用于辅助超声探头检测的力位控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及医疗辅助器械领域，特别是涉及一种用于辅助超声探头检测的力位控制装置及其控制方法。

背景技术

超声检查是一种基于超声波的医学影像学诊断技术。在超声检查中，由于超声探头具有设备简单、使用方便、价格便宜以及能够实时生成图像而有利于快速诊断的优势，超声探头被广泛应用于超声诊断和介入治疗中。在使用超声探头进行诊断或介入治疗的过程中，要求超声探头贴合在人体表面而且要求必须保持稳定和持续一段时间，长时间操作后，超声医师的手臂会因长时间保持一种姿势而产生麻木、发酸等现象。另外，长时间地手持超声探头进行检测操作有可能会对超声医师的手部造成不可逆的损伤。然而，目前市面上几乎没有超声探头的辅助操作设备，也就是说，目前的超声探头均需要手持操作，不仅会影响超声医师的健康，而且难以确保超声探头和人体表面接触的稳定性和保持一致的压力，即会影响超声探头检测或治疗的结果。

值得一提的是，超声医师在使用超声探头扫描诊断和介入治疗时，不仅需要扶持超声探头，还需要观察实时扫描的图像和配合介入治疗。可以理解的是，扶持操作、观察操作以及介入治疗操作难以被配合默契，而且超声医师很难长时间维持超声探头能够在人体皮肤表面产生合适的压力，因此导致了诊断扫描效率不高，效果差的缺陷，还存在误伤皮肤的风险。由此，现有的解决方式是通过多名助手辅助进行操作扫描，然而，这样的方式需要更高的配合度，既增加了操作难度，又导致了高的医疗成本。而且也无法从根本上解决长时间扶持超声探头影响超声医师的健康的问题，也难以确保在人体表面的压力的一致性和稳定性。

发明内容

基于此，本发明提供一种用于辅助超声探头检测的力位控制装置及其控制方法，所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置体积小，能够稳定地固定超声探头，而且使用灵活方便，适用范围广泛，解放手部的同时还能够对所述超声探头进行精准的力度和位置的控制，操作精度高，辅助超声检测的效果好。

一种用于辅助超声探头检测的力位控制装置，包括：

动力机构，所述动力机构包括驱动装置和联动于所述驱动装置的传动组件；和

滑台机构，所述滑台机构包括联动于所述传动组件的丝杠滑台模组和设置于所述丝杠滑台模组的装配模块，所述装配模块包括设置于所述丝杠滑台模组的滑块和可拆卸地连接于所述滑块的固定件，所述固定件适于将超声探头固定安装于所述滑块，其中当所述驱动装置被控制启动时，所述传动组件被所述驱动装置驱动而联动所述丝杠滑台模组活动，所述滑块被所述丝杠滑台模组联动而进行直线往复运动，以带动所述超声探头进行扫描运动。

在本发明的一实施例中，所述滑台机构进一步包括传感器组件，所述传感器组件包括设置于所述丝杠滑台模组的两个接近传感器和设置于所述滑块的压力传感器，所述固定件可拆卸地连接于所述压力传感器而形成所述固定件可拆卸连接于所述滑块的状态。

在本发明的一实施例中，所述固定件包括上探头夹和与所述上探头夹相适配的下探头夹，所述上探头夹和所述下探头夹适于将所述超声探头夹持固定于所述压力传感器。

在本发明的一实施例中，所述丝杠滑台模组延伸形成有传感器挂载片，所述传感器组件的两个所述接近传感器被安装于所述传感器挂载片。

在本发明的一实施例中，所述滑台机构进一步包括遮光片，所述遮光片被安装于所述滑块并与所述接近传感器配合使用。

在本发明的一实施例中，所述驱动装置包括伺服电机、连接于所述伺服电机的联轴器以及两端分别连接于所述联轴器和所述传动组件的输出轴，其中在所述伺服电机被控制启动时，所述伺服电机联动所述联轴器和所述输出轴转动而联动驱动所述传动组件。

在本发明的一实施例中，所述传动组件被设置为齿轮组件，所述齿轮组件包括联动于所述输出轴的下齿轮和啮合于所述下齿轮的上齿轮，所述上齿轮连接于所述丝杠滑台模组。

在本发明的一实施例中，所述滑台机构进一步包括防尘罩，所述防尘罩被罩设于所述上齿轮。

在本发明的一实施例中，所述伺服电机包括力矩采集卡和导线。

在本发明的一实施例中，所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置进一步包括控制单元，所述控制单元导电连接于所述伺服电机并被设置为利用编程语言VB、VC完成程序编写来控制所述伺服电机。

