一种超声波骨密度测定仪及其探头控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测组织的位移或变化技术领域，具体地，涉及一种超声波骨密度测定仪探头控制装置、超声波骨密度测定仪。


背景技术：

2.超声波骨密度测定仪在医院及体检服务机构中广泛使用。用于检查骨质疏松症诊断中对跟骨密度进行测量，具有安全无辐射，测值重复性稳定等优势。
3.市场上流行的干式超声骨密度测量仪如furuno cm系列，其测量原理是将超声波发射接收探头分别置于足部跟骨两侧，检测透过跟骨超声波的传导速度及衰减程度推算跟骨密度。
4.干式测量法的探头需要紧贴跟骨获得准确的测量值，而由于人体跟骨尺寸存在个体差异，设备采用手动机械控制调整探头的位置。为达到探头与被测者有效接触又不造成被测者的不适或伤害，探头手柄在超过压力上限后有自动打滑的保护设计。由于一般被测者取坐位测量跟骨骨密度，超声波骨密度测定仪需水平放置与地面，受骨密度仪的探头控制手柄距地面高度仅约20厘米所限，检查者手动控制探头时只能采取蹲坐姿势，操作不便。且由于操作过程为手动操作，无法对测量探头的移动和力度进行精准控制。
5.公开号为cn201920615041.x的中国实用新型“一种超声波骨密度测定仪探头移动装置”提供了一种超声波骨密度测定仪探头移动装置，包括底板，所述底板的顶部固定安装有两个固定块，两个固定块相互靠近的一侧固定安装有两个滑杆，所述底板的顶部固定安装有支撑块，所述支撑块位于两个滑杆之间，所述底板的顶部滑动安装有两个滑块，所述滑块与两个滑杆滑动连接，所述支撑块上开设有腔体，所述腔体的底部内壁上固定安装有马达，所述马达的输出轴上固定安装有第一齿轮，所述支撑块的两侧均开设有第一通孔。该实用新型结构简单，使用方便，可以快速的对人骨进行定位，使得探头可以更好的接触人体，不会晃动，测量结果精确度较高，操作容易，节约时间。
6.该实用新型通过设置滑杆和支撑块控制探头的移动，取得了较好的效果。然而，该实用新型需改进超声波骨密度测定仪的内部结构，且无法精准控制测量探头的移动和力度。
7.对于现有技术中较为成熟的furuno cm系列超声骨密度测量仪来说，需要在不破坏原有设备结构的情况下，对其进行改进，以达到如下效果：
8.1.使用者无需蹲在地上手动操作探头控制手柄，使用软件即可设置探头的力度；
9.2.对探头力度的控制应自动、精确，并可以获取探头接触力度的量化数值；
10.3.安装拆卸方便，拆除后骨密度仪可完全恢复原始状态。


技术实现要素：

11.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种超声波骨密度测定仪及其探头控制装置，能自动操控探头控制手柄以达到精准控制探头力度。
12.根据本实用新型的一个方面，提供一种超声波骨密度测定仪探头控制装置，包括：
13.驱动部件，用于驱动探头；
14.扭矩传感器，输入端与所述驱动部件连接，输出端连接到控制器；所述扭矩传感器检测所述驱动部件的扭矩，并将检测得到的扭矩输出到控制器；
15.控制器，其输入端连接所述扭矩传感器的输出端、所述驱动部件，输出端连接所述驱动部件；所述控制器接收所述扭矩传感器检测得到的扭矩和所述驱动部件反馈的电流信号，根据所述扭矩和所述电流信号调整输出至所述驱动部件的电流大小，实现自动控制超声波骨密度测定仪探头的压力大小。
16.可选地，所述驱动部件采用伺服电机。
17.可选地，所述控制器可拆卸式连接于超声波骨密度测定仪的侧面，所述控制器设置有电脑通讯接口。
18.可选地，所述伺服电机与超声骨密度测定仪的旋钮连接，用于驱动所述旋钮工作。
