專利名稱：B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，用于眼科的B型超聲波掃描診斷， 屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。二、背景技術(shù)機(jī)械扇形掃描裝置可用于眼內(nèi)和眼眶疾病的B型超聲波鑒別診斷，如用于診斷視網(wǎng)膜脫 落、眼內(nèi)和眼眶腫瘤、玻璃體混濁、出血、眼底病變及眼內(nèi)異物等疾病。由于其成本低、掃 描頻率較髙(10Hz左右)、具有較髙的性價(jià)比，因此在眼內(nèi)和眼眶疾病的B型超聲波診斷儀 器中被廣泛采用，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是傳統(tǒng)連桿式機(jī)械扇形掃描裝置都是基于時(shí)間法的，即以均勻的時(shí)間間隔來觸發(fā)單次 超聲掃描過程，最終形成一幅二維超聲斷層圖像。時(shí)間法的前提是超聲換能探頭扇形往復(fù)掃 描擺動(dòng)的過程為理想勻速擺動(dòng)。但是任何往復(fù)擺動(dòng)過程的起動(dòng)、停止和換向都需要時(shí)間，而 且超聲換能探頭的擺動(dòng)范圍.小、擺動(dòng)頻率髙，造成理論實(shí)際上無法實(shí)現(xiàn)理想狀態(tài)的勻速擺動(dòng)。 并且，山于傳統(tǒng)連桿式機(jī)械扇形掃描裝置運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與連桿術(shù)端的 擺動(dòng)速度本質(zhì)上不呈線性關(guān)系，所以簡(jiǎn)單的控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)并不能實(shí)現(xiàn)末端超聲換能 探頭的勻速擺動(dòng)，以致理想勻速擺動(dòng)這個(gè)前提根本無法保證。因此，造成均勻時(shí)間間隔的真 實(shí)擺動(dòng)角度位置實(shí)際上不均勻、不準(zhǔn)確，分辨率較低，最終導(dǎo)致采集到的圖像信息出現(xiàn)混疊、 模糊不清，影響操作者的診斷，易造成誤診、無法確診等嚴(yán)重后果。 三、實(shí)用新型內(nèi)容為克服傳統(tǒng)的機(jī)械扇形掃描裝置的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型目的在于提供一種B型超聲電 磁式機(jī)械扇掃描裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)基于精確轉(zhuǎn)角位置信息的掃描法， 一改傳統(tǒng)的基于時(shí)間 的超聲掃描法，其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)潔，組裝調(diào)試方便，轉(zhuǎn)角位置反饋精度高，且成本低、掃描頻 率較高(10Hz左右)、具有較髙的性價(jià)比。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，它至少 應(yīng)包括 一外殼組件，用以密封、保護(hù)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并便于操作者手持操作； 一微型伸縮 電磁鐵組件，用以提供超聲換能探頭左右擺動(dòng)的原始動(dòng)力源，并控制超聲探頭的左右擺動(dòng)頻 率與角度； 一中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件，用以將微型伸縮電磁鐵組件沿水平軸方向的伸縮運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)為中軸沿垂直軸的左右擺動(dòng)，傳遞力矩和控制擺動(dòng)的角度； 一轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件， 用以采集中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)擺動(dòng)角度的精確角度位置信息，并以兩路相差90°的TTL方波脈 沖形式將角度位置信息實(shí)時(shí)輸出； 一轉(zhuǎn)換接頭組件，用以將各種符合SMC插頭規(guī)格的超聲換 能探頭固連到中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件的中軸上。