在本发明的一实施例中，所述动力机构进一步包括电机底座固定件、电机底座以及电机固定件，所述电机底座固定件可拆卸连接于所述丝杠滑台模组和所述电机底座，所述电机底座可拆卸连接于所述丝杠滑台模组和所述电机固定件，所述伺服电机被设置于所述电机底座和所述电机固定件之间。

在本发明的一实施例中，所述动力机构进一步包括轴承座和轴承座支撑件，所述轴承座支撑件的两端分别连接于所述电机底座固定件和所述轴承座，所述轴承座支撑件被设置有安装槽，所述联轴器、所述输出轴以及所述下齿轮被设置于所述安装槽。

在本发明的一实施例中，所述电机底座通过螺栓和螺纹孔配对的结构可拆卸地连接于所述丝杠滑台模组、所述电机固定件以及所述轴承座支撑件，所述电机底座固定件被设置有沉头孔以用于连接所述电机底座，和被设置有螺纹孔以用于连接所述丝杠滑台模组。

一种用于辅助超声探头检测的力位控制装置的控制方法，包括以下步骤：

控制启动伺服电机；

经由所述伺服电机的联动，驱动传动组件转动；以及

经由所述传动组件的转动，联动驱动丝杠滑台模组运动，以使得设置于所述丝杠滑台模组的滑块于所述丝杠滑台模块进行直线往复运动，以带动被安装于所述滑块的超声探头进行扫描运动。

在本发明的一实施例中，在控制启动所述伺服电机之前，包括将所述超声探头安装于所述滑块的步骤：通过上探头夹和下探头夹将所述超声探头夹持固定于连接于所述滑块的压力传感器，从而所述超声探头能够被所述滑块带动运动。

在本发明的一实施例中，通过利用编程语言VB、VC完成程序编写来控制所述伺服电机的工作。

本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置可以但不限于被安装于病床，通过对所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的控制可以实现对被安装于所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的超声探头的位置和压力的控制，既解放了超声医师的手部，又有利于实现压力控制的稳定性和精确性，而且能够长时间保持一定的压力。

本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置通过所述控制单元可以可通信地连接电脑进行控制或者设定有多种工作模式，超声医师可以通过电脑控制所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的工作，也可以利用编程语言VB、VC完成不同程序的编写来控制对所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的工作模式选择。

本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置采用齿轮传动的方式，能传递较大力矩，因此能够控制所述超声探头产生不同范围的压力，根据人体的不同检查位置，输出不同大小的力矩，由此本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置使用灵活，方便，能够精准地控制所述超声探头输出的压力。

本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的所述固定组件包括所述上探头夹和所述下探头夹，通过所述上探头夹和所述下探头夹夹持所述超声探头的方式，既能够确保所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置与所述超声探头连接的稳定性，又能够便于所述超声探头于所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置安装的便捷性。而且，所述上探头夹和所述下探头夹可拆卸地连接于所述压力传感器，通过更换不同尺寸的所述上探头夹和所述下探头夹，所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置能够适用于装配有不同尺寸的所述超声探头，因此所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置适用范围广泛。

本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置通过所述上探头夹和所述下探头夹夹持所述超声探头的方式完成所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置和所述超声探头之间的组装，无需改变现有的所述超声探头的结构，安装和使用方便。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为根据本发明的一优选实施例的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的立体图。

