CN101683256B - 探测头及具有所述探测头的探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种探测装置，包括探测头、直线运动产生机构及旋转运动产生机构，直线运动产生机构包括第一驱动杆，旋转运动产生机构包括一旋转杆；探测头包括一管体，管体包括一连接端和一末端用于插入待检测处，一光学感应器可旋转地装设于所述末端，所述连接端与旋转运动产生机构的旋转杆相连从而使得所述管体可随旋转杆转动；所述探测头还包括装设于管体内的连杆机构，所述连杆机构包括一连接杆，受所述第一驱动杆驱动并可沿管体长度方向运动，第二驱动杆，连接至所述光学感应器，当第一驱动杆驱动连接杆沿管体运动时，第二驱动杆驱动光学感应器相对管体旋转。本发明的探测装置占用空间小。

Description

探测头及具有所述探测头的探测装置

【技术领域】

本发明涉及一种探测装置，尤其涉及一种可用于内窥镜外科的探测装置。

【背景技术】

内窥镜外科由于具有以下优点：在不施行剖腹术即病人腹壁上没有大切口的情况下外科医生有机会观察患者腹内内脏；形成小的穿刺孔或伤口从而减小外伤；由于缩短了患者在医院的滞留时间而减小了病人需支付的费用，近年来得到广泛应用。一般地，内窥镜检查是通过用一发光的光学仪器和一内窥镜来显影患者体内的情况，内窥镜装设于一套管内，套管连同其他外科仪器通过患者小的穿刺孔进入其体内。

然而，现有的内窥镜仪器，当医生需要观察被检测者的不同位置时，通常需要以穿刺孔为中心在被检测者体外以不同角度倾斜套管以使得内窥镜能朝向患者的不同位置，使用此种内窥镜仪器需占用很大的空间。

因此，有必要开发一种能解决以上问题的探测装置。

【发明内容】

为了解决上述问题，本发明提供一种探测头，包括一管体，所述管体包括一连接端用于与外接驱动机构相连，和一末端用于插入待检测处，一光学感应器可旋转地装设于所述末端，所述探测头还包括装设于管体内的连杆机构，所述连杆机构包括一长条形的连接杆受所述外接驱动机构驱动并可沿管体长度方向运动，一驱动杆，所述驱动杆的一端与所述连接杆旋转连接，另一端与所述光学感应器旋转连接，当所述外接驱动机构驱动所述连接杆沿管体长度方向运动时，所述驱动杆驱动所述光学感应器相对管体旋转。

本发明亦提供一种探测装置，包括探测头与驱动机构，所述驱动机构包括直线运动产生机构及旋转运动产生机构，所述直线运动产生机构包括第一驱动杆，所述旋转运动产生机构包括一旋转杆，所述探测头包括一管体，可拆卸地连接地所述驱动机构，所述管体包括一连接端和一末端，所述末端用于插入待检测处，一光学感应器可旋转地装设于所述末端，所述连接端与旋转运动产生机构的旋转杆相连从而使得所述管体及光学感应器可随旋转杆转动；所述探测头还包括装设于管体内的驱动结构，所述驱动结构连接于所述第一驱动杆与光学感应器之间，当所述第一驱动杆沿直线驱动所述探测头的驱动结构时，所述驱动结构驱动所述光学感应器相对管体旋转。

本发明进一步的改进在于：所述驱动结构包括一连接杆，所述连接杆受所述第一驱动杆驱动并可沿管体长度方向运动；及第二驱动杆，所述第二驱动杆的一端与所述连接杆旋转连接，另一端与所述光学感应器旋转连接，当所述第一驱动杆驱动所述连接杆沿管体长度方向运动时，所述第二驱动杆驱动所述光学感应器旋转。

本发明所举实施例具有的有益效果是：通过直线运动产生机构及驱动机构可驱动光学感应器在管体内旋转，通过旋转运动产生机构可驱动管体连同其内的光学感应器旋转，从而扩大光学感应器的观测范围，整个装置占用空间小。

【附图说明】

图1所示为本发明一实施例提供的内窥镜操作平台的立体示意图；

图2A与2B所示为本发明实施例提供的内窥镜操作平台的探测装置与支架的连接关系图；

图3所示为本发明实施例提供的探测装置的立体示意图；

图4所示为本发明实施例提供的探测装置的截面示意图；

图5所示为本发明实施例提供的探测装置的齿轮驱动机构的立体示意图；

图6A所示为本发明实施例提供的探测头的立体示意图；

图6B所示为本发明实施例提供的探测头的连接端于另一角度的立体放大示意图；

图7A与7B所示为本发明实施例提供的探测头于两种状态下的截面示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示为本发明一实施例提供的一种内窥镜操作平台，其包括床10、位于床10一旁的控制器20、与控制器20相连接的支架30，及设于支架30一端的探测装置40。所述支架30可相对床10沿任意方向上下运动或旋转以便可快速地将探测装置40调整到接近被检测者刀口所在的位置。

