CN113633899A - 连续变焦低强度聚焦超声换能器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连续变焦低强度聚焦超声换能器，包括：伺服驱动组件，用于提供精密驱动力；减速齿轮箱组件，用于实现提高伺服电机扭矩及减速并驱动丝杆转动，改变传动方向；丝杆变距组件，用于实现主动永磁体上下移动；超声发生及传导组件，用于实现聚焦超声的产生及超声传导。该装置通过伺服电机作为驱动力永磁铁作为从动结构，可以实现机械变焦，同时具有结构简单、焦点深度可定及聚焦能量强的优点。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种连续变焦低强度聚焦超声换能器。
背景技术
目前超声聚焦主要分为电子聚焦，声学聚焦，以及球冠状物理聚焦。聚焦超声换能器多为球冠状，是超声聚焦中最传统，最简单的，也是目前实际当中应用最为广泛的聚焦方式，这种换能只能单点聚焦，无法精确改变聚焦深度，当需要精确刺激靶点时，只能通过按压换能器位置来改变焦点位置，这样会造成被治疗人员不适，影响治疗效果。物理阵列声场延时叠加聚焦，在这种方式中，通过对阵列的各个单元引入不同的延时，而后合成为一聚焦波束，以实现对声场各点的成像；其缺点是：需要复杂的电子电路控制。声学聚焦则是通过声学透镜聚焦，声反射镜聚焦或利用曲面换能器直接发射聚焦声束；缺点是换能器一经制成，焦距不易改变，而改变焦距对于超声成像或治疗具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种连续变焦低强度聚焦超声换能器，该连续变焦低强度聚焦超声换能器可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种连续变焦低强度聚焦超声换能器，该连续变焦低强度聚焦超声换能器包括：伺服驱动组件，用于提供精密驱动力；减速齿轮箱组件，用于实现提高伺服电机扭矩及减速并驱动丝杆转动，改变传动方向；丝杆变距组件，用于实现主动永磁体上下移动；超声发生及传导组件，用于实现聚焦超声的产生及超声传导。
该连续变焦低强度聚焦超声换能器具有的优点如下：
该装置通过伺服电机作为驱动力永磁铁作为从动结构，可以实现机械变焦，同时具有结构简单、焦点深度可定及聚焦能量强的优点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的连续变焦低强度聚焦超声换能器的结构示意图。
图2示意性地示出了根据本申请一个实施例的连续变焦低强度聚焦超声换能器的结构示意图。
其中：1、超声发生及传到组件；2、减速齿轮箱组件；3、伺服驱动组件；4、丝杆变距组件；5、硅胶透声膜；6、容器；7、从动永磁体；8、内塑料环；9、超声晶片；10、齿轮箱上壳；11、输出齿轮；12、单层直齿轮；13、双层减速齿轮；14、齿轮箱下壳；15、伺服电机；16、驱动齿轮；17、下光电限位开关；18、主动永磁体；19、外塑料固定环；20、滑块；21、丝杆；22、光轴；23、上光电限位开关；24、下固定端盖。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
根据本申请的一个实施例，提供一种连续变焦低强度聚焦超声换能器，如图1-2所示，包括：
伺服驱动组件3，用于提供精密驱动力；
减速齿轮箱组件2，用于实现提高伺服电机扭矩及减速并驱动丝杆转动，改变传动方向；
丝杆变距组件4，用于实现主动永磁体上下移动；
超声发生及传导组件1，用于实现聚焦超声的产生及超声传导。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的伺服驱动组件3包括伺服电机15及设置在所述伺服电机15顶部的的驱动齿轮16。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的超声发生及传导组件1包括容器6，所述容器6内部设置有从动永磁体7、内塑料环8及超声晶片9，所述容器6内部承装有导声液，所述容器6底部设有吸声块。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的减速齿轮箱组件2包括设置在所述容器6底部的齿轮箱上壳10和齿轮箱下壳14，所述齿轮箱上壳10和齿轮箱下壳14之间设有与所述驱动齿轮16啮合的双层减速齿轮13，所述双层减速齿轮13与单层直齿轮12啮合，所述单层直齿轮12与输出齿轮11啮合。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的丝杆变距组件4包括设置在所述容器6侧端面顶部的下固定端盖24，所述下固定端盖24底部接有上光电限位开关23及竖直设置的光轴22和丝杆21，所述丝杆21上设有沿所述丝杆21滑动的滑块20，所述滑块20与紧贴在所述容器6上的主动永磁体18连接。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的齿轮箱上壳10的顶部边沿处设有下光电限位开关17。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的容器6的外部设有外塑料固定环19。