一种智能充电的掌上超声扫描系统的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术产品领域，尤其涉及一种智能充电的掌上超声扫描系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，目前的超声设备也在往小型化和便携化发展。开始出现了很多无需电源，而是依靠电池持续供电操作的便携式超声设备，其尺寸，重量可以达到平板电脑甚至手机的量级，通常连续扫描或操作的工作时间在1小时到4小时之间，待机时间在12
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48个小时，但是超声设备因为内部构造复杂，尤其是扫描时的波束发射接收合成非常耗电，所以在工作状态下(尤其是扫描状态下)电量消耗较快，而有的场合情况下，比如灾区急救，并没有很方便的充电条件，电量的迅速消耗将影响到医生的工作。
3.随着设备使用时间的逐步增加，电池老化，电量“不耐用”现象也是困扰使用者的一大问题。同样一台便携式超声设备，拿最常见的扫描和待机两个状态为例，通常扫描状态的耗电速度是待机状态的5
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10倍以上，一台机器如果待机可以用将近1天，持续扫描往往只能2个小时甚至更少，同时，出于安全考虑，药监局要求便携式超声设备在通过大量的安全测试之前，是禁止在充电时进行扫描的，这就对电池的续航能力有了更高的要求。为此，我们提出一种智能充电的掌上超声扫描系统。


技术实现要素：

4.本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种智能充电的掌上超声扫描系统。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种智能充电的掌上超声扫描系统，包括掌上超声主机和智能充电外壳，掌上超声主机底部开设有充电口，掌上超声主机的一侧顶部连接有探头，智能充电外壳上开设有充电接口，智能充电外壳的一侧顶部开设有与探头位置相互对应的穿线孔，智能充电外壳上安装有充电模块，智能充电外壳的一侧外壁上固定安装有对充电模块进行三种工作不同模式状态调控的拨动式开关，充电模块包括锂电池、电池充电管理ic、升压转换器ic、微控制器mcu、对升压芯片电路进行控制的电压开关和用于判定是否输出充电的距离感知模块，距离感知模块包括距离传感器和计时器，微控制器mcu分别与距离感知模块、电压开关、电池充电管理ic、升压转换器ic电信号连接，电池充电管理ic为ch4212c芯片，升压转换器ic为aic3420升压转换器，微控制器mcu为bp45fh6n，电池充电管理ic内部集成有充电管理模块、放电管理模块和保护模块，距离感知模块中的距离传感器与微控制器mcu电信号双向连接，距离传感器与计数器双向电信号连接，微控制器mcu与电压开关电信号双向连接，电压开关与升压转换器ic双向电信号连接。
6.作为优选，所述距离感知模块通过pwm(脉冲宽度调制)输出控制产生中断，来通知微控制器mcu启动或停止升压及输出。
7.作为优选，所述拨动式开关的三种工作模式包括模式1、模式2和模式3，模式1为强
制充电模式，强制充电模式只要超声设备电量不足，就开始为其充电，直到充满为止，强制充电模式下关闭保护壳的距离探测等功能。
8.作为优选，所述模式2为智能充电模式，智能充电模式根据设备的工作状态和空闲时间来自动选择是否为其充电；
9.在智能充电模式中，我们设定的进行充电的条件是：
10.(1)当设备离开操作者距离d超过d0(比如60cm)；
11.(2)在(1)的状态下连续时间t超过t0(比如30s)。
12.作为优选，所述模式3为禁止充电模式，禁止充电模式不为设备充电，禁止充电模式下，即为移动电源物理开关处于关闭状态。
13.有益效果
14.本实用新型提供了一种智能充电的掌上超声扫描系统。具备以下有益效果：
15.(1)、该一种智能充电的掌上超声扫描系统，本实用新型通过设置距离感知模块，距离感知模块由距离传感器和计时器组成，则本实用新型实现了自动为便携式超声设备充电的目的，简单实用，方便高效，对现有的超声设备是一个有价值的补充，提高了本实用新型智能充电外壳的实用性和新颖性。
16.(2)、该一种智能充电的掌上超声扫描系统，本实用新型通过设置拨动式开关，则实现了本实用新型可以通过拨动式开关实现三种不同的工作模式和状态，三种自动充电模式分别为强制充电模式、智能充电模式和静止充电模式，进一步提高了本实用新型智能充电外壳的实用性，方便使用者灵活调节使用。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
18.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
19.图1为本实用新型智能充电外壳示意图；
20.图2为本实用新型掌上超声主机示意图；
21.图3为本实用新型保护壳内部电路模块；
22.图4为本实用新型智能充电模式的工作流程图。
23.图例说明：