其中，外殼組件分別通過前套管的內(nèi)蠊紋和外套管的內(nèi)蠊紋與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件中 的外嫘紋連接在一起；而微型伸縮電磁鐵組件穿過通孔一，再通過鎖緊螺母將環(huán)形軸肩端面 與外殼組件中的偏心端面夾緊在一起；轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件通過兩個(gè)螺釘與中軸運(yùn)動(dòng)換 向機(jī)構(gòu)組件連接在一起轉(zhuǎn)換接頭組件通過轉(zhuǎn)接插頭的外嫘紋與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件中的 螺紋通孔二連接在一起。其中，本實(shí)用新型所述的外殼組件，其至少應(yīng)包括一外套管，其后中部有一外圓柱面， 用以操作者手持和保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)； 一前套管，用以保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和起到密封作用； 一密封片， 用以將內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境密封隔離。其中，外套管內(nèi)嫘紋與內(nèi)殼體上的外嫘紋連接，前套 管內(nèi)螺紋與內(nèi)殼體上的外螺紋連接；密封片與前套管上的矩形窄端面粘接在一起。其中，本實(shí)用新型所述的微型伸縮電磁鐵組件，其至少應(yīng)包括 一功率4W、額定電壓5V、 外徑cD12國(guó)的微型電磁鐵，用以產(chǎn)生掃描頭擺動(dòng)的原始動(dòng)力源； 一直徑01.5mm的電磁伸縮 桿，在微型電磁鐵的控制驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生伸縮運(yùn)動(dòng)，最終這一伸縮運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)掃描頭左右擺動(dòng)；--鎖緊嫘母，用以將微型電磁鐵和其它安裝機(jī)構(gòu)連接。其中，微型電磁鐵通過鎖緊蠊母與外套 管相接；電磁伸縮桿的外桿和微型電磁鐵上的通孔四同軸套接，并可在通孔四中繞自身軸線 自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可在微型電磁鐵的控制下做行程為0~3. 5ram的前后伸縮滑動(dòng)。其申，本實(shí)用新型所述的中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件，其至少應(yīng)包括 一中軸； 一軸承組， 包括上軸承和下軸承兩個(gè)微型滾動(dòng)軸承； 一銷柱； 一拉桿； 一鉸鏈銷； 一內(nèi)殼體； 一壓板。 其中，中軸的上部凸圓與下部凸圓分別與上軸承、下軸承相套接，并分別嵌入內(nèi)殼體的上軸 承沉孔與半圓形凹槽中，同時(shí)壓板通過嫘釘連接在內(nèi)殼體上，以固定下軸承。銷柱穿過拉桿 上的通孔二，并插在中軸的螺紋通孔三內(nèi)，且其與中軸軸心平行，并距中軸軸心3.5mm;拉 桿與電磁伸縮桿采用鉸接方式通過鉸鏈銷相連。其中，拉桿銷孔與拉桿上的通孔二的軸線間 距為12. 13mm。其中，本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件，其至少應(yīng)包括 一光電編碼器，其 細(xì)分倍數(shù)為X8，分辨率為13200CPR，用以讀取光電碼盤反饋的中軸擺動(dòng)的精確角度位置信 息，并以兩路相差90°的TTL脈沖信號(hào)形式輸出； 一光電碼盤，其內(nèi)徑為巾6.35,，外徑為 012ran,分辨率為1650/轉(zhuǎn)，用以與中軸固連在一起，與其同軸擺動(dòng)，可以反饋中軸擺動(dòng)的 精確角度位置信息； 一電路板。其中，光電編碼器與電路板焊接在一起，置于內(nèi)殼體的凹平 面上，并通過螺釘固定；同時(shí)，光電碼盤與中軸的扇形圓弧端面相粘接，位于電路板與光電 編碼器的下方。其中，本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)換接頭組件，其至少應(yīng)包括 一轉(zhuǎn)接插座，其前部具有一內(nèi) 螺紋，且其符合SMC規(guī)格，尾部具有一外螺紋，用以連接超聲換能探頭； 一轉(zhuǎn)接插頭，其前 部具有一內(nèi)螺紋，尾部具有一外螺紋，用以連接轉(zhuǎn)接插座 一超身換能探頭。其中，超聲換 能探頭與轉(zhuǎn)接插座通過超聲換能探頭尾部的SMC外螺紋相連，轉(zhuǎn)接插座與轉(zhuǎn)接插頭通過轉(zhuǎn)接 插座尾部外螺紋相連，轉(zhuǎn)接插頭尾部外螺紋與中軸上的螺紋通孔二相連。