图2为根据本发明的上述优选实施例的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的部分爆炸图。

图3为根据本发明的上述优选实施例的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的部分爆炸图。

图4为根据本发明的上述优选实施例的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的部分结构立体图。

图5为根据本发明的上述优选实施例的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的部分结构立体图。

附图标号说明：

超声探头101；动力机构20；滑台机构10；驱动装置201；传动组件202；丝杠滑台模组106；装配模块112；滑块104；固定件113；传感器组件100；接近传感器108；压力传感器111；传感器挂载片107；遮光片105；上探头夹102；下探头夹103；伺服电机21；联轴器27；输出轴28；齿轮组件202；下齿轮29；上齿轮110；防尘罩109；控制单元30；电机底座固定件22；电机底座24；电机固定件23；轴承座26；轴承座支撑件25；安装槽250；底部螺纹孔243；顶部螺纹孔242；左侧螺纹孔245；右侧螺纹孔241；容纳槽244；沉头孔221；螺纹孔222。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“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是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种用于辅助超声探头对病人进行检查的力位控制装置代替超声医师直接用手部执行超声检测任务来缓解超声医师的压力。用于超声检查的力控制装置可以但不限于被安装于病床，通过对所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的控制可以实现对被安装于所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的超声探头的位置和压力的控制，既解放了超声医师的手部，又有利于实现压力控制的稳定性和精确性，而且能够长时间保持一定的压力。

如图1至图5所示，根据本发明的一优选实施例的用于辅助超声探头检测的力位控制装置的具体结构被阐明。

如图1至图5所示，所述用于辅助超声探测检测的力位控制装置包括动力机构20和滑台机构10，所述动力机构20包括驱动装置201和联动于所述驱动装置201的传动组件202；所述滑台机构10包括联动于所述传动组件202的丝杠滑台模组106和设置于所述丝杠滑台模组106的装配模块112，所述装配模块112包括设置于所述丝杠滑台模组106的滑块和可拆卸地连接于所述滑块的固定件113，所述固定件113适于将超声探头101固定安装于所述滑块，其中当所述驱动装置201被控制启动时，所述传动组件202被所述驱动装置201驱动而联动所述丝杠滑台模组106活动，所述滑块被所述丝杠滑台模组106联动而进行直线往复运动，以带动所述超声探头101进行扫描运动。

进一步地，所述滑台机构10进一步包括传感器组件100，所述传感器组件100包括设置于所述丝杠滑台模组106的两个接近传感器108和设置于所述滑块的压力传感器111，所述固定件113可拆卸地连接于所述压力传感器111而形成所述固定件113可拆卸连接于所述滑块的状态。

可以理解的是，所述传感器组件100用于感应所述超声探头101跟人体表面的距离和所述超声探头101作用于人体表面的压力，以此基于所述传感器组件100的探测结果可以精确地调整所述超声探头101的输出压力，从而避免所述超声探头101压力过大而损坏人体皮肤组织，以确保所述超声探头101的使用安全。

值得一提的是，所述丝杠滑台模组106延伸形成有传感器挂载片107，所述传感器组件100的两个所述接近传感器108被安装于所述传感器挂载片107。具体地，所述传感器挂载片107延伸于所述丝杠滑台模组106的侧面，两个所述接近传感器108间隔地被安装于所述传感器挂载片107。

此外，还值得一提的是，所述滑台机构10进一步包括遮光片105，所述遮光片105被安装于所述滑块并与所述接近传感器108配合使用。具体地，所述遮光片105位于两个所述接近传感器108之间。

进一步地，所述固定件113包括上探头夹102和与所述上探头夹102相适配的下探头夹103，所述上探头夹102和所述下探头夹103适于将所述超声探头101夹持固定于所述压力传感器111。

可以理解的是，通过所述上探头夹102和所述下探头夹103夹持固定所述超声探头101的方式，既能够确保所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置与所述超声探头101连接的稳定性，又能够便于所述超声探头101于所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置安装的便捷性。而且，所述上探头夹102和所述下探头夹103可拆卸地连接于所述压力传感器111，通过更换不同尺寸的所述上探头夹102和所述下探头夹103，所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置能够适于装配具有不同尺寸的所述超声探头101，因此所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置适用范围广泛。

而且，还可以理解的是，通过所述上探头夹102和所述下探头夹103夹持所述超声探头101的方式完成所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置和所述超声探头101之间的组装，无需改变现有的所述超声探头101的结构，因此所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置安装和使用方便，适用范围广泛。

进一步地，所述驱动装置201包括伺服电机21、连接于所述伺服电机21的联轴器27以及两端分别连接于所述联轴器27和所述传动组件202的输出轴28，其中在所述伺服电机21被控制启动时，所述伺服电机21联动所述联轴器27和所述输出轴28转动而联动驱动所述传动组件202。

在本发明的这一优选实施例中，所述传动组件202被设置为齿轮组件202，所述齿轮组件202包括联动于所述输出轴28的下齿轮29和啮合于所述下齿轮29的上齿轮110，所述上齿轮110连接于所述丝杠滑台模组106。

