CN107072501B - 插入装置 - Google Patents

Abstract

插入装置具有：插入部(110)；马达(150)，其使螺旋管(132)旋转；驱动控制部(202)，其对马达(150)供给驱动电流，对马达(150)的驱动进行控制；驱动电流检测部(2021)，其检测马达(150)中流过的驱动电流；扭矩限制值保持部(203)，其保持扭矩限制值；温度传感器(118)，其检测螺旋管(132)的附近的温度；温度测定部(204)，其根据温度传感器(118)的检测结果测定螺旋管(132)附近的温度；以及扭矩限制值校正部(205)，其根据由温度测定部(204)测定的温度，对扭矩限制值进行校正。

Description

插入装置

技术领域

本发明涉及旋转自行式的插入装置。

背景技术

一般情况下，内窥镜装置等插入装置被插入到管腔内。在这种插入装置中，公知有被称为旋转自行式等的插入装置。在旋转自行式的内窥镜装置中，例如在插入部的外周面上设置有形成螺旋形状的翅片的被称为螺旋管等的旋转框体。当旋转框体旋转时，旋转框体上形成的翅片与管腔内壁接触而产生摩擦力。通过该摩擦力，插入部在插入方向或拔出方向上自动行进。例如在日本特开2014-064686号公报中进行了与这种旋转自行式的插入装置有关的提案。

发明内容

一般的插入装置具有在用于使旋转框体旋转的马达的驱动电流成为阈值以上时使马达的旋转停止的扭矩限制功能。这里，在使旋转框体旋转的旋转部与旋转框体之间配置有橡胶制的传递部件。橡胶具有硬度根据周围的温度变化而变化的特性。当旋转部的硬度变化时，使旋转框体旋转所需要的驱动电流变化。因此，对螺旋管施加的负荷不固定，扭矩限制功能会以与本来的希望使扭矩限制功能进行动作的负荷不同的负荷进行动作。

本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的在于，提供能够与周围温度无关地使扭矩限制功能进行动作的插入装置。

为了实现所述目的，本发明的一个方式的插入装置具有：细长形状的插入部；旋转框体，其以能够绕长度轴旋转的方式设置在所述插入部的外周面上；马达，其使所述旋转框体旋转；驱动控制部，其对所述马达供给驱动电流，对所述马达的驱动进行控制；驱动电流检测部，其检测所述马达中流过的驱动电流；扭矩限制值保持部，其保持作为所述驱动电流的上限值的扭矩限制值；温度检测部，其设置在所述旋转框体上，检测该旋转框体的温度；温度测定部，其根据所述温度检测部的检测结果测定所述旋转框体附近的温度；以及扭矩限制值校正部，其根据由所述温度测定部测定的温度，对所述扭矩限制值进行校正。

附图说明

图1是示出作为本发明的一个实施方式的插入装置的一例的内窥镜系统的结构的概略的图。

图2是放大示出旋转部的剖视图。

图3是扭矩限制设定表的例子。

图4是旋转控制的流程图。

图5是扭矩限制控制的流程图。

图6是扭矩限制值的校正控制的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出作为本发明的一个实施方式的插入装置的一例的内窥镜系统的结构的概略的图。如该图所示，内窥镜系统1具有内窥镜100、控制单元200、旋转操作单元360。

内窥镜100是旋转自行式的内窥镜，具有插入部110。插入部110是细长形状，构成为被插入到活体内。并且，内窥镜100具有安装在插入部110上且用于进行内窥镜100的各种操作的操作部160。操作部160由使用者保持。内窥镜100的操作部160和控制单元200通过通用缆线190连接。下面，将插入部110的前端的一侧称为前端侧。并且，将插入部110的设置有操作部160的一侧称为基端侧。设从插入部110的前端侧到基端侧的方向为长度方向。

插入部110具有前端硬性部112、弯曲部114、蛇管部116。前端硬性部112是插入部110的最前端的部分，具有不会弯曲的结构。

前端硬性部112具有摄像元件120。摄像元件120例如生成基于插入部110的前端侧的被摄体像的图像信号。由摄像元件120生成的图像信号经由穿过插入部110和通用缆线190的图像信号线传送到控制单元的图像处理部201。弯曲部114是形成在前端硬性部112的基端侧的部分，构成为根据设置在操作部160上的未图示的操作部件的操作而主动弯曲。蛇管部116是形成在弯曲部114的基端侧的部分，由于外力而被动弯曲。