至此，當(dāng)中軸左右 擺動(dòng)時(shí)超聲換能探頭亦隨之?dāng)[動(dòng)。下面，再將本實(shí)用新型的技術(shù)方案詳述如下 一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，它 包括一外殼組件，其由一外套管、 一前套管和一密封片組成；其中，外套管與前套管通過內(nèi) 殼體相連，密封片與前套管上的矩形窄端面粘接在一起；一微型伸縮電磁鐵組件，其由一微型電磁鐵、 一電磁伸縮桿和一鎖緊螺母組成；其中， 鎖緊螺母套在微型電磁鐵的螺紋上，電磁伸縮桿的外桿和微型電磁鐵的通孔四同軸套接；一中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件，其由一中軸、 一軸承組、 一銷柱、 一拉桿、 一鉸鏈銷、 一內(nèi) 殼體以及一壓板組成；其中，中軸的上部凸圓與下部凸圓分別與軸承組中的上軸承、下軸承 相套接，并分別嵌入內(nèi)殼體的上軸承沉孔與半圓形凹槽中，同時(shí)壓板通過螺釘連接在內(nèi)殼體 上，以固定下軸承，銷柱穿過拉桿上的通孔二，并擰入中軸的嫘紋通孔三內(nèi)，拉桿與電磁伸 縮桿通過鉸鏈銷相連；- 轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件，其由一光電編碼器、 一光電碼盤和一電路板組成；其中， 光電編碼器與電路板焊接在-- 起，置于內(nèi)殼體的凹平面上，并通過螺釘固定；同時(shí)，光電碼 盤與中軸的扇形圓弧端面相粘接，位于光電編碼器的下方； 1--轉(zhuǎn)換接頭組件，其由一轉(zhuǎn)接插座、 一轉(zhuǎn)接插頭和一超聲換能探頭組成；其中，超聲換 能探頭與轉(zhuǎn)接插座通過超聲換能探頭尾部的SMC外螺紋相連，轉(zhuǎn)接插座與轉(zhuǎn)接插頭通過轉(zhuǎn)接 插座尾部的外螺紋相連，轉(zhuǎn)接插頭尾部的外螺紋與中軸上的螺紋通孔二相連；其中，外殼組件分別通過前套管的內(nèi)螺紋和外套管的內(nèi)螺紋與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件中 的外螺紋相連；而微型伸縮電磁鐵組件通過l貞緊螺母與外殼組件相連；轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器 組件安裝于中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件內(nèi)部；轉(zhuǎn)換接頭組件通過螺紋與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件連 接在一起。其中，該微型電磁鐵功率為4W，額定電壓5V,外徑Ol2mm。
其中，微型電磁鐵與外殼體采用螺紋夾緊的連接方式。其中，中軸兩端分別設(shè)有上部凸圓與下部凸圓，上部凸圓的下部設(shè)有一上環(huán)形凸圓，下 部凸圓的上部設(shè)有一下環(huán)形凸圓；下環(huán)形凸圓的上部設(shè)有一半圓凸臺(tái)，在半圓凸臺(tái)上設(shè)有一 螺紋通孔三與一扇形圓弧端面；半圓凸臺(tái)上部有一鼓形凸臺(tái)，在鼓形凸臺(tái)上設(shè)有一螺紋通孔其中，螺紋通孔三距中軸軸心的距離為3.5mm,扇形圓弧端面內(nèi)徑為06,35咖,深度為 lmm,角度為9(T 。其中，該拉桿的一端有一個(gè)矩形凹槽，其上有一個(gè)拉桿銷孔，拉桿銷孔與拉桿上的通孔 二的軸線間距為12. 13mra，拉桿與銷柱采用鉸接方式連接。其中，內(nèi)殼體上部設(shè)有一凹平面，凹平面上設(shè)有兩個(gè)螺紋通孔一，內(nèi)殼體上部還有一上 軸承沉孔，上軸承沉孔端部設(shè)有一凸圓環(huán)端面，用以定位上軸承；內(nèi)殼體下部有一凸平面， 其上有一半圓形凹槽，凸平面前部有兩個(gè)螺紋孔；內(nèi)殼體的尾部有一外螺紋。其中，光電編碼器細(xì)分倍數(shù)為X8，分辨率為13200CPR,輸出為兩路相差90。、電平符 合TTL的方波脈沖信號(hào)。其中，光電碼盤的內(nèi)徑為①6.35mm，外徑為Ol2mm，分辨率為1650/轉(zhuǎn)。其中，轉(zhuǎn)接插座的內(nèi)螺紋符合SMC規(guī)格。本實(shí)用新型一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其優(yōu)點(diǎn)和功效在于可以安裝任何轉(zhuǎn) 接插頭符合SMC規(guī)格的超聲換能探頭。其能夠改變超聲探頭的角度，從而使超聲波束的指向 方位快速變化，實(shí)現(xiàn)頻率范圍0.1 10Hz、角度擺幅為±30° (~±45° )的高速機(jī)械扇形擺 動(dòng)掃描。