一种曲线凸轮式内窥镜可变刚度装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种曲线凸轮式内窥镜可变刚度装置，包括刚度调节装置和刚度调节驱动装置，刚度调节装置包括密接弹簧管，其配置于内窥镜插入管的柔性部，通过改变弹簧管刚度来调节柔性部的刚度；钢绳配置于密接弹簧管内部，两端设有限位装置；刚度调节驱动装置为异形凸轮机构，包括凸轮、安装于内套管直槽内的光轴以及异形手柄，通过牵引钢绳一端的限位环拉伸钢绳，钢绳另一端限位环对弹簧管的末端施加压力，完成弹簧刚度调节；通过转动异形手柄使得凸轮旋转，滚子将沿直槽直线上升，将旋转运动转换为光轴的直线运动以此作为直线行程，驱动内窥镜前部的变刚度机构作用，实现刚度变换，且异形凸轮通过凸轮曲线优化，可以完成高刚度状态维持。刚度状态维持。刚度状态维持。

【技术实现步骤摘要】
一种曲线凸轮式内窥镜可变刚度装置


[0001]本技术涉及一种内窥镜变刚度装置，特别涉及一种曲线凸轮式内窥镜可变刚度装置。

技术介绍

[0002]目前，医学领域已经广泛地实施使用内窥镜的医学检查。具体来讲，诸如CMOS、CCD等成像元件将会安装于内窥镜结构的头部，该部分将用于插入体腔，成像元件位于单元头部，并用于捕获体腔内部的图像。该图像将会传输到图像采集卡以及处理器中，之后，由数据输出装置将图像输出到医生端的监视器上，医生通过监视器输出的图像进行诊断，在某些情况下，医生还可以通过监视器辅助，对体腔内的病灶进行治疗，实现简单的病灶切除或者样品采集等。
[0003]现目前所存在的内窥镜已经可以完成上述工作，对于柔性部虽然可以容易地插入体腔内地复杂弯曲通路，但是该种柔性部位的顶端较为不稳定，难以在预定方向上插入该单元，在某些情况下，内窥镜需要保持插入时的方向以及形状，以实现某些操作。
[0004]例如，当用于结肠等位置的内窥镜需要通过弯曲部分时，由于刚度不够，需要借助一定的外力来实现过弯，同时，由于内窥镜插入体腔的管道部分可以同时进行一定的打结或者缝合操作，为了实现这些操作，内窥镜前部需要一定的刚性支撑，因此需要在内窥镜前部加入变刚度结构以提供支撑。同时，结肠内窥镜在插入的时候，会出现成环问题，这也可以通过为内窥镜前端提供刚性支撑来改善，以避免内窥镜插入过程中成环对肠道的拉扯。
[0005]在使用内窥镜操作时，操作者需要双手持握内窥镜操作手柄，在结肠镜处，传统内窥镜需要双人操作，一人进行内窥镜的操作手柄的操作，另一人进行内窥镜柔性部的插入、固定以及旋转等工作。由于内窥镜刚柔变化时，通常需要保持其变换时的位置、姿态等，所以负责柔性部的操作者需要保持其姿态，变换过程需要由操作手柄操作者单人完成。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种曲线凸轮式内窥镜可变刚度装置，能够单人操作且能够集成于内窥镜操作手柄中的刚柔变换，实现变换所需行程较小、扭力较低，保证变换过程中内窥镜的姿态恒定。
[0007]为了实现上述目的，本技术设计了一种凸轮式的内窥镜变刚度装置，该装置包括操作部分、运动转换部分、内窥镜变刚度部分以及连接限位部件；该装置位于内窥镜操作手柄上，操作者可以通过旋转操作部分，驱动内窥镜前端的变刚度结构实现刚柔转换。
[0008]利用该种结构，内窥镜操作手柄可以在操作者输入较小行程的情况下实现变刚度操作。
[0009]本
技术实现思路
的第一方面是操作部分，包括操作者操作的凸轮旋钮及其对应的不锈钢柱，不锈钢柱通过钢绳牵引环与钢绳本体连接，操作者可以实现单人输入一个扭转运动，将以更好地在刚柔转换时保持柔性部的位置和姿态。
[0010]本
技术实现思路
的第二方面是运动转换部分，包括凸轮旋钮、不锈钢柱、钢绳牵引环、弹簧本体，是用于运动转换的凸轮旋钮以及不锈钢柱，由于内窥镜操作手柄的轴向尺寸远大于径向尺寸，因此，本文通过凸轮旋钮输入旋转运动，带动安装于支撑套管直槽内的不锈钢柱进行上下直线运动，从而带动固结于不锈钢柱的钢绳牵引环上下直线运动，钢绳本体一端固结于钢绳牵引环上，钢绳牵引环的直线运动将传递到钢绳本体上，从而带动安装于钢绳本体前端的调节螺母与空心调节螺柱，使其作用于内窥镜变刚度部分，实现刚柔转换，完成直线行程后，凸轮旋钮存在一段自锁行程，不锈钢柱将由弹簧本体压紧于凸轮旋钮的自锁行程部分，以此实现保持变刚度状态，需要放松时继续旋转凸轮旋钮即可接触高刚度状态。
[0011]本
技术实现思路