19.可选地，所述伺服电机的转子端可拆卸式连接于所述超声波骨密度测定仪的旋钮，所述扭矩传感器固定连接于所述伺服电机的转子端。
20.可选地，所述伺服电机的转子端连接于传送带，所述传送带套接于所述超声波骨密度测定仪的旋钮，所述扭矩传感器固定连接于所述伺服电机的转子端。
21.可选地，所述控制装置还包括逆向扭矩限制机构，所述逆向扭矩限制机构固定连接于所述伺服电机的转子端，用于限制所述伺服电机的逆向扭矩。
22.可选地，所述控制装置还包括正向扭矩限制机构，所述正向扭矩限制机构固定连接于所述超声波骨密度测定仪的旋钮，用于限制所述伺服电机的正向扭矩。
23.根据本实用新型的另一个方面，提供一种超声波骨密度测定仪，包括上述的任一项所述的超声波骨密度测定仪探头控制装置。
24.与现有技术相比，本实用新型实施例具有如下至少一种有益效果：
25.1.本实用新型上述控制装置中，通过驱动部件和扭矩传感器以及控制器的配合，自动精确控制超声波骨密度测定仪探头的压力大小。进一步的，驱动部件通过超声波骨密度测定仪的旋钮来配合，实现了对探头力度的自动精确控制，并可以获取探头接触力度的量化数值。
26.2.本实用新型上述的控制装置中，其中的控制器设置有电脑通讯接口，使用者无需蹲在地上手动操作探头控制手柄，可以利用上位机软件即可设置探头的力度，再通过控制器来控制驱动部件，实现扭矩的自动控制，从而实现超声波骨密度测定仪探头的压力大小的控制。
27.3.本实用新型上述控制装置中，伺服电机和控制器可拆卸连接于骨密度仪，安装拆卸方便，拆除后骨密度仪可完全恢复原始状态。
附图说明
28.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
29.图1为本实用新型一实施例的探头控制装置结构图；
30.图2为本实用新型一优选实施例的探头控制装置结构图；
31.图3为本实用新型另一实施例的超声波骨密度测定仪结构图；
32.图4为本实用新型一实施例中的探头控制装置控制原理图；
33.图5为本实用新型一实施例中的探头控制装置的控制原理图；
34.图中：1为伺服电机，2为扭矩传感器，3为控制器，4为逆向扭矩限制器，5 为正向扭矩限制器，6为旋钮把手，7为旋钮，8为传送带。
具体实施方式
35.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
36.图1为本实用新型一实施例的探头控制装置结构图。
37.参照图1所示，本实施例的超声波骨密度测定仪探头控制装置中，驱动部件采用伺服电机，当然，其他实施例中也可以是其他的驱动部件。具体的，本实施例包括：伺服电机1、扭矩传感器2和控制器3，伺服电机作为驱动部件，用于驱动探头；扭矩传感器2的输入端与伺服电机1连接，输出端连接到控制器3；扭矩传感器2检测伺服电机 1的扭矩，并将检测得到的扭矩输出到控制器3；控制器3的输入端连接扭矩传感器2 的输出端、伺服电机1，输出端连接伺服电机1，控制器3接收扭矩传感器2检测得到的扭矩和伺服电机1反馈的电流信号，根据扭矩和电流信号调整输出至伺服电机1的电流大小，实现自动控制扭力大小。
38.本实施例通过驱动部件和扭矩传感器以及控制器的配合，自动精确控制超声波骨密度测定仪探头的压力大小。
39.图2为本实用新型一优选实施例的超声波骨密度测定仪探头控制装置的结构图。
40.如图2所示，本实施例中的超声波骨密度测定仪探头控制装置，包括伺服电机 1、扭矩传感器2和控制器3，扭矩传感器2和伺服电机1分别与控制器3电连接，控制器3可拆卸式连接于超声波骨密度测定仪的侧面，控制器3设置有电脑通讯接口，伺服电机1设置于超声波骨密度测定仪的旋钮7的上方，伺服电机1的转子端可拆卸式连接于超声波骨密度测定仪的旋钮7，扭矩传感器2固定连接于伺服电机 1的转子端。
