[发明专利]3D机械探头及绳索传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗仪器领域，特别是涉及一种3D机械探头及绳索传动装置。

背景技术

具有3维成像功能的超声波探头叫做3D机械探头，其内部一般有作为发射和接收信号的换能器单元。步进电机作为驱动动力源，在信号控制下驱动换能器单元在一定角度内摆动。在每一个摆动角度，换能器单元都可以发射超声波并接收带有人体组织信息的回波，因而可以在摆动范围之内的每个角度对人体组织进行成像，从而构建人体组织的3维图像。

3D机械探头又分为体表3D机械探头和腔内3D机械探头。腔内3D机械探头常见的传动方式包括锥齿轮，绳索等方式。锥齿轮传动对于材料、加工和装配要求较高，尤其腔内3D机械探头的外形尺寸较小，伸入人体部分直径通常都在25mm左右，内部结构复杂，采用锥齿轮传动加工及装配难度很大。

而一般的绳索传动，两根绳索固定在主动轴一个点。在这样的设计中，主动轴在正负90°旋转的范围内，主动轴与被动轴的传动为线性传递，当超过90°后，绳索与竖直方向将会形成一个角度θ，并且随着主动轴的继续旋转，θ值越来越大，这样主动轴与被动轴的转动为非线性传递，大大加大了控制的难度。

发明内容

基于此，有必要针对传统的3D机械探头的主动轴只能在不能超过90°的旋转角度内保持线性传递的问题，提供一种可在大于90°的旋转角度内实现线性传递的3D机械探头及绳索传动装置。

一种3D机械探头，包括手持部和伸入部，所述手持部的体积大于所述伸入部的体积，所述手持部包括：

绳索传动装置，包括主动轴、第一绳索和第二绳索，所述主动轴设置有第一固定点和第二固定点，所述第一固定点和所述第二固定点位于所述主动轴的不同径面；所述第一绳索连接于所述第一固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；所述第二绳索连接于所述第二固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；

第一换向轮组，包括第一滑轮和第二滑轮；

所述伸入部包括：

被动轴，所述第一绳索和所述第二绳索分别经由所述第一滑轮和所述第二滑轮后与所述被动轴缠绕。

在其中一个实施例中，所述第一固定点和所述第二固定点位于过所述主动轴中轴线的同一个平面上。

在其中一个实施例中，所述第一固定点和所述第二固定点分别开设有第一绳孔和第二绳孔，所述第一绳索的端头、第二绳索的端头分别固定于所述第一绳孔和所述第二绳孔内。在其中一个实施例中，所述第一绳索和所述第二绳索分别与所述第一滑轮和所述第二滑轮垂直缠绕，所述主动轴和所述被动轴相互垂直。

在其中一个实施例中，所述第一绳索和所述第二绳索分别沿所述被动轴圆周缠绕所述被动轴。

在其中一个实施例中，所述被动轴上设有第三固定点和第四固定点；

所述第一绳索的端尾固定于所述被动轴第三固定点，所述第二绳索的端尾固定于所述被动轴第四固定点。

在其中一个实施例中，所述第三固定点和第四固定点分别开设有第三绳孔和第四绳孔；

所述第一绳索的端尾和所述第二绳索的端尾分别固定于所述第三绳孔和所述第四绳孔内。

在其中一个实施例中，在靠近所述被动轴的位置还设有第二换向轮组；

所述第二换向轮组包括相对设置的第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和第四滑轮的转动轴线与所述被动轴中轴线平行；

所述第一绳索和所述第二绳索在所述第三滑轮和第四滑轮处的最小距离小于所述被动轴的直径；

所述第一绳索缠绕于所述第三 滑轮靠近所述第四 滑轮的侧面缠绕所述被动轴；

所述第二绳索缠绕于所述第四滑轮靠近所述第三滑轮的侧面缠绕所述被动轴。

在其中一个实施例中，所述第一换向轮组和所述第二换向轮组之间的所述第一绳索与所述第二绳索的夹角与所述第一滑轮轴线和所述第二滑轮轴线的夹角相等。

在其中一个实施例中，在靠近所述被动轴的位置还设有第三换向轮，所述第三换向轮的转动轴线与所述被动轴中轴线平行，所述第一绳索、第二绳索缠绕于所述第三换向轮与所述被动轴交叉缠绕，所述第一绳索、第二绳索位于所述第三换向轮的不同径面。

在其中一个实施例中，所述第三换向轮的直径与所述主动轴直径相等。

一种绳索传动装置，所述绳索传动装置包括：

主动轴，设置有第一固定点和第二固定点，所述第一固定点和所述第二固定点位于所述主动轴的不同径面；

第一绳索，连接于所述第一固定点，沿所述主动轴的圆周缠绕于所述主动轴；