CN105650220A - 内窥镜及其传动系统 - Google Patents

Abstract

一种内窥镜传动系统，包括：镜头插入部；弯曲部，弯曲部与镜头插入部连接；第一主动齿轮，与驱动装置连接，驱动装置为第一主动齿轮提供动力；第一牵引齿条，与第一主动齿轮啮合连接，第一主动齿轮转动并带动第一牵引齿条移动；及第一牵引线，一端连接第一牵引齿条，另一端穿过弯曲部，且与镜头插入部固定连接。本发明还提供一种内窥镜。此结构中，驱动装置与第一主动齿轮及第一主动齿轮与第一牵引齿条都属于机械刚性连接，装配过程中不存在装配误差，第一主动齿轮和第一牵引齿条始终是啮合的状态，不存在空行程，所以弯曲部位不会产生延迟，弯曲响应灵敏度高，且该传动系统结构简单、传动效率高、制作成本低。

Description

内窥镜及其传动系统

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种内窥镜及其传动系统。

背景技术

内窥镜广泛应用在医疗领域和工业领域。目前，使用的内窥镜的传动系统大致可分为两种，一种是电机作为原动力，采用链条牵引的方式实现的；另一种是采用手的动力牵引的方式。现有的内窥镜采用的传动系统存在以下缺陷，第一种方式下，链条在装配过程中容易产生装配误差，从动力输入到输出有空行程，导致内窥镜弯曲部位产生延迟，无法准确实现弯曲角度的控制，弯曲响应灵敏度低；第二种方式下，这种方式的动力来源是人的手，在操作过程中手容易抖动，人手的抖动会产生不稳定，弯曲部位弯曲不准确；另外，现有的传动系统传动效率低，传动机构复杂，生产成本高。

发明内容

基于此，有必要针对内窥镜传动系统存在空行程、弯曲响应灵敏度低的问题，提供一种结构简单无空行程零延迟的内窥镜及其传动系统。

一种内窥镜传动系统，包括：

基座；

镜头插入部；

弯曲部，所述弯曲部与所述镜头插入部连接；

驱动装置，固定安装在所述基座上；

第一主动齿轮，与所述驱动装置连接，且安装于所述基座上，所述驱动装置为所述第一主动齿轮提供动力；

第一牵引齿条，滑动地连接于所述基座上，所述第一牵引齿条与所述第一主动齿轮啮合连接，所述第一主动齿轮转动并带动所述第一牵引齿条移动；及

第一牵引线，一端连接所述第一牵引齿条，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第一牵引齿条移动并带动所述第一牵引线移动，进而改变所述弯曲部的弯曲度。

在其中一个实施例中，还包括滑动地连接于所述基座上的第二牵引齿条及第二牵引线，所述第二牵引线一端与所述第二牵引齿条连接，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第二牵引齿条与所述第一主动齿轮啮合连接，所述第一主动齿轮转动并带动所述第一牵引线和所述第二牵引线移动，所述第一牵引线和所述第二牵引线移动方向相反。

在其中一个实施例中，还包括转动设置在基座上的第一被动齿轮，所述第一被动齿轮与所述第一主动齿轮相啮合连接，所述第一牵引齿条和所述第二牵引齿条分别与所述第一被动齿轮啮合连接，所述第一主动齿轮转动带动所述第一被动齿轮转动，所述第一被动齿轮转动并带动所述第一牵引线和所述第二牵引线移动，所述第一牵引线和所述第二牵引线移动方向相反。

在其中一个实施例中，还包括第二主动齿轮、第二被动齿轮、第三牵引齿条及第三牵引线，所述第三牵引线一端与所述第三牵引齿条连接，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第二主动齿轮与所述驱动装置连接，所述第二被动齿轮分别与所述第二主动齿轮和所述第三牵引齿条啮合连接，所述第二被动齿轮转动并带动所述第三牵引齿条移动，所述第三牵引齿条与所述第一牵引齿条移动方向相同。

在其中一个实施例中，还包括横杠，所述第一牵引线的所述另一端和/或所述第三牵引线的所述另一端固定连接在所述横杠上，所述横杠与所述镜头插入部固定连接。

在其中一个实施例中，还包括第四牵引齿条及第四牵引线，所述第四牵引线一端与所述第四牵引齿条连接，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第四牵引齿条与所述第二被动齿轮啮合连接，所述第二被动齿轮转动并带动所述第四牵引齿条移动，所述第四牵引齿条与所述第二牵引齿条移动方向相同。