在蛇管部116上安装有旋转部130。并且，在旋转部130的前端侧安装有作为旋转框体的螺旋管132。图2是放大示出旋转部130的剖视图。如图2所示，旋转部130具有主体130a、驱动齿轮130b、驱动轴130c、旋转传递橡胶130d。主体130a是圆筒形状的主体，是伴随内置于操作部160中的马达150的旋转而旋转的部分。驱动齿轮130b与主体130a卡合，将从驱动轴130c传递的马达150的驱动力传递到主体130a。驱动轴130c与马达150连接，伴随马达150的旋转而旋转，由此将马达150的驱动力传递到驱动齿轮130b。旋转传递橡胶130d呈覆盖主体130a的外装的圆筒形状，是如下的驱动力传递部件：伴随主体130a的旋转而旋转，由此将马达150的驱动力传递到螺旋管132。

螺旋管132例如通过橡胶或树脂等软性材料形成为筒形状。在该螺旋管132的外周面，沿着螺旋管132的长度轴设置有螺旋形状的翅片134。另外，螺旋管132也可以构成为能够从旋转部130取下。

并且，在插入部110的旋转部130的附近设置有作为温度检测部的温度传感器118。温度传感器118是用于检测旋转部130的内部、更加优选为旋转部130的旋转传递橡胶130d的温度的传感器。温度传感器118的输出信号经由穿过插入部110和通用缆线190传感器信号线传送到控制单元200的温度测定部204。作为温度传感器118，例如使用热电偶或热敏电阻这样的接触式的温度传感器、辐射温度计这样的非接触式的温度传感器。如图2所示，接触式的温度传感器配置成与旋转传递橡胶130d接触。非接触式的温度传感器配置在旋转传递橡胶130d的附近。本实施方式中的温度传感器118只要能够检测旋转传递橡胶130d的附近的温度即可，不限于特定构造的传感器。并且，在图2的例子中，温度传感器118配置成测定旋转传递橡胶130d的一个部位的温度。与此相对，温度传感器118也可以配置成测定旋转传递橡胶130d的多个部位的温度。该情况下，多个部位的温度的平均值等成为旋转传递橡胶130d的温度。

并且，旋转部130与马达150连接。马达150经由穿过操作部160和通用缆线190的致动器电流信号线而与控制单元200的驱动控制部202连接。

马达150通过使用旋转操作单元360的操作而进行动作。马达150的旋转力传递到旋转部130。其结果为，设置在螺旋管132上的翅片134绕长度轴旋转。当翅片134例如在与管腔内壁这样的壁部接触的状态下旋转时，产生使插入部110自动行进的摩擦力。例如在小肠和大肠中，翅片134与存在于小肠和大肠的内壁上的褶皱接触，由此对插入部110作用有摩擦力。通过该摩擦力，插入部110自动行进。插入部110自动行进，由此，辅助使用者进行的插入部110的插入作业和拔出作业。并且，马达150具有脉冲产生部。脉冲产生部生成与马达150的旋转速度对应的脉冲信号(旋转速度信号)，经由穿过通用缆线190的旋转速度信号线将旋转速度信号输入到控制单元200。通过该旋转速度信号对马达150的旋转速度进行控制。

旋转操作单元360例如是脚踏开关。脚踏开关具有由使用者踏入的踏板，发出与踏板的踏入量对应的指令信号。

控制单元200对内窥镜系统1的各部进行控制。控制单元200具有图像处理部201、驱动控制部202、扭矩限制值保持部203、温度测定部204、扭矩限制值校正部205。

图像处理部201对经由插入部110和通用缆线190输入到图像处理部201的图像信号实施图像处理。并且，图像处理部201通过将处理后的图像信号输入到未图示的显示单元，使显示单元显示内窥镜图像。

