CN102525380B - 弯曲结构及使用该弯曲结构的内窥装置、胃管和机械关节 - Google Patents

弯曲结构及使用该弯曲结构的内窥装置、胃管和机械关节 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种弯曲结构以及使用这种弯曲结构的内窥装置、胃管装置、机械关节。该弯曲结构包括可弯曲部(20)，所述可弯曲部(20)包括并排设置的可弯曲件(21)和软管(27)，所述软管(27)的外侧与所述可弯曲件(21)的外侧相连，所述软管能够随着管体内流体的压强的变化而相对于所述可弯曲件伸缩从而引起所述可弯曲部弯曲。该弯曲结构还包括操作部用于改变软管内的压强。在一个实施例中，所述可弯曲部(20)具有三根软管(27)，所述软管(27)排列在所述可弯曲件(21)的周围。本发明的弯曲结构通过软管和可弯曲件的配合实现弯曲，结构简单，成本低。

Description

弯曲结构及使用该弯曲结构的内窥装置、胃管和机械关节
技术领域
本发明涉及一种弯曲结构，以及涉及应用这种弯曲结构的内窥装置、胃管装置、机械关节等，所述机械关节包括机械手、机械臂、机械脚等各种可弯曲的机械结构。
背景技术
弯曲结构广泛应用到各个领域中，例如工业上的机械手、医疗上用的内窥镜都涉及弯曲结构。现有的一种弯曲结构包括可弯曲的中心轴、安装到中心柱的若干叠片以及穿过该若干叠片的若干牵引绳。中心轴穿过叠片的中心，各片叠片之间隔开一定的距离。叠片的外周缘附近设有若干通孔，所述若干牵引绳穿过该通孔并固定到最前面的一个叠片。当某根牵引绳受到牵拉时，就会导致该弯曲结构朝向对应的方向弯曲。这种弯曲结构结构复杂，尺寸太大，成本高。
因此，亟需一种结构简单的弯曲结构。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种结构简单的弯曲结构。该弯曲结构包括可弯曲部，所述可弯曲部包括并排设置的可弯曲件和软管，所述软管的外侧与所述可弯曲件的外侧相连，所述软管能够随着管体内流体压强的变化而相对于所述可弯曲件伸缩从而引起所述可弯曲部弯曲。
优选地，所述可弯曲部具有至少两根软管，所述软管排列在所述可弯曲件的周围。
优选地，还包括与所述可弯曲部连接的操作部，所述操作部通过导管与所述软管连通用于改变软管内的流体的压强。
优选地，所述操作部包括气囊或泵，所述气囊或泵通过所述导管与所述软管连通。
优选地，所述可弯曲件由可弯曲的非伸缩性材料构成，所述软管为可轴向伸缩的不透气管。
优选地，所述可弯曲件具有中心孔，所述中心孔的延伸方向与所述可弯曲件的延伸方向基本相同。
优选地：所述可弯曲部具有至少三根软管，所述软管排列在所述可弯曲件的周围；所述可弯曲件包括主体部以及从所述主体部向外伸出的若干支撑部，所述支撑部用于隔开相邻的两根软管。
优选地，所述支撑部的径向外侧具有若干缺口，所述缺口沿可弯曲件的延伸方向互相隔开，将所述支撑部的径向外侧分成若干部分。
优选地，每个支撑部通过一颈部与所述主体部连接，所述支撑部的沿可弯曲件周向的尺寸大于所述颈部的沿可弯曲件周向的尺寸。
优选地，还包括套设在所述可弯曲部外周的保护套。
优选地，所述软管的管壁还具有约束层用于限制所述软管的径向尺寸。
优选地，所述约束层由螺旋状缠绕的非伸缩性线状物或带状物构成。
本发明还提供应用了上述弯曲结构的工业使用的或者医用的内窥装置、医用的胃管装置、以及机械手、机械手臂等各种机械关节。
本发明的弯曲结构通过软管和可弯曲件的配合实现弯曲，结构简单，成本低。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
附图中：
图1和图2是本发明第一实施例的弯曲结构的可弯曲部的示意图；
图3和图4是本发明第二实施例的弯曲结构的可弯曲部的示意图；
图5和图6是本发明第三实施例的弯曲结构的可弯曲部的示意图，图7是其中一根软管的示意图；
图8是本发明第三实施例的弯曲结构的操作部的示意图；