在其中一个实施例中，还包括开设在基座上的牵引线分离孔，所述牵引线分离孔用于分离所述第一牵引线、所述第二牵引线、所述第三牵引线、所述第四牵引线。

在其中一个实施例中，还包括控制装置，所述控制装置与所述驱动装置电性连接，所述控制装置通过控制所述驱动装置进而控制所述第一主动齿轮和/或所述第二主动齿轮的转动速度。

在其中一个实施例中，还包括光源固定座、插入管及缓冲软管，所述光源固定座分别与所述基座和所述缓冲软管座连接，所述插入管穿过所述缓冲软管一端连接所述光源固定座，另一端连接所述弯曲部。

一种内窥镜，其特征在于，包括：

上述任意一项所述的内窥镜传动系统。

本发明提供的内窥镜传动系统的驱动装置给第一主动齿轮提供动力，第一主动齿轮转动并带动第一牵引齿条移动，由于第一牵引线一端固定连接于第一牵引齿条另一端穿过弯曲部固定连接镜头插入部，因此，第一牵引齿条移动即可带动第一牵引线移动，从而改变弯曲部的弯曲部。采用此结构，驱动装置与第一主动齿轮及第一主动齿轮与第一牵引齿条都属于机械刚性连接，装配过程中不存在装配误差，第一主动齿轮和第一牵引齿条始终是啮合的状态，不存在空行程，所以弯曲部位不会产生延迟，弯曲响应灵敏度高，且该传动系统结构简单、传动效率高、制作成本低。

附图说明

图1为一个较优实施例的内窥镜传动系统的立体结构示意图；

图2为图1的局部放大结构示意图；

图3为一个较优实施例的内窥镜传动系统的另一立体结构示意图。

附图标记对应的名称如下：

1基座

2镜头插入部

3弯曲部

4驱动装置

5主动齿轮

51第一主动齿轮

52第二主动齿轮

6牵引齿条

61第一牵引齿条

62第二牵引齿条

63第三牵引齿条

64第四牵引齿条

65滑轨

7牵引线

71第一牵引线

72第二牵引线

73第三牵引线

74第四牵引线

75牵引线分离孔

76调节松紧头

8被动齿轮

81第一被动齿轮

82第二被动齿轮

9插入管

91缓冲软管

10光源固定座

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例提供的内窥镜传动系统可应用于一内窥镜上。如图1、2和3所示，该内窥镜传动系统包括基座1、与基座1滑动连接的牵引齿条6、与牵引齿条6啮合连接的主动齿轮5、与主动齿轮5连接的驱动装置4、牵引线7、镜头插入部3、与镜头插入部3连接的弯曲部2，以及插入管9。牵引线7一端连接牵引齿条6，另一端固定连接镜头插入部3，插入管9分别与弯曲部2和基座1连接。

在一实施例中，牵引齿条6滑动地设置在基座1上，牵引线7一端与牵引齿条6连接，另一端沿弯曲部2延伸，且与镜头插入部3固定连接。在一具体的实施例中，该牵引线7可穿插在弯曲部2内。牵引齿条6与主动齿轮5啮合连接，主动齿轮5与驱动装置4连接，驱动装置4为主动齿轮5提供动力，使主动齿轮5转动并带动牵引齿条6沿基座1往复移动，牵引齿条6移动带动牵引线7移动，牵引线7牵拉镜头插入部3，由于镜头插入部3连接的弯曲部2具有弹性，可弯曲变形，在牵引线7的作用下，弯曲部2往拉力方向变形，从而改变与弯曲部2连接的镜头插入部3的探测方向。优选的，基座1上开设滑轨65，牵引齿条6设置在滑轨65上，在有平行滑轨65作用力的情况下，牵引齿条6可沿滑轨65往复移动。

在一实施例中，还包括被动齿轮8，被动齿轮8分别与主动齿轮5和牵引齿条6啮合连接，主动齿轮5在驱动装置4的作用下转动并带动被动齿轮8转动，被动齿轮8的转动方向与主动齿轮5的转动方向相反，被动齿轮8转动的同时带动牵引齿条6沿基座1移动，从而改变镜头插入部3的探测方向。具体的，如图1所示，主动齿轮5在驱动装置4的作用下沿逆时针方向(如图1中A方向所示)转动并带动被动齿轮8顺时针方向转动，同时被动齿轮8带动牵引齿条6往B方向移动，牵引齿条6移动带动牵引线7往B方向移动，牵引线7牵拉镜头插入部3，由于镜头插入部3连接的弯曲部2具有弹性，可弯曲变形，牵引线7往B方向移动，从而牵拉镜头插入部3往C方向转动；相反，主动齿5沿顺时针方向转动并带动被动齿轮8逆时针方向转动，同时被动齿轮8带动牵引齿条6往B方向的反方向移动，牵引线7也往B方向的反方向移动，由于镜头插入部3连接的弯曲部2具有弹性，牵引线7往B方向的反方向移动，从而牵拉镜头插入部3往D方向转动。

