二电机的第二转轴为转子。相对于现有技术，转动惯性小。通过连接架的传感器支架、第一侧臂和第二侧臂连接第二电机的第二转子和传感器，使两者的连接结构更加稳固，避免传感器脱落。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。