图9和图10是本发明第四和第五实施例的弯曲结构的可弯曲部的示意图；
图11是本发明第六实施例提供的胃管装置的示意图；
图12是图11所示胃管装置的可弯曲部分(具有密封套管)的示意图；
图13是图12所示可弯曲部去除密封套管后的示意图；
图14是图13所示可弯曲部的A-A截面示意图；
图15是图13所示可弯曲部的可弯曲件的示意图；
图16和图17分别是图13所示可弯曲件的B-B截面和C-C截面的剖视图；
图18是本发明第七实施例提供的内窥装置的可弯曲部的示意图；
图19是本发明另一个实施例提供的软管的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
本发明第一实施例提供的弯曲结构如图1和图2所示。该弯曲结构的可弯曲部20包括可弯曲件21和软管27，可弯曲件21为长条状，软管27和可弯曲件21并排放置，软管27的延伸方向与可弯曲件21的延伸方向基本相同，软管27的外侧贴靠到并固定安装到可弯曲件21的外侧。可弯曲件21具有容易弯曲且不容易伸长的特性，本实施例的可弯曲件21由橡胶制成；软管27具有良好的伸缩性和弯曲性，本实施例的软管27由乳胶制成。细导管31与软管27连通，用于向软管27输送流体以及排放软管27内的流体，所述流体可以是气体或液体。当导管31向软管27输入流体时，软管27内的流体压强增大，导致软管27相对于可弯曲件21伸长，从而导致可弯曲部20弯曲，如图2所示。本实施例的弯曲结构尤其适用于需要单向弯曲的场合，例如机械手、机械手臂等。
本发明第二实施例提供的弯曲结构如图3和图4所示。该弯曲结构的可弯曲部具有一个长条状的可弯曲件21以及两根软管27，该两个软管27并列设置且分别安装到可弯曲件21的两侧。如图4所示，当一根软管27相对于可弯曲件21伸长时，将导致可弯曲部20发生弯曲。本实施例的可弯曲结构尤其适用于需要双向弯曲的场合。
本发明第三实施例提供的弯曲结构如图5至图8所示。参考图6，该弯曲结构的可弯曲部包括一个弯曲件21以及三根软管27，该三根软管27都安装到可弯曲件21的外侧并排列在可弯曲件21的周围。优选地，如图7所示，软管27的横截面近似于一个扇形，软管27可以通过粘合剂的方式或者一体成型的方式固定安装到可弯曲件21。可弯曲件21优选为空心的管状，以具有更好的可弯曲性。因为可弯曲部具有三根软管，所以能够朝多个方向弯曲。
如图8所示，该弯曲结构的操作部包括一个摇杆41和三个软囊42，这三个软囊42排列在摇杆41的周围，每个软囊42通过导管31与对应的一根软管27连通。软囊42作为一种简单的泵，用于向软管27输送流体，或者排放软管27内的流体。当摇杆41挤压气囊42时，该气囊42内的流体(例如空气或水)就会通过导管31流到对应的软管27中，该软管27因为管体内压强增大而伸长，从而导致可弯曲部发生弯曲；相应地，释放该气囊42时，气囊42复原过程中会导致一部分流体将从软管27返回到气囊42，使软管27将逐渐恢复到初始长度。应当意识到，操作部可以采用其他形式的泵来控制软管27内的压强。
本发明第四和第五实施例提供的弯曲结构分别如图9和图10所示，这两个实施例的弯曲结构的可弯曲部具有更多的软管，更容易控制弯曲方向。应当意识到，可以根据具体应用场合的需要采用合适数量的软管。
图11是本发明是本发明第六实施例提供的胃管装置的示意图，该胃管装置包括控制端40、插入部30以及可弯曲部20。可弯曲部20安转到插入部30的前端，插入部30的另一端连接到控制端40。本实施例中，使用一根外表光滑的密封套管包裹插入部30和可弯曲部20，该密封套管具有良好的柔软性和密封性，能防止外部的气体或者液体进入密封套管内。图12是可弯曲部20的示意图，该可弯曲部20的外周表面被所述密封套管包裹。在使用时，可弯曲部20以及插入部30的前端将伸入到目标区域，例如，通过嘴巴、食道伸入到人体的胃，甚至伸入到与胃连通的十二指肠和小肠。控制端40包括操作部、显示屏以及有关的按钮。操作部的作用与图8所示的操作部的作用类似，主要用于控制可弯曲部20的弯曲方向、弯曲角度等，例如，操作部可以包括微型泵、流体源以及对应的阀门装置。