24.1、掌上超声主机；11、充电口；12、探头；2、智能充电外壳；21、充电接口；22、充电模块；23、拨动式开关；24、穿线孔。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例：一种智能充电的掌上超声扫描系统，如图1－图4所示，一种智能充电的掌上超声扫描系统，包括掌上超声主机1和智能充电外壳2，掌上超声主机1底部开设有充电口11，掌上超声主机1的一侧顶部连接有探头12，智能充电外壳2上开设有充电接口21，智能充电外壳2的一侧顶部开设有与探头12位置相互对应的穿线孔24，探头12的电线通过穿线孔24穿出，智能充电外壳2上安装有充电模块22，智能充电外壳2的一侧外壁上固定安装有对充电模块22进行三种工作不同模式状态调控的拨动式开关23，充电模块22包括锂电池、电池充电管理ic、升压转换器ic、微控制器mcu、对升压芯片电路进行控制的电压开关和用于判定是否输出充电的距离感知模块，距离感知模块包括距离传感器和计时器，微控制器mcu分别与距离感知模块、电压开关、电池充电管理ic、升压转换器ic电信号连接，电池充电管理ic为ch4212c芯片，升压转换器ic为aic3420升压转换器，微控制器mcu为bp45fh6n，电池充电管理ic内部集成有充电管理模块、放电管理模块和保护模块，距离感知模块中的距离传感器与微控制器mcu电信号双向连接，距离传感器与计数器双向电信号连接，微控制器mcu与电压开关电信号双向连接，电压开关与升压转换器ic双向电信号连接。
27.本实用新型的工作原理：本实用新型的充电模块22包括锂电池、电池充电管理ic、升压转换器ic、微控制器mcu、对升压芯片电路进行控制的电压开关和用于判定是否输出充电的距离感知模块，锂电池一般电压在2.7v
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4.2v之间，不足以激活输出充电，所以升压转换器ic管理的dc/dc电路会将锂电池电压转化为超过阈值(应不少于5v)的电压给目标设备充电，微控制器mcu对整个充电外壳电路(物理开关除外)进行管理，并显示充电状态，在给充电外壳充电时，充电电路的工作过程是通过交流适配器给充电外壳内部的锂电池充电，而升压电路工作过程是将充电外壳内部锂电池升压到阈值进行输出，从而给掌上超声供电，本实用新型的电路系统中添加了对升压芯片电路进行控制的电压开关和用于判定是否输出充电的距离感知模块，则当达到或背离设定的感知条件时，距离感知模块(由距离传感器和计时器组成)会通过pwm(脉冲宽度调制)输出控制产生中断，来通知微控制器mcu启动或停止升压及输出。
28.距离感应主要是利用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器，根据使用元件不同，分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。目前使用较多的距离传感器大多是红外距离传感器，该技术抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现。传感器探测到的距离判断信号通过芯片电路处理后，如果符合开始充电的判据，就将数字信号反馈给保护壳的微控制器mcu中的信号接收单元，接下来由微控制器mcu解析处理并发送操作指令使得保护壳开始为便携式超声设备充电。
29.拨动式开关23的三种工作模式包括模式1、模式2和模式3，模式1为强制充电模式，强制充电模式只要超声设备电量不足，就开始为其充电，直到充满为止，强制充电模式下关闭保护壳的距离探测等功能，强制充电模式与普通的移动电源没有区别，相当于只要移动
电源连接到充电接口上，且处于开机模式，就会自动充电，电路方案为常规的便携式电源管理方案，在强制充电模式下，掌上超声主机1是否能够进行扫描工作由其自身设置决定。
30.模式2为智能充电模式，智能充电模式根据设备的工作状态和空闲时间来自动选择是否为其充电；
31.在智能充电模式中，我们设定的进行充电的条件是：
32.(1)当设备离开操作者距离d超过d0(比如60cm)；
33.(2)在(1)的状态下连续时间t超过t0(比如30s)。
34.智能充电外壳2是日常连接在掌上超声上使用的，通常掌上超声主机1设置在扫描使用中，是不允许同时充电的。当(1)和(2)同时满足，操作者短期内不需要继续扫描操作，保护壳开始为便携式超声设备进行充电，距离感知模块会通知微控制器mcu开启电压开关，升压电路启动工作，输出端开始给掌上超声主机1供电。
35.在充电过程中，如果(1)的条件不再被满足，距离传感器将释放中断信号，通知微控制器mcu关闭电压开关，升压电路停止工作，输出端不再为掌上超声主机1供电，由于掌上超声主机1侦测移动电源的输出电压高于5v才会启动充电模式，故输出电压阈值可设定在5.15v，当输出电压超过此阈值，充电外壳作为移动电源开始持续充电。
36.模式3为禁止充电模式，禁止充电模式不为设备充电，禁止充电模式下，即为移动电源物理开关处于关闭状态。
37.本实用新型通过设置距离感知模块，距离感知模块由距离传感器和计时器组成，则本实用新型实现了自动为便携式超声设备充电的目的，简单实用，方便高效，对现有的超声设备是一个有价值的补充，提高了本实用新型智能充电外壳的实用性和新颖性，本实用新型通过设置拨动式开关23，则实现了本实用新型可以通过拨动式开关23实现三种不同的工作模式和状态，三种自动充电模式分别为强制充电模式、智能充电模式和静止充电模式，进一步提高了本实用新型智能充电外壳的实用性，方便使用者灵活调节使用。
38.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。