值得一提的是，所述滑台机构10进一步包括防尘罩109，所述防尘罩109被罩设于所述上齿轮110，以用于保护所述上齿轮10。

可以理解的是，所述伺服电机21联动驱动所述丝杠滑台模组106的流程为：所述伺服电机21被启动转动而经所述联轴器27和所述输出轴28带动所述下齿轮29转动，所述下齿轮29传动给所述上齿轮110，从而所述上齿轮110联动驱动所述丝杠滑台模组106，以使得所述滑块能够于所述丝杠滑台模组106进行直线往复运动，进而带动所述超声探头101进行扫描运动，则通过对所述伺服电机21的输出功率的控制，能够控制所述超声探头101作用于人体表面的压力的精确控制。

还可以理解的是，由于本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置采用齿轮传动的方式，能传递较大力矩，因此能够控制所述超声探头101产生不同范围的压力，根据人体的不同检查位置，输出不同大小的力矩，由此本发明的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置使用灵活，方便，能够精准地控制所述超声探头101输出的压力。

值得一提的是，在本发明的一些实施例中，所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置进一步包括控制单元30，所述控制单元30导电连接于所述伺服电机21并被设置为利用编程语言VB、VC完成程序编写来控制所述伺服电机21。

可以理解的是，所述控制单元30可以可通信地连接电脑进行控制或者设定有多种工作模式，超声医师可以通过电脑控制所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的工作，也可以利用编程语言VB、VC完成不同程序的编写来控制对所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置的工作模式选择，因此本发明提供一种灵活多样的所述用于辅助超声探头检测的力位控制装置。

值得一提的是，在本发明的一些实施例中，所述伺服电机21还包括力矩采集卡和导线。

进一步地，所述动力机构20进一步包括电机底座固定件22、电机底座24以及电机固定件23，所述电机底座固定件22可拆卸连接于所述丝杠滑台模组106和所述电机底座24，所述电机底座24可拆卸连接于所述丝杠滑台模组106和所述电机固定件23，所述伺服电机21被设置于所述电机底座24和所述电机固定件23之间。

更进一步地，所述动力机构20进一步包括轴承座26和轴承座支撑件25，所述轴承座支撑件25的两端分别连接于所述电机底座固定件22和所述轴承座26，所述轴承座支撑件25被设置有安装槽250，所述联轴器27、所述输出轴28以及所述下齿轮29被设置于所述安装槽250。

具体地，如图4所示，所述电机底座24被设置有多个螺纹孔，以供所述电机底座24通过螺栓固定连接于所述丝杠滑台模组106、所述电机固定件23、所述轴承座支撑件25以及所述电机底座固定件22，具体地，所述电机底座24的底部螺纹孔243用于通过螺栓固定连接于所述丝杠滑台模组106，顶部螺纹孔242用于通过螺栓固定连接于所述电机固定件23，左侧螺纹孔245用于通过螺栓固定连接于所述轴承座支撑件25，右侧螺纹孔241用于通过螺栓固定连接于所述电机底座固定件22，所述电机底座24和所述电机固定件23之间界定形成有容纳槽244，以用于容纳所述伺服电机21。

如图5所示，所述电机底座固定件22一端被设置有沉头孔221，以用于连接所述电机底座24，所述电机底座固定件22的另一端被设置有螺纹孔222，以用于连接所述丝杠滑台模组106。

可以理解的是，本发明在另一方面还提供了一种用于辅助超声探头检测的力位控制装置的控制方法，包括以下步骤：

控制启动伺服电机21；

经由所述伺服电机21的联动，驱动传动组件202转动；以及

经由所述传动组件202的转动，联动驱动丝杠滑台模组106运动，以使得设置于所述丝杠滑台模组106的滑块于所述丝杠滑台模块进行直线往复运动，以带动被安装于所述滑块的超声探头101进行扫描运动。

值得一提的是，在控制启动所述伺服电机21之前，包括将所述超声探头101安装于所述滑块的步骤：通过上探头夹102和下探头夹103将所述超声探头101夹持固定于连接于所述滑块的压力传感器111，从而所述超声探头101能够被所述滑块带动运动。

此外，还值得一提的是，本发明通过利用编程语言VB、VC完成程序编写来控制所述伺服电机21的工作。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。