请一并参阅图2A与2B，所述支架30的一端设有电机35、离合器36、齿轮37，所述电机35通过离合器36驱动所述齿轮37旋转，所述探测装置40与一齿条42相固定，所述齿条42与所述齿轮37啮合，通过调节控制器20控制电机35的运转，所述电机35通过离合器36驱动所述齿轮37旋转从而驱动所述齿条42连同探测装置40靠近或远离床10，离合器36的使用还可方便用户实现探测装置40上下移动的手动功能，即：用户可手动向上或向下推动探测装置40相对支架30运动。一显示屏38设置于支架30的某一预定位置并与所述控制器20电连接，以方便医生将探测装置40插入被检测者体内后可通过显示屏38观察被检测者的状况。

请一并参阅图3与图4，所述探测装置40包括驱动机构50及探测头80。

所述驱动机构50包括一外壳52、装设于外壳52内的直线运动产生机构60及旋转运动产生机构80，外壳52的连接端装设有带外螺纹的连接件54。

请一并参阅图5，所述直线运动产生机构60包括第一电机61、固定套置于所述电机61输出轴上的蜗杆62、与所述蜗杆62相啮合的蜗轮63、与蜗轮63固定于同轴并可随蜗轮63旋转的齿轮64、与所述齿轮64啮合的齿条65、一端与齿条65固定的驱动杆66，当所述第一电机61工作时，所述电机61输出轴上的蜗杆62驱动蜗轮63旋转，齿轮64随蜗轮63同步旋转并同时驱动齿条65作直线运动从而带动驱动杆66作直线运动。所述直线运动产生机构60还包括一手动机构，包括手动轮67、与手动轮67固定于同轴并可随手动轮67旋转的齿轮68，所述齿轮68与齿条65啮合，当用户用手拨动手动轮67时，所述齿轮68可驱动齿条65运动从而带动驱动杆66运动。在上述直线运动产生机构60中，传动齿轮的个数并不限定为一个或几个，可根据实际需要调整。

所述旋转运动产生机构70包括第二电机71、固定套置于所述电机71输出轴上的蜗杆72、与所述蜗杆72相啮合的蜗轮73、固定插设入蜗轮63的中心孔并可随蜗轮63同步运转的具有空心结构的旋转杆74，当所述第二电机71工作时，所述电机71输出轴上的蜗杆72驱动蜗轮73旋转，从而带动旋转杆74旋转。所述旋转运动产生机构70还包括手动轮75、与手动轮75固定于同轴并可随手动轮75旋转的齿轮76、与齿轮76啮合的从动轮77、所述从动轮77固定套置于旋转杆74的上，当用户用手拨动手动轮75时，所述齿轮76可驱动从动轮77运转从而带动旋转杆74转动。所述直线运动产生机构60的驱动杆66穿越旋转杆74，驱动杆66的末端66a可伸出所述旋转杆74的末端74a，所述驱动杆66的直径小于旋转杆的内径，旋转杆74的转动与驱动杆66的直线运动互不干扰；所述旋转杆74的末端74a外表面设有若干切屑面从而使得所述末端的横截面为非圆形以便与所述探测头80的连接柱94上的非圆形接口96(见图6B)配合。可以理解地，上述驱动机构50的旋转杆74的非圆形末端74a与连接柱94的非圆形接口配合，可以包括各种变化情况，只要旋转杆74的末端74a插入连接柱94的接口后能使得连接柱94可随旋转杆74同步旋转即可，如旋转杆74的末端74a与连接柱94的接口为相互配合的多边形；旋转杆74的圆形末端74a侧避开槽，连接柱94的圆形接口侧壁开槽，一连接花健的两侧分别收容于两开槽中。

请一并参阅图6A-7B，所述探测头80包括管体82，及装设于管体82内的连杆机构，所述连杆机构包括一连接杆86、与所述连接杆86的一端旋转连接的驱动杆88。所述管体82的远离驱动机构50的部分用于插入被检测者体内，一带光学镜头的光学感应器90(CMOS image sensor)可旋转地装设于所述管体82的末端，所述驱动杆88的另一端旋转连接至所述光学感应器90的一侧。所述光学感应器90通过一连接轴92可旋转地安装至所述管体82的末端，当所述连接杆86沿管体82长度方向运动时，所述驱动杆88驱动所述光学感应器88绕所述连接轴92旋转。