需要说明的是，弯曲部2也可不具弹性，而仅具可弯折变形的能力。当需要调整镜头插入部3具有不同探测方向时，可借助不同的牵引线来达成。

在一实施例中，内窥镜传动系统包括第一主动齿轮51、第一牵引齿条61、第二牵引齿条62、第一牵引线71和第二牵引线72。第一主动齿轮51与驱动装置4连接，并可在驱动装置4的作用下转动，第一牵引齿条61和第二牵引齿条62分别与第一主动齿轮51啮合连接，第一牵引线71与第一牵引齿条61及镜头插入部3的连接方式，第二牵引线72与第二牵引齿条62及镜头插入部3的连接方式均同上述牵引线7与牵引齿条6及镜头插入部3的连接方式一样，而且第一牵引齿条61滑动地设置在基座1的一端，第二牵引齿条62滑动地设置在基座1的相对另一端。具体的，第一主动齿轮51转动并带动第一牵引齿条61和第二牵引齿条62移动，且第一牵引齿条61和第二牵引齿条62移动的方向相反，即第一牵引线71和第二牵引线72的移动方向相反。更具体的，如图1所示，第一主动齿轮51往A方向转动，在第一主动齿轮51的带动下，第一牵引线71往如图1所示B方向移动，从而牵拉镜头插入部3往C方向转动，同时第二牵引线72往B方向的相反方向移动，使弯曲部2上设置第二牵引线72的方向处于松弛状态，帮助镜头插入部3更好地往C方向转动。相反，第一主动齿轮51往A方向的相反方向转动，在第一主动齿轮51的带动下，第二牵引线72往如图1所示B方向移动，牵拉镜头插入部3往D方向转动，同时第一牵引线71往B方向的相反方向移动，使弯曲部2上设置第一牵引线71的方向处于松弛状态，帮助镜头插入部3更好地往D方向转动。

在一实施例中，第一牵引线71和第二牵引线72的移动也可以通过一第一被动齿轮81转动来带动实现。具体的，第一被动齿轮81与第一主动齿轮51啮合连接，第一被动齿轮51分别与第一牵引齿条61和第二牵引齿条62啮合连接，第一被动齿轮81转动可带动第一牵引齿条61和第二牵引齿条62往相反方向移动，从而实现牵拉镜头插入部3的往不同方向转动。

在一实施例中，内窥镜传动系统还包括第二主动齿轮52、第三牵引齿条63及第三牵引线73。第二主动齿轮52与驱动装置4连接，驱动装置4为第二主动齿轮52提供动力，第三牵引齿条63与第二主动齿轮52啮合连接，第三牵引线73一端连接第三牵引齿条63，另一端沿弯曲部2延伸，且固定连接镜头插入部3。这样，第二主动齿轮52在驱动装置4的带动下转动并带动第三牵引齿条63往复移动，从而带动第三牵引线73往复移动，实现对镜头插入部3具有不同的探测方向的调整。在一实施例中，也可以在第三牵引齿条63和第二主动齿轮52之间啮合连接一第二被动齿轮82，通过第二被动齿轮82的转动实现第三牵引线73的往复移动。

具体的，第三牵引齿条63及第三牵引线73可以同第一牵引齿条61及第一牵引线71一同工作，在驱动装置4的作用下，第一主动齿轮51和第二主动齿轮52的转动方向是一致的，则第三牵引线73和第一牵引线71的移动方向是一致的，即第三牵引线73和第一牵引线71同时给予镜头插入部3同一方向的牵拉或松弛作用，使镜头插入部3更好、更灵敏地转动。在一实施例中，第三牵引齿条63及第三牵引线73可以同第一牵引齿条61及第一牵引线71，还有第二牵引齿条62及第二牵引线72一同工作，其中，当第三牵引线73和第一牵引线71同时往一个方向牵拉镜头插入部3时，第二牵引线72往同第三牵引线73和第一牵引线71移动方向相反方向移动，使弯曲部2在第二牵引线72方向上处于松弛状态，帮助镜头插入部3更灵敏地转动。相反当第三牵引线73和第一牵引线71同时往一个方向松弛弯曲部2时，第二牵引线72往同第三牵引线73和第一牵引线71相反方向移动，牵拉镜头插入部3转动，实现牵拉镜头插入部3的往不同方向转动。