的第三部分是内窥镜的变刚度部分，该部分用于接受操作者传递进入的运动，实现刚柔转换，该部分主要包括钢绳本体、钢绳本体前端固结的调节螺母与空心调节螺柱、密接弹簧管、弹簧管保持环、以及内窥镜插入管内外层，钢绳本体放置于密接弹簧管内部，通过弹簧管保持环安装于内窥镜的插入管内层，调节螺母以及空心调节螺柱被装于钢绳本体前端，当钢绳进行直线运动上提时，调节螺母与空心调节螺柱将抵住密接弹簧管；由于密接弹簧管与钢绳本体这个整体通过弹簧管保持环固结在内窥镜的插入管内层，在抵住前，内窥镜刚度由内窥镜插入管内外层以及钢绳本体决定，在抵住后，内窥镜刚度由内窥镜插入管内外层以及密接弹簧管决定，以此实现刚柔转换。
[0012]本
技术实现思路
的第四部分是一些连接件、限位件以及辅助部件，主要由插入管转接件、插入管固定套、内窥镜主动弯曲部、内窥镜前端盖、密接弹簧管固定环、弹簧套筒下保持座、旋钮下保持环、支撑套管、弹簧限位环以及变刚度装置转接套筒；插管转接件用于连接内窥镜插入管本体部分与变刚度机构部分，插管转接件通过螺栓与插入管固定套、密接弹簧管固定环以及变刚度装置转接套连接，插入管固定套与插入管外层相固结，密接弹簧管固定环与密接弹簧管相固结，由此将内窥镜变刚度以及插入管本体部分与插入管转接件相固结，通过变刚度装置转接套筒将插入管本体部分与变刚度装置相固结，使其形成一个整体，变刚度装置转接套筒通过螺栓与旋钮下保持环进行连接，同时也与弹簧套筒下保持座以及旋钮下保持座相连接，该弹簧套筒保持座通过型面将弹簧套筒本体下部保持固定，弹簧本体将安装于弹簧套筒本体外，以此保持竖直，实现其锁紧功能，支撑套管将安装于弹簧本体外侧，配合弹簧套筒本体保持弹簧本体，弹簧限位环通过螺栓与支撑套管相连接，锁紧弹簧本体上部；同时，支撑套管侧面开有直槽，其中安装有不锈钢柱，保证不锈钢柱上下直线运动不旋转，不锈钢住上固结有钢绳牵引环以及钢绳本体，支撑套管外部套有凸轮旋钮，该凸轮旋钮下部由旋钮下保持环限制位置，弹簧本体将不锈钢柱压紧于凸轮旋钮上，实现不锈钢柱上部固定；据上述连接方式，本技术可以形成一个整体。
[0013]综上所述，本技术对比于现有技术的有益效果为：
[0014]通过牵引钢绳可以实现密接弹簧管刚度调节模块处于高刚度状态(或称刚性状态)，通过旋转凸轮旋钮，可以解除其高刚度状态，使其变为低刚度状态(或称柔性状态)；并且通过旋转凸轮旋钮，实现内窥镜插入管部分整体刚度变化，并保持该刚度变换状态；
[0015]通过优化凸轮旋钮的凸轮曲线，可实现在刚度变化较低时转动角度对应较大行程，刚度较高的时候，钢绳需要拉力增大，这时候转动角度对应较小行程，以实现较小的力完成对钢绳施加更大的拉力；
[0016]钢绳置于密接弹簧管内部，钢绳牵引力沿钢绳轴向方向，与密接弹簧管受力方向一致，避免了钢绳多次受径向力后材料疲劳导致钢绳断裂的情况；通过转动置于空心调节螺柱上的调节螺母实现调整钢绳尾端与弹簧管尾端相对距离；
[0017]变刚度驱动模块设计基于现有内窥镜手柄结构，可以通过转接方式置于现有内窥镜产品末端与插入管之间，变刚度模块作为添加功能不用对现有内窥镜结构进行太多改动。
附图说明
[0018]通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若干实施方式，其中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种曲线凸轮式内窥镜可变刚度装置，其特征在于，包括刚度调节模块和刚度调节驱动模块，刚度调节模块包括插入管本体、密接弹簧管、弹簧管固定件、钢绳本体、调节螺母和空心调节螺柱，密接弹簧管设置在插入管本体内部并且其顶端与弹簧管固定件固定连接，弹簧管固定件设有螺纹孔将自身固定于内窥镜手柄上，钢绳本体穿设在密接弹簧管内、且上下两端分别穿出弹簧管固定件顶端和密接弹簧管底端，钢绳本体底端依次穿过调节螺母和空心调节螺柱并与空心调节螺柱焊接固定，调节螺母中空设置且内设内螺纹，空心调节螺柱与调节螺母底端螺纹连接；刚度调节驱动模块包括插入管转接件、插入管固定套、变刚度装置转接套筒、支撑套管和凸轮旋钮，插入管转接件顶端套设在支撑套管底端外壁上，插入管固定套套设在插入管转接件底端内部位置，插入管本体顶端与插入管固定套底端内部连接，变刚度装置转接套筒位于支撑套筒内部且位于插入管转接件上方，变刚度装置转接套筒外侧套设有弹簧套筒下保持座，弹簧套筒下保持座顶端通过型面安装有位于支撑套管内的弹簧套筒本体，凸轮旋钮转动设置在支撑套管上并位于弹簧套筒下保持座正上方，凸轮旋钮上方设置有呈曲线设置的凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹泽晖，宋世伟，
申请(专利权)人：杭州先奥科技有限公司，
类型：新型
国别省市：