CN102058374A - 由复合材料管制成的内窥镜轴 - Google Patents

Abstract

说明了一种由复合材料管制成的内窥镜轴，它包括一个外管和一个比该外管软和更有弹性的内管，以及用于增加复合材料管的刚度的螺旋弹簧。根据本发明，在松弛状态下，该螺旋弹簧的外径比该内管的内径大。另外，该螺旋弹簧插入该内管中，尤其是在弹簧偏置下该螺旋弹簧松散地插入该内管中，从而它可在径向压紧在该内管上。

Description

由复合材料管制成的内窥镜轴

技术领域

本发明涉及由复合材料管制成的内窥镜轴，特别是涉及包括一个外管、一个比该外管软和/或更有弹性的内管、以及用于增加复合材料管的刚度的螺旋弹簧的由复合材料管制成的内窥镜轴。

背景技术

近来，将内窥镜插入病人的结肠中长达2.5m的距离，以检查和需要时治疗病人的病理学组织改变，例如癌，息肉(polypi)，肛瘘等。为了克服这个极长的插入距离，新的内窥镜装有由包围内窥镜轴的外翻管构成的驱动装置。利用该驱动装置可使内窥镜轴前进，并将进给力加在内窥镜轴上。

从目前的技术水平，特别是申请人的水平来看，在许多专利刊物的范围内已公开了包括可驱动内窥镜轴向前和向后的外翻管驱动装置的这种内窥镜。这种内窥镜基本上由插入并在外翻管中滑动的内窥镜轴构成。该外翻管由PVC管或外翻在内窥镜轴的远端和近端上的硅酮构成(双外翻管设计)，而驱动装置则在该管的中心部分上。外翻在外侧的该管的相应末端被引导至这个驱动装置并固定在该驱动装置的壳体上。

该驱动装置本身由具有多个驱动轮或一个履带的连续的前进机构或不连续的驱动机构组成。基本上，该驱动装置只驱动外翻管，该外翻管再将驱动力加在内窥镜轴上。为此目的，该驱动装置及其驱动机构分别与内部的外翻管部分摩擦接触，并依靠摩擦将进给力传递给该内部的外翻管部分。在该外翻管的内面部分上产生的这个进给力使该外翻管的远端外翻部分产生向前运动，与固定在内窥镜轴上的挡块接触和在其上滑动。因此，该外翻管的远端外翻部分的向前运动通过该挡块传给内窥镜轴，从而使后者进入该内部的外翻管部分。

由于运动的条件，该外翻管的内部的外翻管部分的前进速度为内窥镜轴的前进速度的两倍，因此需要相对的滑动运动使运动同步。

从技术现状的上述说明中可知，为了将足够的进给力传给内部的外翻管部分，驱动机构必需以预先确定的最小的接触力压紧在内部的外翻管部分上。然而，这造成内窥镜轴在驱动机构的区域中基本上有压痕。另外，在这个位置必需克服在内窥镜轴和内部的外翻管部分之间的较大的摩擦。这只有充分润滑内窥镜轴才可能实现。此外还发现，驱动机构在短行程或长行程中使内窥镜轴变形，这造成外翻管和在其中的内窥镜轴进给不均匀。

为了能将内窥镜插入病人结肠中上述的距离，内窥镜轴必需具有高的挠性和弹性。但这与内窥镜轴形成驱动机构的足够刚性的反支承的必需的性质矛盾。

有鉴于上述现有的内窥镜轴存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新结构的由复合材料管制成的内窥镜轴，能够改进一般现有的内窥镜轴，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

考虑到这些问题，本发明的目的是要提供一种由复合材料制成的内窥镜轴，该材料有足够的弹性，可以用作包围内窥镜轴的外翻管的驱动装置的反支承，还可减小内窥镜轴和包围它的外翻管之间的摩擦。

根据本发明，这个目的可利用包括权利要求1的特点的由复合材料制成的内窥镜轴达到。

本发明的进一步说明是从属权利要求的事情。

从而，本发明的核心为制造由具有外管和比外管软和/或弹性大的内管的复合材料管制成的内窥镜轴，以及增加复合材料管的刚性的螺旋弹簧。根据本发明，在松弛状态下，该螺旋弹簧的外径比该内管的内径(稍)大。该螺旋弹簧插入该内管中，尤其是在预先确定的弹簧偏置(取决于弹簧刚度和径向尺寸)下，该螺旋弹簧松散地插入该内管中，从而在径向压紧在该内管上。