在一个实施例中，内窥镜传动系统还包括第四牵引齿条64和第四牵引线74。第四牵引齿条64与第二主动齿轮52啮合连接，第四牵引线74一端连接第四牵引齿条64，另一端沿弯曲部2延伸，且固定连接镜头插入部3。这样，第二主动齿轮52在驱动装置4的带动下转动并带动第四牵引齿条64往复移动，从而带动第四牵引线74往复移动，实现镜头插入部3具有不同的探测方向。在一实施例中，也可以在第四牵引齿条64和第二主动齿轮52之间啮合连接第二被动齿轮82，通过第二被动齿轮82的转动实现第四牵引线74的往复移动。

具体的，第四牵引线74可以同第一牵引线71和/第二牵引线72和/第三牵引线73一起工作，实现镜头插入部3具有不同的探测方向。具体的，第一牵引齿条61滑动地设置在基座1的左下端，第二牵引齿条62滑动地设置在基座1的左上端，第三牵引线滑动地设置于基座1的右下端，第四牵引线滑动地设置于基座1的右上端，则第三第四牵引线74与第二牵引线72的移动方向相同，第三牵引线73与第一牵引线71的移动方向相同。其中当有三条牵引线或四条牵引线一同对镜头插入部3起作用时，第一牵引线71和或第三牵引线73对镜头插入部3的牵拉力度和第二牵引线72和或第四牵引线74对弯曲部的松弛作用均会加大，牵拉与松弛更好地配合，实现镜头插入部3的转动具有更高的响应灵敏度。

在一些实施例中，牵引线7与牵引齿条6可通过调节松紧头76实现可拆卸地固定连接。

在一些实施例中，牵引线7的另一端可固定连接在一横杠上，然后横杠再固定连接在镜头插入部3上，采用此结构，牵引线7对镜头插入部3的牵拉或对弯曲部2的松弛作用将从点变成线，牵拉或松弛的作用效果更好，即镜头插入部3具有更高的转动灵敏度。具体的，第一牵引线71和第三牵引线73固定的横杠为第一横杠，第二牵引线72和第四牵引线74固定的横杠为第二横杠。其中在以上任意实施例中，第一牵引线71和/或第三牵引线73可固定在第一横杠上；第二牵引线72和/或第四牵引线74可固定在第二横杠上。第一横杠和第二横杠设置在镜头插入部3的不同部位，以实现镜头插入部3不同部位的受力，即实现镜头插入部3不同方向的转动。

在一些实施例中，内窥镜传动系统还包括灯源固定座10，灯源固定座10用于固定光线传输到镜头插入部3的灯具，灯源固定座10一端连接基座1，另一端连接插入管9。

在一些实施例中，内窥镜传动系统还包括设置在灯源固定座10上的牵引线分离孔75，用于分别放置和分离多条牵引线。在一实施例中，牵引线分离孔101设置4个，第一牵引线71、第二牵引线72、第三牵引线73和第四牵引线74分别置于牵引线分离孔75中，一条牵引线对应一个牵引线分离孔，这样可避免多条牵引线之间在工作中发生缠绕现象，使牵引线传动系统具有更好的工作状态。在其他实施例中，可以根据内窥镜上牵引线的数量设置牵引线分离孔75的数量，可以设置1个、2个、或多个。在另一实施例中，牵引线分离孔75开设在基座1上。或者，所述灯源固定座10可与基座1一体成型，或者由基座1延伸而出。

在一些实施例中，内窥镜传动系统还包括控制装置(图未示)，控制装置与驱动装置连接，控制装置通过控制驱动装置进而控制主动齿轮的转动速度。具体的，控制装置设有时间按钮，不同的时间长度对应主动齿轮不同的转动速度。因此，用户根据需要，通过设置时间的长短给驱动装置发送命令，驱动装置响应命令转动相应的角度。

在一实施例中，驱动装置4优选为伺服电机，在其他实施例中可以是其他类型的电机或气缸。

在一些实施例中，内窥镜传动系统还包括缓冲软管91，缓冲软管91套设在插入管9外，用于保护插入管9，防止插入管9在作业中被折断，延长插入管9的使用寿命。具体的，在一实施例中，缓冲软管91一基座1连接，插入管9穿过缓冲软管91，一端连接基座1，另一端连接弯曲部2。