在高速掃描擺動(dòng)的同時(shí)，同歩輸出以0.05°為單位的超聲換能探頭擺動(dòng)角度位置信 息，用以觸發(fā)單次掃描過程。最終形成一幅由超聲換能探頭擺動(dòng)方向決定的垂直扇面的二維 超聲斷層圖像，稱之為扇掃斷層圖像。B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)潔，便于安裝、調(diào)試。B型超聲電磁式機(jī) 械扇掃描裝置可實(shí)現(xiàn)用于眼內(nèi)和眼眶疾病的B型超聲波鑒別診斷。如用于診斷視網(wǎng)膜脫落、 眼內(nèi)和眼眶腫瘤、玻璃體混濁、出血、眼底病變及眼內(nèi)異物等疾病。并且B型超聲電磁式機(jī) 械扇掃描裝置成本低、性價(jià)比高，可以作為一款常規(guī)眼科臨床檢査、診斷設(shè)備，便于在大中 型醫(yī)院普及、推廣，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

圖1A為本實(shí)用新型一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置整體外形圖。 圖1B為本實(shí)用新型一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置外觀圖。
圖1C為圖1A除去外套管201、前套管210、密封片211后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)'軸側(cè)示意圖。 圖1D為圖1A除去外套管201、前套管210、密封片211后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)后視圖。 圖1E為圖1C的外觀圖。圖2為本實(shí)用新型一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖2中外套管201的軸側(cè)放大示意圖。 圖4為圖2中拉桿205的軸側(cè)放大示意圖。 圖5A、 5B為圖2中內(nèi)殼體206的軸側(cè)放大示意圖。 圖6為圖2中中軸219的軸側(cè)放大示意圖。 圖7為圖2中光電碼盤213的軸側(cè)放大示意圖。 圖8為圖2中轉(zhuǎn)接插頭221的軸側(cè)放大示意圖。 圖9為圖2中轉(zhuǎn)接插座222的軸側(cè)放大示意圖。 圖10為圖2中壓板207的軸側(cè)放大示意圖。 圖11為圖2中前套管210的軸側(cè)剖面放大示意圖。 圖12為圖2中微型電磁鐵202的軸側(cè)放大示意圖。 圖13為圖2中電磁伸縮桿204的軸側(cè)放大示意圖。 圖14為圖2中銷柱218的軸側(cè)放大示意圖。 圖中標(biāo)號(hào)說明如下I外殼組件II微型伸縮電磁鐵組件ni中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件IV轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件v轉(zhuǎn)換接頭組件201外套管202微型電磁鐵203鎖緊螺母204電磁伸縮桿205拉桿206內(nèi)殼體207壓板208螺釘210前套管211密封片212鉸鏈銷213光電碼盤215電路板216光電編碼器217上軸承218銷柱219中軸220下軸承221轉(zhuǎn)接插頭222轉(zhuǎn)接插座223超聲換能探頭301外圓柱面302偏心端面303通孔一304、 802、 902、 1102內(nèi)螺紋507、 801、901、 1401外螺紋305環(huán)形窄端面306環(huán)形端面一401矩形凹槽402拉桿銷孔403圓柱桿404通孔二501凹平面502螺紋通孔一503上軸承沉孔504凸平面505半圓形凹槽506螺紋孔508凸圓環(huán)端面509環(huán)形端面二601上部凸圓602上環(huán)形凸圓603鼓形凸臺(tái)604螺紋通孔二605半圓凸臺(tái)608下環(huán)形凸圓701圓弧槽704凸圓1003螺紋通孔四1201環(huán)形軸肩端面1302外桿606扇形圓弧端面 609下部凸圓702 90度圓弧端面 1001半圓形凹槽 1101矩形窄端面 1202通孔四1402直桿703光柵條紋 1002通孔三607弧形端面 610螺紋通孔三1103環(huán)形端面三 1301通孔五五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方案。