[发明专利]程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置

摘要

本发明公开了一种基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，由机械扫描模块、程控驱动模块、信号处理模块组成。其中机械扫描模块基于柱坐标体系，其运动自由维度分为角维度模块、半径维度模块以及高度模块，每个自由维度模块都由多个电机同步驱动，实现精确的三维定位扫描。程控驱动模块、信号处理模块通过无线通信方式连接机械扫描模块，实现远程操控机械装置和后台的信号处理成像。本发明机械装置无需中轴，避免了中轴底座占用的扫描盲区。多个分布式电机驱动，分散了每个电机对驱动扭矩需求，并且多个电机的精度误差叠加后可以相互抵消，增加了装置的扫描运动精度。柱坐标体系的扫描有效区域与装置占用的区域比值高，便于一体化集成设计。

主权项

1.基于程控分布式电机驱动的超声探测柱坐标扫描装置，其装置特征在于由机械扫描模块、程控驱动模块、信号处理模块组成，装置整体由圆柱形框架作为装置的支撑，其中机械扫描模块又可以分为角维度模块、半径维度模块以及高度模块三个自由维度模块，每个自由维度模块由多个步进电机同步驱动，通过无线通信远程程序控制步进电机，调节柱坐标中的参数：角度θ，半径r,高度h，使超声探头到达指定坐标位置P(θ,r,h)，再通过程序控制探头发射探测信号并接收回波，记录回波和此时探头的位置参数，逐点完成空间的扫描后，通过对各个位置的坐标以及回波信号处理，完成合成成像， 上述每个自由度模块的特征在于：角维度模块，由一个内部具有齿槽的圆环与内部多个小齿轮及其他固定装置组成，内部多个小齿轮分别由各自的电机带动，通过咬合圆环中内环的齿槽，带动内部整体旋转，从而控制角维度参数，外环上设有若干个螺纹开孔，与上述高度模块中的每个螺杆相咬合；半径维度模块，由在装置径向放置的螺杆及移动端组成，螺杆的旋转由多个电机同时带动旋转，从而使移动端沿径向移动，移动端上放置扫描探头，与其他模块的运动维度叠加实现三维空间内的定位扫描；高度模块是若干个螺杆分布在装置整体的外围，从上述角维度模块中齿槽圆环的螺纹开孔中穿过并咬合螺纹，多个螺杆由各自的电机同时带动，从而能使与其咬合的外环实现在高维度的移动，另外，高维度移动模块具有手动旋钮。