本发明提供的内窥镜传动系统，利用主动齿轮5与牵引齿条6的配合或主动齿轮5和被动牵引齿条8与牵引齿条6配合，牵引齿条6转动并带动牵引线7移动，从而使牵引线在不同方向上牵拉镜头插入部3，实现镜头插入部具有不同的探测方向。驱动装置4与主动齿轮5、被动齿轮8及牵引齿条6均属于机械刚性连接，装配过程中不存在装配误差，工作过程中，主动齿轮5、被动齿轮8及牵引齿条6始终是啮合的状态，不存在空行程，所以弯曲部位不会产生延迟，弯曲响应灵敏度高，且该传动系统结构简单、传动效率高、制作成本低。

为了，使本发明的具有更高的响应灵敏度，在本发明设置了移动方向相反的第一牵引线71及第二牵引线73和第二牵引线72及第四牵引线74。通过第一主动齿轮51或主动齿轮51和第一被动齿轮81同第一牵引齿条61和或第二牵引齿条62相反方向的配合，第二主动齿轮52或第二主动齿轮52和第二被动齿轮82同第三牵引齿条63和/或第四牵引齿条64相反方向的配合，达到对镜头插入部3同一转向的控制，结构简单，响应灵敏度高，且控制过程中无空行程。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种内窥镜传动系统，其特征在于，包括：

基座；

镜头插入部；

弯曲部，所述弯曲部与所述镜头插入部连接；

驱动装置，固定安装在所述基座上；

第一主动齿轮，与所述驱动装置连接，且安装于所述基座上，所述驱动装置为所述第一主动齿轮提供动力；

第一牵引齿条，滑动地连接于所述基座上，所述第一牵引齿条与所述第一主动齿轮啮合连接，所述第一主动齿轮转动并带动所述第一牵引齿条移动；及

第一牵引线，一端连接所述第一牵引齿条，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第一牵引齿条移动并带动所述第一牵引线移动，进而改变所述弯曲部的弯曲度。

2.根据权利要求1所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括滑动地连接于所述基座上的第二牵引齿条及第二牵引线，所述第二牵引线一端与所述第二牵引齿条连接，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第二牵引齿条与所述第一主动齿轮啮合连接，所述第一主动齿轮转动并带动所述第一牵引线和所述第二牵引线移动，所述第一牵引线和所述第二牵引线移动方向相反。

3.根据权利要求2所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括转动设置在基座上的第一被动齿轮，所述第一被动齿轮与所述第一主动齿轮相啮合连接，所述第一牵引齿条和所述第二牵引齿条分别与所述第一被动齿轮啮合连接，所述第一主动齿轮转动带动所述第一被动齿轮转动，所述第一被动齿轮转动并带动所述第一牵引线和所述第二牵引线移动，所述第一牵引线和所述第二牵引线移动方向相反。

4.根据权利要求3所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括第二主动齿轮、第二被动齿轮、第三牵引齿条及第三牵引线，所述第三牵引线一端与所述第三牵引齿条连接，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第二主动齿轮与所述驱动装置连接，所述第二被动齿轮分别与所述第二主动齿轮和所述第三牵引齿条啮合连接，所述第二被动齿轮转动并带动所述第三牵引齿条移动，所述第三牵引齿条与所述第一牵引齿条移动方向相同。

5.根据权利要求4所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括横杠，所述第一牵引线的所述另一端和/或所述第三牵引线的所述另一端固定连接在所述横杠上，所述横杠与所述镜头插入部固定连接。

6.根据权利要求4所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括第四牵引齿条及第四牵引线，所述第四牵引线一端与所述第四牵引齿条连接，另一端沿所述弯曲部延伸，且与所述镜头插入部固定连接，所述第四牵引齿条与所述第二被动齿轮啮合连接，所述第二被动齿轮转动并带动所述第四牵引齿条移动，所述第四牵引齿条与所述第二牵引齿条移动方向相同。

7.根据权利要求6所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括开设在基座上的牵引线分离孔，所述牵引线分离孔用于分离所述第一牵引线、所述第二牵引线、所述第三牵引线、所述第四牵引线。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述驱动装置电性连接，所述控制装置通过控制所述驱动装置进而控制所述第一主动齿轮和/或所述第二主动齿轮的转动速度。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的内窥镜传动系统，其特征在于，还包括光源固定座、插入管及缓冲软管，所述光源固定座分别与所述基座和所述缓冲软管座连接，所述插入管穿过所述缓冲软管一端连接所述光源固定座，另一端连接所述弯曲部。

10.一种内窥镜，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任意一项所述的内窥镜传动系统。