本實(shí)用新型涉及一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其包括 一外殼組件I，用以密 封、保護(hù)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并便于操作者手持操作； 一微型伸縮電磁鐵組件II，用以提供超聲 換能探頭左右擺動(dòng)的原始動(dòng)力源，并控制超聲探頭的左右擺動(dòng)頻率與角度； 一中軸運(yùn)動(dòng)換向 機(jī)構(gòu)組件m，用以將微型伸縮電磁鐵組件沿水平軸方向的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為中軸沿其自身垂直 軸的左右擺動(dòng)，并傳遞力矩和控制擺動(dòng)的角度； 一轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件IV,用以采集中 軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)擺動(dòng)角度的精確角度位置信息，并以兩路相差90。的TTL方波脈沖形式將角 度位置信息實(shí)時(shí)輸出； 一轉(zhuǎn)換接頭組件V，用以將各種符合SMC規(guī)格的超聲換能探頭固連到 中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件上。(圖1B、 1C與1D，圖1C的外觀示意圖如圖1E所示)其中，外殼組件I分別通過前套管210的M16內(nèi)螺紋1102和外套管201的M16內(nèi)螺紋 304與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件III中的M16外螺紋507連接在一起(圖1A、 1B與圖5A);而微 型伸縮電磁鐵組件II穿過偏心通孔一 303，再通過鎖緊螺母203將環(huán)形軸肩端面1201與外殼 組件I中的偏心端面302夾緊在一起(圖2、圖3與圖12);轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件IV通 過兩個(gè)螺釘208與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件III中的兩個(gè)Ml. 6螺紋通孔一 502連接在一起(圖2 與圖5);轉(zhuǎn)換接頭組件V通過M2外螺紋801與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件III中的M2螺紋通孔二 604連接在一起(圖2、圖8與圖6)。本實(shí)用新型所述的外殼組件I ，至少應(yīng)包括一外套管201，其后中部有一外圓柱面301， 用以操作者手持和保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)； 一前套管210，用以保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和起到密封作用 一密 封片211,用以將內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境密封隔離。外套管201內(nèi)部有一個(gè)直徑為①10mm的偏 心通孔一 303，偏心距離為lmm，外套管201上的M16內(nèi)螺紋304與內(nèi)殼體上的M16外螺紋 507連接，并使環(huán)形窄端面305與內(nèi)徑①14. 5環(huán)形端面二 509重合；前套管M16內(nèi)螺紋1102 與M16外螺紋507連接，并使外徑①18環(huán)形端面三1103與內(nèi)徑014. 5環(huán)形端面一 306重合；
密封片211與矩形窄端面1101粘接在一起。(圖1A、圖3、圖5A和圖5B、圖ll)。本實(shí)用新型所述的微型伸縮電磁鐵組件II包括 一功率4W、額定電壓5V、外徑①12mm 的微型電磁鐵202，用以產(chǎn)生掃描頭擺動(dòng)的原始動(dòng)力源； 一直徑Ol.5mm的電磁伸縮桿204; 一鎖緊螺母，用以將微型電磁鐵和其他安裝機(jī)構(gòu)連接。電磁伸縮桿204的直徑①1.5mm的外 桿1302與微型電磁鐵202的中心通孔四1202同軸套接，并可在中心通孔四1202中繞自身 軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，電磁伸縮桿204可在微型電磁鐵202的控制下做前后行程為3.5mm的 伸縮滑動(dòng)。(圖2、圖12與圖13)本實(shí)用新型所述的中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件III至少應(yīng)包括 一中軸219; —軸承組，包括 上軸承217和下軸承220兩個(gè)滾動(dòng)軸承； 一銷柱218， 一拉桿205， 一鉸鏈銷212， 一內(nèi)殼體 206和一壓板207。(圖2)其中，中軸219的上下兩端各有一段長(zhǎng)度為2腿、直徑為OM.5mm的上部凸圓601和下 部凸圓609。