这样，螺旋弹簧作为为了内窥镜轴而接着放置的驱动装置的改进的反支承，不但是由于其材料的刚度，而且是由于其以径向偏置安装，这样可防止由于驱动装置持久的压紧力作用引起的内窥镜轴的径向变形。

根据本发明的另一个方面，提供了包括一个外管的内窥镜轴，该外管的外圆周表面有螺旋状结构。换句话说，该管的外圆周表面形成沿着该管的轴向方向以螺旋状延伸的凹陷或突出部分。

最好，选择作用在该内管上的沿径向向外作用的螺旋弹簧的压紧力较大，使得根据第一个方面的螺旋弹簧通过该内管和外管的壁在外管的外侧压出一个结构。另外，最好该外管外侧的结构相应于该螺旋弹簧的弹簧线圈。这有个优点是，作为驱动装置的外翻管可围绕内窥镜轴相对运动，并且作用在其上的驱动装置的驱动力与内窥镜轴的接触表面减小，可使内窥镜轴和外翻管之间的摩擦减小。

另外，变得明显的外侧结构(表面结构)形成收集压入的润滑剂的接收凹部(凹坑)，这样可更减小摩擦。

在这个意义上最好设计该螺旋弹簧，使它在其轴向长度上具有不同的弹簧刚度和/或梯度和/或外径，以优化在2.5m的长度上的各部分的内窥镜轴的弹性。

接着，本发明提供了包括一个外翻管驱动装置的内窥镜，该驱动装置由被一个驱动装置包围的外翻二次的驱动管组成。该驱动装置包括与该驱动管摩擦接合，将进给力加在该驱动管上的驱动零件(例如摩擦轮)。根据本发明，具有上述特点的内窥镜轴被导向在该驱动管中滑动，并为驱动零件形成径向反支承。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的内窥镜的内窥镜轴的侧视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的由复合材料管制成的内窥镜轴的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

下面参考一个附图利用优选实施例详细地说明本发明。图1表示根据本发明的内窥镜的内窥镜轴的侧视图，它包括根据本发明的优选实施例的外翻管驱动装置。

该内窥镜轴由具有所谓的摩擦优化的外表面的复合材料管1构成。具体地说，该复合材料管由一个内管和一个外管组成的两个共同挤压或粘接的管形成。该内管由比外管软的材料制造。该内管保证复合材料管的最小挠性，而该外管保证最小的变形阻力，以及在其表面上的好的摩擦特性。具体地说，该内管的萧氏硬度为大约萧氏A60，该外管的萧氏硬度为大约萧氏A92。另外，该内管最好由PVC材料制造，外管由PUR材料制造。

螺旋弹簧2被夹紧(添加)在复合材料管1中，以增加径向刚度。

具体地说，在松弛状态下，该内管的内径比螺旋弹簧2的外径稍小。为了进行添加工序，这个弹簧2被扭转，因此其直径减小。然后，在该内管的基本全长上，将该弹簧插入该内管的内径中，并使它松弛。这样，螺旋弹簧2的直径变宽，该螺旋弹簧在该复合材料管1上产生径向力，使该复合材料管1稍微变宽。

具体地说，插入的螺旋弹簧2的径向夹紧力使得可在复合材料管1的外面看见单个的弹簧线圈，从而看见带有稍微的径向凸起和凹痕的螺旋肋图形。该弹簧的几何形状最好为矩形，以便利用复合材料管1的恢复力或装有这个内窥镜轴的内窥镜的驱动装置的压紧力，最大限度地排除插入的弹簧2的倾斜。另外，该矩形的弹簧的几何形状将该复合材料管的自由的内径(复合材料管和扁簧一起)增大。

在完成的内窥镜操作的过程中，在该复合材料管1的近端，即从病人的身体孔突出的后端配置一个金属件的润滑喷嘴4，在该喷嘴上联接地夹紧该复合材料管1和扁簧3。

作为上述矩形弹簧几何形状的另一可替换的形式，也可设计圆形或椭圆形的弹簧。另外，还可使用具有两个在弹簧的纵向方向上不同的梯度的弹簧。这样，复合材料管1的刚度为其长度的函数。这对优化在病人的结肠内的“行进距离”是有利的。

还有另一个优化所用螺旋弹簧的方案，即在该弹簧的纵向方向上正常隔开的步幅中，改变该弹簧的外径。基于观察，即根据上述说明，该螺旋弹簧给复合材料管的外侧一个特殊的结构，该结构可在该复合材料管的纵向方向以不同的方式牢固地形成。根据本发明的装有外翻管驱动装置的内窥镜的内窥镜轴的设计的优点和效果综述如下。