图13是可弯曲部20去掉所述密封套管后的示意图，图14是可弯曲部20沿A-A平面剖切得到截面图。可弯曲部20包括一个可弯曲件21、三根软管27以及一个柔软的保护套29，其中，这三根软管27排列在可弯曲件21的周围并固定连接到可弯曲件21，保护套29包围所述三根软管27以及可弯曲件21。优选地，保护套29具有可弯曲、可伸长以及不易径向涨大的特点，具有保护软管27以及限制软管27沿着径向涨大的作用。软管27的下端具有细小的通孔用于与导管31连通。软管27的导管31沿着插入部30延伸并收容在上述的密封套管内。有关的管路例如营养液供给管、药物供给管也可以收容在所述密封套管内。
图15是可弯曲件21的示意图，参考图14和图15，可弯曲件21为细长形，两端具有径向增大的限位部22，软管27安装在这两个限位部22之间，软管27的导管31先穿过其中一个限位部22，然后再进入插入部30并收容在所述密封套管内。可弯曲件21的中间具有沿着轴向延伸的通孔25，通孔25能够改善可弯曲件21的柔软性，此外，有关的管路例如营养供给管、药物供给管也可以从该通孔25穿过。
图16是可弯曲件21沿着BB平面剖切得到的截面图。参考图14至图16，软管27安装在相邻的两个限位部22之间，为了简便，本发明中将可弯曲件21的用来安装软管27的部分称为安装部。可弯曲件21的安装部包括中心主体部以及从中心主体部沿着径向向外伸出的支撑部23，这三个支撑部23沿着可弯曲件21周向均匀隔开。软管27位于相邻的两个支撑部23形成的空间内，相邻的两个软管27被对应的一个支撑部23隔开。优选地，支撑部23与中心主体部通过一个颈部连接，使得相邻两个支撑部23围成的空间形状与软管27的形状匹配，以尽可能地减小软管27在径向方面的变形、防止软管27管径增大。
图17是可弯曲件21沿着C-C平面剖切得到的截面图，该截面示出了设置在支撑部23的径向外侧的缺口24。每个支撑部23的径向外侧都具有若干缺口24，这若干个缺口24沿着可弯曲件21的延伸方向互相隔开，将每个支撑部23的径向外侧划分成若干部分。本实施例中，缺口24的径向深度小于支撑部23的径向长度。缺口24改善了可弯曲件21的可弯曲性，使得可弯曲部20更加容易弯曲。作为一种替换方案，缺口24的径向深度可以等于或者略大于支撑部23的径向长度，这种情况下，每个支撑件23相当于由若干隔开的支撑块组成。
综上所述，可弯曲部20具有良好的弯曲性以及可控性，因此，插入部30能够方便地通过人体内的拐角或者细孔。此外，现有的胃管装置的可弯曲部分通常不具有中空结构，所以只能将有关的管路设置在插入部；而本发明的可弯曲件21的中空结构可以放置胃管，胃管装置的出口可以设置在可弯曲部20的前端，因此，本发明的胃管装置更加适用于给人体的肠胃输送食物或者药物。
图18是本发明第七实施例提供的内窥装置的可弯曲部分的示意图。内窥装置的主要组成部分可参考图11，包括控制端40、插入部30以及可弯曲部分20。参考图18，该内窥装置包括光纤35，光纤35安装在可弯曲部20的中空结构中，用来传输光、图像等信息。实施本发明，能够在可弯曲部的前端实现照明、成像等，而可弯曲部20又具有良好的可弯曲性和可控性，因此，本发明的内窥装置具有更好的检测效果，这是本发明的胃管装置的一个主要优点之一。现有的内窥装置的可弯曲部通常无法开设通孔来收容有关的管路，所以无法将照明装置、成像装置等安装到可弯曲部的前端，只能将它们安装到插入部的前端；而本发明的弯曲结构能够解决这个问题。应当意识到，本发明的弯曲结构还可以适用到其他领域，例如使用工业检测装置。