所述探测头80还包括：收容柱84，套置于所述管体82的连接端；具有空心结构的连接柱94，所述连接柱94的一端通过花健或其他凹凸相配合的方式与所述管体82的连接端连接，从而使得所述管体82可随所述连接柱94旋转，所述连接柱94的另一端开设有非圆形的接口96，用于接收所述旋转杆74的末端74a，以便所述连接柱94连同管体82可随旋转杆74同步旋转，所述连接柱94内位于接口96的下方形成有一台阶94a，所述连接杆86的远离光学感应器88的一端插入所述连接柱94的下端。一绝缘块98收容于所述收容柱84的开口端并露出连接柱94的接口96，一插头99设置于所述绝缘块98内。一螺母100套置于所述收容柱84外。一弹性回复装置如螺旋弹簧102套置于连接杆86的连接端外侧，一套筒104套置于弹簧102外，用于保护连接于光学感应器90与控制器20之间的光纤和/或信号线(图未示)，防止所述光纤和/或信号线接触弹簧102后被压伤。所述连接杆86的上行位置(原始位置)受台阶94a限制，下行位置受套筒104的顶端限制。

请再参阅图4，当将探测头80装设于驱动机构50时，驱动机构50外壳52连接端的连接件54螺入探测头80的螺母100内，通过拧紧100可将探测头80固定安装至驱动机构50的下方；驱动机构50的旋转杆74的非圆形末端74a插入窥镜套管结构80的连接柱94的非圆形接口96内，从而使得连接柱94连同管体82及管体内的装置可随旋转杆74同步旋转，一支撑轴承56固定于连接件54用于支撑所述旋转杆74；驱动机构50的驱动杆66的末端66a插入连接柱94内，所述驱动杆66可驱动窥镜套管结构80的连接杆86沿管体82长度方向运动，从而导致窥镜套管结构80的驱动杆88驱动光学感应器90绕连接轴92旋转；复位弹簧102用于使连接杆86复位；连接光学感应器90的光纤/信号线(图未示)穿过管体82内与插头99电连接，插头99插入位于连接件54的插座(图未示)内，连接件54的插座与控制器20及显示屏38电相连。

在上述实施例中，通过直线运动产生机构60及连杆机构可驱动光学感应器90在管体82内旋转，通过旋转运动产生机构70可驱动管体82连同其内的光学感应器90旋转，在本实施例中，所述光学感应器90在管体82内的倾斜(TILT)角度范围为90度，管体82与光学感应器90相对驱动机构50的旋转(PAN)角度范围为180~360度(此角度范围可根据实际应用需要通过配合限位机构调整)，从而可大大扩大光学感应器90的观测范围，且整个装置占用空间小。所述探测头80通过螺纹连接方式可拆卸地连接至驱动机构50，当所述探测头80使用完后，可方便地从驱动机构50拆卸，易更换。可选地，所述探测头80还可通过如卡扣等其他方式可拆卸地连接至驱动机构50的壳体52。

可以理解地，上述实施例中的连杆机构还可以换成其他驱动结构，如换成由钢丝弯成的类似自行车刹车线的驱动线结构，驱动线的一端与直线运动产生机构60连接，另一端与光学感应器90连接，当驱动线的一端受直线运动产生机构60拉扯时，驱动线的另一端拉动所述光学感应器90从而使之旋转。

可以理解地，上述探测头80与探测装置40除了用在内窥镜外科之外，还可用于其他需要小型探测仪的领域，如中央空调管道内部探测等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种探测头，包括一管体，所述管体包括一连接端用于与外接驱动机构相连，和一末端用于插入待检测处，一光学感应器可旋转地装设于所述末端，其特征在于：所述探测头还包括装设于管体内的连杆机构，所述连杆机构包括一长条形的连接杆受所述外接驱动机构驱动并可沿管体长度方向运动，一驱动杆，所述驱动杆的一端与所述连接杆旋转连接，另一端与所述光学感应器旋转连接，当所述外接驱动机构驱动所述连接杆沿管体长度方向运动时，所述驱动杆驱动所述光学感应器相对管体旋转。

2.如权利要求1所述的探测头，其特征在于：所述光学感应器相对管体的旋转角度范围为90度。

3.如权利要求1或2所述的探测头，其特征在于：所述光学感应器通过一连接轴可旋转地安装至所述管体的末端，所述驱动杆连接至所述光学感应器的一侧，当所述连接杆沿管体长度方向运动时，所述驱动杆驱动所述光学感应器绕所述连接轴旋转。