41.作为一优选方式，如图2所示，从上至下依次为伺服电机1、扭矩传感器2、逆向扭矩限制器4、旋钮7、正向扭矩限制器5和超声波骨密度测定仪9，侧边为控制器3。图2所示的实施例中，还包括逆向扭矩限制器4，逆向扭矩限制器4固定连接于伺服电机1的转子端，用于限制伺服电机1的逆向扭矩。进一步地，也可以进一步包括正向扭矩限制器5，正向扭矩限制器5固定连接于超声波骨密度测定仪的旋钮7，用于限制伺服电机1的正向扭矩。
42.本优选实施例中驱动部件通过超声波骨密度测定仪的旋钮来配合，实现了对探头力度的自动精确控制，并可以获取探头接触力度的量化数值。控制器设置有电脑通讯接口，使用者无需蹲在地上手动操作探头控制手柄，可以利用上位机软件即可设置探头的力度，再通过控制器来控制驱动部件，实现扭矩的自动控制，从而实现超声波骨密度测定仪探头的压力大小的控制，同时，可以根据需要进一步设置显示器，实现电脑端操控、实时探头力度显示及记录及骨密度检测操作。
43.如图3所示为本实用新型一优选实施例的结构图。如图3所示，从上至下依次为伺
服电机1(扭矩传感器2)、旋钮7、正向扭矩限制器5和超声波骨密度测定仪 9，侧边为控制器3。该实施例中，伺服电机1和扭矩传感器2一体化设置，即采用了直连式带力矩传感器的伺服电机，同样能实现本实用新型的目的。
44.如图4所示为本实用新型另一优选实施例的结构图。如图4所示，从上至下依次为旋钮把手6、旋钮7、传送带8、正向扭矩限制器5和超声波骨密度测定仪9，侧边为控制器3。伺服电机1和扭矩传感器2一体化设置，设在超声波骨密度测定仪9的一侧面，与伺服电机3在同一侧。
45.如图4所示为本实用新型另一实施例的结构图。该实施例中，超声波骨密度测定仪探头控制装置包括伺服电机1、扭矩传感器2、控制器3和传送带8，扭矩传感器2和伺服电机1分别与控制器3电连接，控制器3可拆卸式连接于超声波骨密度测定仪的侧面，控制器3设置有电脑通讯接口，伺服电机1可拆卸式连接于超声波骨密度测定仪的侧面，伺服电机1的转子端连接于传送带8，传送带8套接于超声波骨密度测定仪的旋钮7，扭矩传感器2固定连接于伺服电机1的转子端。本实施例中，伺服电机和控制器可拆卸连接于骨密度仪，安装拆卸方便，拆除后骨密度仪可完全恢复原始状态。
46.作为一优选方式，如图4所示，进一步地还包括正向扭矩限制器5，所述正向扭矩限制器5固定连接于所述超声波骨密度测定仪的旋钮7。其中，设置传送带8对旋钮7进行控制。需要说明的是，也可以设置齿轮传动等方式对旋钮7进行控制，只要能实现对旋钮7的操控即可。
47.基于上述各实施例的控制装置，在本实用新型的另一实施例中，提供一种超声波骨密度测定仪，包括上述任一项的一种超声波骨密度测定仪探头控制装置。
48.如图5所示为本实用新型上述实施例的控制原理图。参照图5所示，上述各实施例的超声波骨密度测定仪探头控制装置，可以采用低压直流供电，可以保证电器安全。伺服电机1的扭力输出由控制器3发出信号调控，控制器通过驱动电路控制伺服电机的启停和转速，实现探头压力精准调控。控制器3接收来自扭矩传感器2 的信号，结合驱动电路反馈的伺服电机1电流信号后，可以依据事先设定的参数值，对输出至伺服电机1电流的大小作出调整，达到自动控制扭力大小的效果。当然，也可以通过接受外界的控制命令来调整电流大小，最终实现超声波骨密度测定仪探头压力大小的调控，比如，可以利用上位机软件即可设置探头的力度，再通过控制器来控制驱动部件，实现扭矩的自动控制，从而实现超声波骨密度测定仪探头的压力大小的控制。
49.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。