上部凸圓601和下部凸圓609軸向間距10.8mm。在上部凸圓601的下部有一段 厚度為0.4mm、直徑為①2腿的上環(huán)形凸圓602;下部凸圓609的上部有一段厚度為0. 4腿， 直徑為①2mm的下環(huán)形凸圓608。距離中軸219下軸端2. 6咖處有一個(gè)半徑為R4mm、厚度為 1.3國(guó)的半圓凸臺(tái)605。半圓凸臺(tái)605上有一個(gè)M0.4螺紋通孔三610, M0. 4螺紋通孔三610 軸線與半圓凸臺(tái)605的中心軸線距離為3.5mm。半圓凸臺(tái)605上還有一扇形圓弧端面606， 扇形圓弧端面606內(nèi)徑為R3. 175mm，厚度為lmm,扇形圓弧角度為90° 。與扇形圓弧端面606 相垂直有一段弧形端面607，其厚度為0.3mm，外邊緣半徑為R4mm。中軸219的中部還有一 個(gè)鼓形凸臺(tái)603,其中心有一M2螺紋通孔二 604。中軸219的上部凸圓601與外徑為04mm,內(nèi)徑為0> 1. 5mm，厚度為2mm的上軸承217 套接，其軸向被上環(huán)形凸圓602定位，中軸的下部凸圓609與外徑為O4mm,內(nèi)徑為①1.5mm, 厚度為2mm下軸承220套接，其軸向被下環(huán)形凸圓608定位。(圖6)內(nèi)殼體206的上部有一凹平面501， 一個(gè)直徑為①4mm，深度為2mra的上軸承沉孔503， 其上部有一個(gè)外徑為①5mm的凸圓環(huán)端面508，凸圓環(huán)端面508的內(nèi)孔為巾3mm;凹平面501 的上面有兩個(gè)M1.6螺紋通孔一 502;內(nèi)殼體206的下部有一凸平面504，其上有一個(gè)半徑為 R2mm的半圓形凹槽505。凸平面504前部有兩個(gè)MO. 4的螺紋孔506。內(nèi)殼體206的尾部有一 段M16外螺紋507。(圖5A、 5B)將套接有上軸承217和下軸承220的中軸219嵌入內(nèi)殼體206，使套接在中軸219上的 上軸承217進(jìn)入軸承沉孔503中，并被內(nèi)徑為O3.5mm的凸圓環(huán)端面508軸向定位；與此同
時(shí)，下軸承220進(jìn)入半圓形凹槽505中。壓板207有一個(gè)內(nèi)徑為①4mm，厚度為2mm的半圓形凹槽1001 ，兩個(gè)直徑為①0.6mm通 孔三1002， 一個(gè)M0.4螺紋通孔四1003。(圖IO)然后，將壓板207的半圓形凹槽1001與下軸承220的外圓定位，并用兩個(gè)MO. 4螺釘208 穿過壓板207上的兩個(gè)00.6mm通孔三1002,擰入內(nèi)殼體206上的MO. 4螺紋孔506內(nèi)，再 用MO. 4的螺釘208旋入壓板207上的MO. 4螺紋通孔四1003，將下軸承220徑向鎖緊。拉桿205的中部有一段直徑為OO. 8mm的圓柱桿403。拉桿205的一端有一個(gè)寬lmm，深 lmm的矩形凹槽410，其上有一個(gè)直徑為O)0.6mm拉桿銷孔402穿過矩形凹槽401，另一端的 球頭部分有一個(gè)的直徑為①0.6mm通孔二 404。拉桿銷孔402與通孔二 404的軸線間距為 12. 13mm。(圖4)將電磁伸縮桿204的尾部軸端放入拉桿205的矩形凹槽401中，再將直徑為①0. 5mra， 長(zhǎng)度2mm的鉸鏈銷212穿過拉桿205的拉桿銷孔402,再穿過電磁伸縮桿204末尾部的通孔 四1301,實(shí)現(xiàn)拉桿205與電磁伸縮桿204鉸接在一起。而后，將拉桿205的通孔二 404穿入 銷柱218的直徑①0. 6mm的直桿1402;再將銷柱218下端長(zhǎng)度為1. 3mm的MO. 4外螺紋1401 旋入中軸219的MO. 4螺紋通孔三610內(nèi)。(圖14)本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件IV至少應(yīng)包括 一光電編碼器216; —光電 碼盤213; —電路板215。其中，光電碼盤213的中部有一段內(nèi)徑為①6.35mm圓弧槽701， 垂直于O6. 35mm圓弧槽701有一個(gè)90度圓弧端面702，90度圓弧端面702上有光柵條紋703， 分辨率為1650脈沖/轉(zhuǎn)。光電碼盤213的外部有一段外徑①12mm凸圓704。光電碼盤213的 06. 35誦圓弧槽701定位到中軸219的扇形圓弧端面606上，90度圓弧端面702與中軸219 的弧形端面607重合，實(shí)現(xiàn)光電碼盤213與中軸219同軸裝配，并粘接到一起。光電編碼器 216與電路板215焊接在一起，放入內(nèi)殼體206的凹平面501上，并用兩個(gè)螺釘208將電路 板215與內(nèi)殼體206中凹平面501上的兩個(gè)螺紋通孔一 502連接在一起。