4.如权利要求1所述的探测头，其特征在于：所述探测头还包括一弹性回复装置连接于管体与连接杆之间，用于连接杆的复位。

5.如权利要求4所述的探测头，其特征在于：所述弹性回复装置为螺旋弹簧，所述弹簧外套置有一套筒。

6.一种探测装置，包括探测头与驱动机构，其特征在于：所述驱动机构包括直线运动产生机构及旋转运动产生机构，所述直线运动产生机构包括第一驱动杆，所述旋转运动产生机构包括一旋转杆，所述探测头包括一管体，可拆卸地连接至所述驱动机构，所述管体包括一连接端和一末端，所述末端用于插入待检测处，一光学感应器可旋转地装设于所述末端，所述连接端与旋转运动产生机构的旋转杆相连从而使得所述管体及光学感应器可随旋转杆转动；所述探测头还包括装设于管体内的驱动结构，所述驱动结构连接于所述驱动机构的第一驱动杆与光学感应器之间，当所述驱动机构的第一驱动杆沿直线驱动所述探测头的驱动结构时，所述驱动结构驱动所述光学感应器相对管体旋转。

7.如权利要求6所述的探测装置，其特征在于：所述光学感应器相对管体的旋转角度范围为90度。

8.如权利要求6所述的探测装置，其特征在于：所述探测头的驱动结构为连杆机构，包括一连接杆，所述连接杆受所述第一驱动杆驱动并可沿管体长度方向运动；及第二驱动杆，所述第二驱动杆的一端与所述连接杆旋转连接，另一端与所述光学感应器旋转连接，当所述第一驱动杆驱动所述连接杆沿管体长度方向运动时，所述第二驱动杆驱动所述光学感应器旋转。

9.如权利要求6所述的探测装置，其特征在于：所述直线运动产生机构包括固定至第一驱动杆的齿条、电机、固定套置于所述电机输出轴上的蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮、至少一齿轮用于将蜗轮的转动传递至齿条。

10.如权利要求9所述的探测装置，其特征在于：所述直线运动产生机构装设于一壳体内，所述直线运动产生机构还包括一手动轮暴露于所述壳体外，以便用户手动操作，至少一齿轮用于将手动轮的转动传递至齿条。

11.如权利要求6所述的探测装置，其特征在于：所述旋转运动产生机构包括电机、一转动传递机构用于将电机的旋转输出传递至所述旋转杆。

12.如权利要求11所述的探测装置，其特征在于：所述旋转运动产生机构装设于一壳体内，所述旋转运动产生机构还包括一手动轮暴露于所述壳体外以便用户手动操作，另一转动传递机构用于将手动轮的转动传递至旋转杆。

13.如权利要求8所述的探测装置，其特征在于：所述旋转杆为中空结构，所述第一驱动杆穿过所述旋转杆，第一驱动杆的直线运动与旋转杆的旋转运动互不干涉。

14.如权利要求13所述的探测装置，其特征在于：所述管体的连接端连接有一连接柱，所述连接柱内开设有非圆形接口用于收容所述旋转杆的末端，所述旋转杆末端的形状与所述连接柱的非圆形孔匹配，从而使得所述管体及连接柱可随所述旋转杆旋转。

15.如权利要求14所述的探测装置，其特征在于：所述连接柱为中空结构，其内设有一台阶，所述第一驱动杆通过所述旋转杆后从连接柱的一端进入连接柱，所述探测头的的连接杆从连接柱的另一端进入连接柱，所述连接柱的台阶用于定位所述连接杆的原始位置，所述探测头还包括一弹性回复装置连接于管体与连接杆之间，用于保持连接杆于原始位置。

16.如权利要求14所述的探测装置，其特征在于：所述探测头还包括一螺母，所述直线运动产生机构与旋转运动产生机构装设于一壳体内，所述壳体的末端设有连接件，所述连接件有外螺纹与所述螺母螺合，从而将所述探测头固定至所述壳体。

17.如权利要求6至8及12至16任一项所述的探测装置，其特征在于：所述探测装置与一齿条相固定，所述齿条与一齿轮啮合，一电机通过一离合器驱动所述齿轮旋转。

18.如权利要求17所述的探测装置，其特征在于：所述电机装设于一支架的一端，所述支架的另一端连接有一控制器用于所述探测装置的驱动机构运动，所述控制器还与一显示屏电连接。

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