图19是本发明另一个实施例提供的软管的示意图。该软管27的管壁具有约束层28，约束层28主要用来限制软管27朝着径向增大。本实施例中，约束层29为螺旋地缠绕到管壁的棉线，该棉线粘结到管壁。在约束层28的作用下，当软管27因为内压增加而膨胀时将沿着轴向伸长，进一步地，软管27的轴向伸长还会导致棉线螺旋沿着轴向伸长，从而导致棉线螺旋的径向尺寸变小，进一步限制软管27的管径以及促使软管27沿着轴向伸长。约束层28可以采用其他的形式，例如，可以是螺旋弹簧。此外，可根据具体的约束层的特性将约束层28设置在管壁的外表面或者管壁材料中。
本发明中，可弯曲件由容易弯曲且不容易伸长的材料制成，例如棉线、纤维、橡胶等，可弯曲件的形状可以是线状、管状、柱状、带状等；而软管由容易弯曲且容易伸长的材料构成，例如由乳胶制成。可弯曲件与软管的连接方式可以是粘结、一体成型等。

Claims (12)

1.一种弯曲结构，包括可弯曲部(20)，其特征在于，所述可弯曲部(20)包括并排设置的可弯曲件(21)和软管(27)，所述软管(27)的外侧与所述可弯曲件(21)的外侧沿整个纵向相连，所述软管(27)除了与可弯曲件(21)固定相连的边以外能够随着管体内流体压强的变化相对于所述可弯曲件(21)沿纵向伸缩从而引起所述可弯曲部弯曲；
所述可弯曲件(21)由可弯曲的非伸缩性材料构成，所述软管(27)为可沿轴向伸缩的不透气管；
所述软管(27)的管壁还具有约束层(28)用于限制所述软管的径向尺寸；所述约束层由螺旋状缠绕的非伸缩性线状物或带状物构成。
2.如权利要求1所述的弯曲结构，其特征在于，所述可弯曲部(20)具有至少两根软管(27)，所述软管(27)排列在所述可弯曲件(21)的周围。
3.如权利要求1所述的弯曲结构，其特征在于，还包括与所述可弯曲部(20)连接的操作部，所述操作部通过导管(31)与所述软管(27)连通用于改变软管内的流体的压强。
4.如权利要求3所述的弯曲结构，其特征在于，所述操作部包括气囊(42)或泵，所述气囊(42)或泵通过所述导管(31)与所述软管(27)连通。
5.如权利要求2所述的弯曲结构，其特征在于，所述可弯曲件(21)具有中心孔，所述中心孔的延伸方向与所述可弯曲件(21)的延伸方向基本相同。
6.如权利要求1所述的弯曲结构，其特征在于：
所述可弯曲部(20)具有至少三根软管(27)，所述软管(27)排列在所述可弯曲件(21)的周围；
所述可弯曲件(21)包括主体部以及从所述主体部向外伸出的若干支撑部(23)，所述支撑部(23)用于隔开相邻的两根软管(27)。
7.如权利要求6所述的弯曲结构，其特征在于，所述支撑部(23)的径向外侧具有若干缺口(24)，所述缺口沿可弯曲件(21)的延伸方向互相隔开，将所述支撑部的径向外侧分成若干部分。
8.如权利要求6所述的弯曲结构，其特征在于，每个支撑部(23)通过一颈部(26)与所述主体部连接，所述支撑部(23)的沿可弯曲件周向的尺寸大于所述颈部(26)的沿可弯曲件周向的尺寸，其中每个支撑部(23)沿周向的两端为自颈部(26)沿周向往相互远离的方向上延伸形成。
9.如权利要求6至8中任意一项所述的弯曲结构，其特征在于，还包括套设在所述可弯曲部外周的保护套。
10.一种内窥装置，包括控制端(40)和用于伸入待检测区的细长的插入部(30)，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任意一项所述的弯曲结构，所述弯曲结构的可弯曲部(20)安装到所述插入部(30)的前端。
11.一种胃管，包括用于伸入体内的细长的插入部(30)，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任意一项所述的弯曲结构，所述弯曲结构的可弯曲部(20)安装到所述插入部的前端。
12.一种机械关节，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的弯曲结构，所述弯曲结构的可弯曲部(20)安装到所述机械关节。
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