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的容器6的顶部设有弧形的硅胶透声膜5。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器的减速齿轮箱组件2设置在所述超声发生及传到组件1的底部，所述伺服驱动组件3设置在所述减速齿轮箱组件2的底部，所述丝杆变距组件4设置在所述超声发生及传到组件1的外侧端面上。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器各部件的减速齿轮箱组件用于实现提高伺服电机扭矩，减速，驱动丝杆转动，改变传动方向，一个伺服电机即可驱动对称放置的丝杆同时转动，通过改变主从动齿轮齿数比即可提供不同的减速比和扭矩。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器各部件的丝杆变距组件实现主动永磁体上下移动，两端带有光电限位开关，两组丝杆呈180°对称放置，丝杆头部***传动齿轮孔内，插孔连接，限位光轴固定在丝杆一侧，滑块，通过螺纹连接在丝杆上，随丝杆转动而移动，四片瓦片形主动永磁体分别固定于外塑料固定环四等分处，两块滑块分别与两块主动永磁体固定，180°对称放置，丝杆转动即可实现主动永磁体上下移动，继而通过磁力带动从动永磁体上下移动。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器各部件的超声发生及传导组件实现聚焦超声的的产生及超声传导，聚焦超声晶片为几何球冠状聚焦结构，聚焦超声晶片边缘固定内塑料环，用于同时固定聚焦晶片和从动永磁体，两块从动永磁体180°对称放置，内塑料环四等分处固定四块从动永磁体。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器各部件的容器顶部贴有吸声块：吸声块为聚氨酯材料，容器为玻璃或塑料材质，壁厚应小于2mm。以实现磁力的稳固配合，下端为硅胶透声膜，上端密封，容器内充满导声液，导声液为全氟化电子冷却液。
根据本申请的一个实施例，该连续变焦低强度聚焦超声换能器各部件的导声液，应具有无腐蚀，无毒，无溶解溶胀硅橡胶，高电阻率，高声传导率，低粘度等特性，伺服电机低速时不会出现低频振动现象，力矩输出恒定，从而实现精确的定位。
以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。
Claims (9)
1.一种连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于，包括：
伺服驱动组件，用于提供精密驱动力；
减速齿轮箱组件，用于实现提高伺服电机扭矩及减速并驱动丝杆转动，改变传动方向；
丝杆变距组件，用于实现主动永磁体上下移动；
超声发生及传导组件，用于实现聚焦超声的产生及超声传导。
2.根据权利要求1所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述伺服驱动组件包括伺服电机及设置在所述伺服电机顶部的的驱动齿轮。
3.根据权利要求2所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述超声发生及传导组件包括容器，所述容器内部设置有从动永磁体、内塑料环及超声晶片，所述容器内部承装有导声液，所述容器底部设有吸声块。
4.根据权利要求3所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述减速齿轮箱组件包括设置在所述容器底部的齿轮箱上壳和齿轮箱下壳，所述齿轮箱上壳和齿轮箱下壳之间设有与所述驱动齿轮啮合的双层减速齿轮，所述双层减速齿轮与单层直齿轮啮合，所述单层直齿轮与输出齿轮啮合。
5.根据权利要求4所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述丝杆变距组件包括设置在所述容器侧端面顶部的下固定端盖，所述下固定端盖底部接有上光电限位开关及竖直设置的光轴和丝杆，所述丝杆上设有沿所述丝杆滑动的滑块，所述滑块与紧贴在所述容器上的主动永磁体连接。
6.根据权利要求5所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述齿轮箱上壳的顶部边沿处设有下光电限位开关。
7.根据权利要求6所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述容器的外部设有外塑料固定环。
8.根据权利要求7所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述容器的顶部设有弧形的硅胶透声膜。
9.根据权利要求1所述的连续变焦低强度聚焦超声换能器，其特征在于：所述减速齿轮箱组件设置在所述超声发生及传到组件的底部，所述伺服驱动组件设置在所述减速齿轮箱组件的底部，所述丝杆变距组件设置在所述超声发生及传到组件的外侧端面上。
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