(圖2與圖7)本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)換接頭組件V包括 一轉(zhuǎn)接插座222; —轉(zhuǎn)接插頭221; —超聲換能探頭223。其中，轉(zhuǎn)接插座222的尾部有一段長(zhǎng)度為4mm的M4外螺紋901，前部有一個(gè)SMC 內(nèi)螺紋902。轉(zhuǎn)接插頭221的尾部有一段長(zhǎng)度為2.5mm的M2外螺紋801，前部有一個(gè)深度為 4mm的M4內(nèi)螺紋802。接著，將轉(zhuǎn)接插座222尾部的M4外螺紋901與轉(zhuǎn)接插頭221的M4內(nèi) 螺紋802連接在一起，再把轉(zhuǎn)接插頭221尾部的M2外螺紋801旋入中軸219上的M2螺紋通 孔二 604內(nèi)。最后將超聲換能探頭223尾部的SMC外螺紋旋入轉(zhuǎn)接插座222前部的SMC內(nèi)螺 紋902中。至此，當(dāng)中軸219左右擺動(dòng)時(shí)超聲換能探頭223亦隨之?dāng)[動(dòng)。(圖2、圖8與圖9) 當(dāng)控制微型電磁鐵202驅(qū)動(dòng)電磁伸縮桿204伸出時(shí)，電磁伸縮桿204通過鉸鏈銷212推 動(dòng)拉桿205向前移動(dòng)，拉桿205再通過銷柱218推動(dòng)中軸219繞其自身垂直軸線順時(shí)針方向 擺動(dòng)(右擺)。中軸219又通過M2螺紋通孔二 604帶動(dòng)轉(zhuǎn)接插頭221，轉(zhuǎn)接插頭221再帶動(dòng) 轉(zhuǎn)接插座222，最終帶動(dòng)超聲換能探頭223順時(shí)針擺動(dòng)(右擺)。當(dāng)控制微型電磁鐵202驅(qū)動(dòng) 電磁伸縮桿204縮回時(shí)，再重復(fù)上述過程，帶動(dòng)超聲換能探頭223逆時(shí)針擺動(dòng)(左擺)。因 此，當(dāng)控制微型電磁鐵202驅(qū)動(dòng)電磁伸縮桿204以10Hz頻率做行程0 3. 5mm的伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)， 中軸219則帶動(dòng)末端超聲換能探頭223以10Hz頻率做左右擺動(dòng)。無論中軸219順時(shí)針擺動(dòng)還是逆時(shí)針擺動(dòng)，與中軸219同軸固連的光電碼盤213亦同步 擺動(dòng)，光電碼盤213的順、逆時(shí)針(左、右)擺動(dòng)信息被固連在內(nèi)殼體206上的光電編碼器 216采集、處理，以兩路互差90。的方波TTL脈沖形式輸出，形成末端超聲換能探頭223的 擺動(dòng)位置反饋信息。
權(quán)利要求1.一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于它包括一外殼組件，其由一外套管、一前套管和一密封片組成；其中，外套管與前套管通過內(nèi)殼體相連，密封片與前套管上的矩形窄端面粘接在一起；一微型伸縮電磁鐵組件，其由一微型電磁鐵、一電磁伸縮桿和一鎖緊螺母組成；其中，鎖緊螺母套在微型電磁鐵的螺紋上，電磁伸縮桿的外桿和微型電磁鐵的通孔四同軸套接；一中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件，其由一中軸、一軸承組、一銷柱、一拉桿、一鉸鏈銷、一內(nèi)殼體以及一壓板組成；其中，中軸的上部凸圓與下部凸圓分別與軸承組中的上軸承、下軸承相套接，并分別嵌入內(nèi)殼體的上軸承沉孔與半圓形凹槽中，同時(shí)壓板通過螺釘連接在內(nèi)殼體上，以固定下軸承，銷柱穿過拉桿上的通孔二，并擰入中軸的螺紋通孔三內(nèi)，拉桿與電磁伸縮桿通過鉸鏈銷相連；一轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件，其由一光電編碼器、一光電碼盤和一電路板組成；其中，光電編碼器與電路板焊接在一起，置于內(nèi)殼體的凹平面上，并通過螺釘固定；同時(shí)，光電碼盤與中軸的扇形圓弧端面相粘接，位于光電編碼器的下方；一轉(zhuǎn)換接頭組件，其由一轉(zhuǎn)接插座、一轉(zhuǎn)接插頭和一超聲換能探頭組成；其中，超聲換能探頭與轉(zhuǎn)接插座通過超聲換能探頭尾部的SMC外螺紋相連，轉(zhuǎn)接插座與轉(zhuǎn)接插頭通過轉(zhuǎn)接插座尾部的外螺紋相連，轉(zhuǎn)接插頭尾部的外螺紋與中軸上的螺紋通孔二相連；其中，外殼組件分別通過前套管的內(nèi)螺紋和外套管的內(nèi)螺紋與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件中的外螺紋相連；而微型伸縮電磁鐵組件通過鎖緊螺母與外殼組件相連；轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件安裝于中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件內(nèi)部；轉(zhuǎn)換接頭組件通過螺紋與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件連接在一起。