驱动控制部202例如由ASIC构成，取入由旋转操作单元360生成的指令信号并取得指令值。并且，驱动控制部202具有驱动电流检测部2021，取得马达150的驱动电流值。然后，驱动控制部202根据指令值生成驱动电力。进而，将驱动电力供给到马达150，对马达150进行驱动。并且，驱动控制部202对驱动电流值与扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值进行比较，在驱动电流成为扭矩限制值以上时，使马达150的旋转停止。通过这种扭矩限制功能，抑制马达150产生过度的转矩。因此，能够降低对管腔内壁施加不必要的力的可能性。

扭矩限制值保持部203保持用于使扭矩限制功能进行动作的驱动电流的阈值即扭矩限制值。扭矩限制值保持部203例如由非易失性存储器构成。

温度测定部204根据温度传感器118的输出来测定旋转部130的温度。例如，温度测定部204取入与温度传感器118中检测到的温度成比例地产生的信号，将所取入的信号转换为温度。

扭矩限制值校正部205具有扭矩限制设定表2051，从扭矩限制设定表2051取得与由温度测定部204测定的温度对应的扭矩限制值Ith_t，进行校正以使得对扭矩限制值保持部203的设定进行改写。一般情况下，橡胶的硬度根据温度变化而变化。例如，关于旋转传递橡胶130d中使用的橡胶，与室温(20℃左右)相比，体温(36℃左右)更为柔软。伴随旋转传递橡胶130d变得柔软，通过马达150的旋转，螺旋管132容易旋转。因此，即使本来产生需要使扭矩限制功能进行动作的螺旋管132的旋转，也可能由于驱动电流低于扭矩限制值而使扭矩限制功能不进行动作。因此，在本实施方式中，根据旋转部130的内部、更加优选为旋转部130的旋转传递橡胶130d的温度对扭矩限制值进行校正，由此，与旋转传递橡胶130d的温度无关地使扭矩限制功能在相同条件下进行动作。扭矩限制设定表2051是存储了这种温度与扭矩限制值的关系的表。

图3是扭矩限制设定表2051的例子。如图3所示，扭矩限制设定表2051是将0.5℃单位或1℃单位这样的每个预定测定点的扭矩限制值Ith_t对应起来的表。另外，扭矩限制设定表2051中的扭矩限制值Ith_t例如是通过实际测量而得到的，图3的值只不过是一例。并且，图3所示的测定点之间的温度的扭矩限制值Ith_t是通过使用该温度的高温侧和低温侧的附近2个测定点的扭矩限制值Ith_t的插值运算而计算出的。

这里，在图1的例子中，扭矩限制设定表设置在控制单元200中。与此相对，也可以在内窥镜100中设置扭矩限制设定表。

下面，对本实施方式的内窥镜系统1的动作进行说明。图4是内窥镜100的马达150的旋转控制的流程图。图5是扭矩限制控制的流程图。图6是扭矩限制值的校正控制的流程图。例如不同步地进行图4、图5、图6的控制。当然，也可以同步进行图4、图5、图6的控制。

首先，参照图4对旋转控制进行说明。通过驱动控制部202进行图4的处理。例如，当对内窥镜系统1的旋转操作单元360进行操作后，开始进行图4的处理。在步骤S101中，驱动控制部202从旋转操作单元360接收指令信号，根据该指令信号，生成与使用者对旋转操作单元360的踏板的踏入对应的旋转速度的指令值。

在步骤S102中，驱动控制部202接收来自马达150的脉冲产生部的旋转速度信号，根据该旋转速度信号取得旋转速度的当前值。

在步骤S103中，驱动控制部202生成与指令值和当前值的偏差对应的旋转速度信号。然后，驱动控制部202将所生成的旋转速度信号供给到马达150，对马达150进行驱动。然后，处理返回到步骤S101。

接着，参照图5对扭矩限制控制进行说明。通过驱动控制部202进行图5的处理。例如，当图4的旋转控制开始后，开始进行图5的处理。在步骤S201中，驱动控制部202取得当前的驱动电流值Imtr。

在步骤S202中，驱动控制部202对驱动电流值Imtr与当前的扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值Ith进行比较，判定是否是Imtr<Ith。在步骤S202中判定为Imtr<Ith的情况下，处理返回到步骤S201。在步骤S202中判定为不是Imtr<Ith的情况下，处理转移到步骤S203。

