[發明專利]B超勻速扇形掃描運動裝置

有效

• 申請號: 200710001193.2
• 申請日: 2007-01-22
• 公開（公告）號: CN101229069A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 王健發;王雪喬
• 申請（專利權）人: 天津市索爾電子技術有限公司
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;G06F17/00
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王占梅

技術領域

本發明涉及一種掃描運動裝置，特別是一種能夠通過簡單空間機械變換實現勻速扇形掃描的B超扇形掃描運動裝置。

背景技術

目前，公知的用于B超/UBM扇形掃描的運動裝置通常有以下兩種方式：第一種使用直流旋轉電機通過一級轉動-擺動轉換機構驅動擺桿，將旋轉運動直接轉換為擺動。其原理如圖1所示，是于X-Y坐標平面上的轉盤1上設有一軸銷2，所述軸銷2驅動一滑板3沿X軸平動，所述的沿X軸平動滑板3帶動擺體在Z-X平面內繞擺體的擺動中心擺動。在該種驅動方式下，如果驅動轉盤1的電機為勻速轉動，則滑板3在X-Y平面內沿X軸方向做余弦運動，相應的擺體4的運動規律可通過以下運算求得。

設轉盤1在X-Y平面上以角速度ω₁做勻速旋轉，t時間與Y軸的夾角a為ω₁t，此時，軸銷2的X軸的分速度V_銷x＝Rω₁cosω₁t＝Rω₁cosa，設擺體的角速度為ω₂，則擺體的X軸的分速度V_擺x＝rω₂cosω₂t＝rω₂cosb，由于擺體的運動是由滑板3帶動的，因此，V_擺x＝V_銷x。由上述公式可以看出，只有在軸銷2的旋轉半徑R等于擺體的擺動半徑r時，擺體才能勻速擺動；如果r大于R，擺體與Z-軸夾角為0時，角速度ω₂最大，為Rω₁/r；隨著擺體與Z-軸夾角增大，角速度ω₂＝Rω₁cosa/rcosb，由于b小于a，cosb小于cosa，因此ω₂逐漸減小；如果r小于R，ω₂將逐漸增大。

即使軸銷2的旋轉半徑R等于擺體的擺動半徑r，擺體作勻速擺動，安裝于擺體端部的掃描頭也是按余弦規律擺動，導致掃描過程的兩端B超圖像出現嚴重的幾何失真。第二種方式是使用定制電機，直接驅動擺桿，有閉環控制或者無閉環控制，本身結構復雜。如果不采用閉環，運動的一致性和勻速性難以得到保證；采用閉環則成本高。如何采用簡單結構實現B超勻速扇形掃描運動，是B超設備制造中長期未能解決的難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，為了克服現有的用于B超/UBM扇形掃描運動裝置的上述不足，提出一種結構簡單的B超勻速扇形掃描運動裝置。其具體方案如下：

一種B超勻速扇形掃描運動裝置，包括：電機、由電機驅動的于X-Y平面上轉動的轉盤、設于轉盤上的擺針、一由擺針帶動的可沿X軸和Z軸方向平動的滑塊，一設有B超探頭的擺體通過轉軸連接所述滑塊，所述擺體可在X-Z平面上繞Y-軸方向的擺軸擺動；所述轉盤的旋轉中心，位于X-Y坐標原點；其特征在于：于所述滑塊上設有供擺針驅動的平面凸輪擺槽，所述平面凸輪擺槽的輪廓線滿足方程組

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其中：

d--當擺針逆時針旋轉，與Y軸夾角為a時，擺針與滑塊中心距離在X軸上的投影；

R--轉盤上的擺針旋轉半徑；

a--轉盤上的擺針旋轉半徑與Y軸的夾角；

r--擺體擺軸到轉軸的距離，即擺體的擺動半徑；

b-擺體的擺動半徑與Z軸的夾角；

k-比例系數＝b/a，k的大小決定了擺體的擺動角度；

并設有感測滑塊擺動位置的位置傳感器。