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，該微型電 磁鐵功率為4W,額定電壓5V,外徑Ol2咖。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，微型電磁 鐵與外殼體采用螵紋夾緊的連接方式。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，中軸兩端 分別設(shè)有上部凸圓與下部凸圓，上部凸圓的下部設(shè)有一上環(huán)形凸圓，下部凸圓的上部設(shè)有一 下環(huán)形凸畫；下環(huán)形凸圓的上部設(shè)有一半圓凸臺(tái)，在半圓凸臺(tái)上設(shè)有一螵紋通孔三與一扇形 圓弧端面半圓凸臺(tái)上部有一鼓形凸臺(tái)，在鼓形凸臺(tái)上設(shè)有一 紋通孔二。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，據(jù)紋通孔 三距中軸軸心的距離為3.5鵬扇形圓弧端面內(nèi)徑為06.35咖,深度為1咖，角度為90° 。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，該拉桿的 一端有一個(gè)矩形凹槽，其上有一個(gè)拉桿銷孔，拉桿銷孔與拉桿上的通孔二的軸線間距為 12.13mm，拉桿與銷柱采用鉸接方式連接。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，內(nèi)殼體上 部設(shè)有一凹平面，凹平面上設(shè)有兩個(gè)螺紋通孔一，內(nèi)殼體上部還有一上軸承沉孔，上軸承沉 孔端部設(shè)有一凸圓環(huán)端面，用以定位上軸承內(nèi)殼體下部有一凸平面，其上有一半圓形凹槽， 凸平面前部有兩個(gè)嫘紋孔內(nèi)殼體的尾部有一外蠊紋。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，光電編碼 器細(xì)分倍數(shù)為X8，分辨率為13200CPR,輸出為兩路相差9(T 、電平符合TTL的方波脈沖信 號(hào)。
9. 如權(quán)利要求1所迷的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，光電碼盤 的內(nèi)徑為06. 35mm,外徑為012醐，分辨率為1650/轉(zhuǎn)。
10. 如權(quán)利要求1所述的一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)接插座 的內(nèi)螺紋符合SMC規(guī)格。
專利摘要本實(shí)用新型一種B型超聲電磁式機(jī)械扇掃描裝置，其包括一外殼組件，其由一外套管、一前套管和一密封片組成；一微型伸縮電磁鐵組件，其由一微型電磁鐵、一電磁伸縮桿和一鎖緊螺母組成；一中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件，其由一中軸、一軸承組、一銷柱、一拉桿、一鉸鏈銷、一內(nèi)殼體以及一壓板組成；一轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件，其由一光電編碼器、一光電碼盤和一電路板組成；一轉(zhuǎn)換接頭組件，其由一轉(zhuǎn)接插座、一轉(zhuǎn)接插頭和一超聲換能探頭組成。其中，外殼組件與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件連接在一起；微型伸縮電磁鐵組件與外殼組件連接在一起；轉(zhuǎn)角位置反饋傳感器組件與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件連接在一起；轉(zhuǎn)換接頭組件與中軸運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)組件連接在一起。
文檔編號(hào)A61B8/10GK201039998SQ20072010317
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者強(qiáng) 周, 肖鳳艷 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)