在步骤S203中，驱动控制部202停止针对马达150的驱动电力的供给，由此使扭矩限制功能进行动作。然后，处理结束。在扭矩限制功能进行动作后，例如当踏板的踏入被解除时，扭矩限制功能被解除。在扭矩限制功能被解除而踏入踏板时，再次进行图5的处理。

接着，参照图6对扭矩限制校正控制进行说明。通过温度测定部204、扭矩限制值校正部205进行图6的处理。例如，当内窥镜系统1的电源接通后，开始进行图6的处理。在步骤S301中，温度测定部204根据温度传感器118的输出，测定旋转传递橡胶130d的温度。

在步骤S302中，扭矩限制值校正部205从扭矩限制设定表2051取得与温度测定结果对应的扭矩限制值Ith_t。

在步骤S303中，扭矩限制值校正部205判定扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值Ith和步骤S302中取得的扭矩限制值Ith_t是否不同。在步骤S303中判定为扭矩限制值Ith和扭矩限制值Ith_t没有不同的情况下，处理返回到步骤S301。该情况下，利用扭矩限制值保持部203中此前保持的扭矩限制值Ith进行图5的扭矩限制控制。在步骤S303中判定为扭矩限制值Ith和扭矩限制值Ith_t不同的情况下，处理转移到步骤S304。在步骤S304中，扭矩限制值校正部205进行将扭矩限制值Ith置换为扭矩限制值Ith_t的校正。然后，处理返回到步骤S301。该情况下，利用置换后的扭矩限制值Ith进行图5的扭矩限制控制。

如以上说明的那样，根据本实施方式，根据螺旋管132的附近的温度对扭矩限制值进行校正，由此，能够与旋转部130的温度无关地在实际施加给螺旋管132的负荷相同的状态下使扭矩限制功能进行动作。

[变形例]

下面，对本实施方式的变形例进行说明。在所述实施方式中，参照表对扭矩限制值进行校正。但是，不是必须通过参照表来进行扭矩限制值的校正。例如，扭矩限制值校正部205也可以构成为，在温度t和扭矩限制值Ith_t能够通过规定的近似式(例如直线式)进行近似时，代替表而使用该直线式进行校正。

以上根据实施方式说明了本发明，但是，本发明不限于上述实施方式，当然能够在本发明的主旨范围内进行各种变形和应用。并且，在所述各动作流程图的说明中，为了简便，使用“首先”、“接着”等对动作进行说明，但是，不意味着必须按照该顺序实施动作。

并且，上述实施方式的各处理也可以作为能够由作为计算机的CPU等执行的程序进行存储。除此之外，可以存储在存储卡、磁盘、光盘、半导体存储器等外部存储装置的存储介质中进行发布。而且，CPU等读入该外部存储装置的存储介质中存储的程序，通过该读入的程序对动作进行控制，由此能够执行上述处理。

Claims (5)

1.一种插入装置，其具有：

细长形状的插入部；

旋转框体，其以能够绕长度轴旋转的方式设置在所述插入部的外周面上；

马达，其使所述旋转框体旋转；

驱动控制部，其对所述马达供给驱动电流，对所述马达的驱动进行控制；

驱动电流检测部，其检测所述马达中流过的驱动电流；以及

扭矩限制值保持部，其保持作为所述驱动电流的上限值的扭矩限制值，

其特征在于，所述插入装置还具有：

温度检测部，其设置在所述旋转框体上，检测该旋转框体的温度；

温度测定部，其根据所述温度检测部的检测结果测定所述旋转框体附近的温度；以及

扭矩限制值校正部，其根据由所述温度测定部测定的温度，对所述扭矩限制值进行校正。

2.根据权利要求1所述的插入装置，其中，

所述插入装置具有用于将所述马达的驱动力传递到所述旋转框体的旋转部，

所述温度检测部检测所述旋转部的温度。

3.根据权利要求2所述的插入装置，其中，

在所述旋转部与所述旋转框体之间设置有橡胶制的驱动力传递部件。

4.根据权利要求1所述的插入装置，其中，

所述温度检测部检测所述旋转框体的多个部位的温度。

5.根据权利要求1所述的插入装置，其中，

当所述驱动电流成为所述扭矩限制值以上时，所述驱动控制部使所述马达的旋转停止。