如在开始所述，装有所述的内窥镜轴的内窥镜包括一个外翻管驱动装置，该驱动装置由被一个驱动装置包围的二次外翻的管构成，用以传递摩擦进给力。这个驱动装置使驱动零件，例如驱动轮或履带与径向的内管部分摩擦接触，在外翻管的纵向方向驱动该内管。该内部的外翻管部分的这个驱动运动在该外翻管的前(远)和/或后(近)端的外翻区域中传递给可在该外翻管内相对移动的内窥镜轴。由于在开始所述的理由，内窥镜轴和该驱动管的内管部分之间的这种相对移动的能力具有突出的重要性。

为了形成足够的摩擦接触，该驱动零件必需以径向力压紧在该内部外翻管部分。为此，该内部内窥镜轴可用作该驱动零件的反支承。显然，在这个位置内窥镜轴和内部外翻管部分之间的摩擦增加。

应考虑到为了这个功用优化使用两种材料。即是说，软的弹性的内管保证内窥镜轴向前运动，进入病人的结肠，这时内窥镜轴弹性地跟随结肠的弯曲，不会过分地扩宽结肠。与内部的内窥镜轴管比较较硬的外管保证在径向的预先确定的最小的刚度，这样可作为外翻管驱动装置的驱动零件的反支承。这样可知，外管的壁厚可比内管的壁厚小很多，仍能维持足够的径向刚度。

与内管比较径向尺寸大的(松散地)插入内管中的螺旋弹簧使整个复合材料管扩宽，并在外管的外侧有弹簧线圈的压痕。该螺旋弹簧支持外管的反支承功能，并有助于内窥镜轴在进给过程中，在驱动零件的区域中不被驱动装置挤压或径向变形。该螺旋弹簧在其全长上稍微增加内窥镜轴的弹性。最后，由螺旋弹簧的径向压紧力引起的，在外管的外侧上的螺旋形圆周槽使内窥镜轴和包围该内窥镜轴的驱动的外翻管之间的接触表面减小。由于这个支承表面减小，内窥镜轴和外翻管之间的摩擦力减小。最后，该槽形成润滑剂凹坑，压入内窥镜轴和驱动的外翻管之间的润滑剂存储在其中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种由复合材料管(1)制成的内窥镜轴，它包括一个外管和一个比该外管软和/或更有弹性的内管，以及用于增加复合材料管(1)的刚度的螺旋弹簧(2)，其特征为，在松弛状态下，该螺旋弹簧(2)的外径比该内管的内径大，并且该螺旋弹簧(2)插入该内管中，尤其是在弹簧偏置下该螺旋弹簧(2)松散地插入该内管中，从而该螺旋弹簧(2)在径向压紧在该内管上。

2.如权利要求1所述的内窥镜轴，其特征为，选择径向压紧力足够大，使该螺旋弹簧(2)通过该内管和外管的壁，在该外管的外侧压出一个结构。

3.如权利要求2所述的内窥镜轴，其特征为，该外管外侧上的结构相应于该螺旋弹簧(2)的弹簧线圈，并形成螺旋形的凸痕和凹痕。

4.如先前的权利要求中任何一条所述的内窥镜轴，其特征为，该外管的硬度为萧氏A92，该内管的硬度为萧氏A60。

5.如权利要求4所述的内窥镜轴，其特征为，该外管由PUR构成，该内管由PVC构成。

6.如先前的权利要求中任何一条所述的内窥镜轴，其特征为，该外和内管被共同挤压。

7.如先前的权利要求中任何一条所述的内窥镜轴，其特征为，该外管的壁厚比该内管的壁厚小。

8.如先前的权利要求中任何一条所述的内窥镜轴，其特征为，该螺旋弹簧(2)具有矩形弹簧的几何形状。

9.如先前的权利要求中任何一条所述的内窥镜轴，其特征为，轴长度约为2.5m。

10.一种内窥镜，它包括由驱动管组成的外翻管驱动装置，该驱动管被包括驱动零件的驱动装置包围，尤其是该驱动管外翻二次，该驱动零件与该驱动管摩擦接合，将进给力加在该驱动管上，其特征为，根据权利要求1-9中任何一条的内窥镜轴被导向在该驱动管中滑动，并为该驱动零件形成径向反支承。