CN109870797B - 抱紧装置和内窥镜电动助力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抱紧装置和内窥镜电动助力系统，包括驱动摇杆、钢丝绳、电机装置、传动装置、抱紧装置以及转轴，其中：钢丝绳卷绕在转轴上，钢丝绳的两端分别连接至驱动摇杆相对的两端；传动装置和抱紧装置均设置在转轴上，传动装置设置于抱紧装置两端，电机装置驱动传动装置转动，抱紧装置处于抱紧状态时，传动装置带动抱紧装置转动。本发明从手指推动驱动摇杆倾倒到实现弯角，没有延迟性，从而可以快速、准确找到要观察的点；本发明既实现了弯角轻巧，使手指不易疲劳，又实现了通过手指可感知弯角阻力的大小。从而避免了内窥镜弯曲部在使用中的容易被损坏；本发明大大减少了长时间使用后的钢丝绳延长。

Description

抱紧装置和内窥镜电动助力系统

技术领域

本发明涉及内窥镜领域，具体地，涉及一种抱紧装置和内窥镜电动助力系统。

背景技术

内窥镜是一种光学、精密机械及电子技术结合而成的精密仪器，不需要拆卸或破坏组装就可以方便、迅速地检查各种机器、设备、组装物体的内部，因此在工业、反恐和军事等国民经济各个领域有着广泛的用途和重要作用。

随着内窥镜的使用越来越广泛，其使用场所也越来越多样性，因此对内窥镜的操作性要求越来越高，如要求一手握持内窥镜手柄并可进行弯角操控、拍照录像及菜单操作等，另一手可握持插入管并进行插入操作，避免传统的一个人负责插入操作，另一个人负责握持内窥镜手柄并进行弯角操作等，从而节约人手。

而且，对于弯角操控，也在传统的分上、下、左、右四个方向分别进行弯角及组合弯角操作的基础上，要求可进行360°弯角操控，以方便搜寻观察目标。

因此，可单手360°弯角操控的内窥镜已经是一个趋势。

现有技术中，一种是可单手手动360°弯角操控的便携式内窥镜，如美国专利US2004193016A1所公开的一种便携式内窥镜，存在问题：

360°弯角操控时，推动操纵杆的力是两个方向弯角所需力的组合，因此推力大，手指容易疲劳；

手指松开操纵杆，弯角即会复零。当锁定观察目标需要定位观察时，手指始终需要推住操纵杆，手指容易疲劳；受人的手指长度所限，操纵杆的倾角小，导致内窥镜的弯曲角度小或工作长度短。

现有技术中，还有一种是电动弯角内窥镜，如美国专利US5373317A、US2007070340A1等所公开的，是使用电机进行钢丝绳的牵引操作的，具有可单手进行握持、360°弯角操控及拍照录像、菜单操作等特点。

但是电动弯角内窥镜存在其固有的缺点：其操控方式是，手指推动摇杆倾倒，摇杆再通过电路驱动电机转动，电机再带动弯角操纵钢丝绳移动，最后实现弯角。因此，一方面，从手指推动摇杆倾倒到实现弯角，必然会有延迟性，导致用户在操控时很难快速准确找到要观察的点，不是过了，就是没到。另一方面，在狭小空间，当弯曲部碰到阻力时，操控摇杆的手指是没有感觉的，还会继续进行弯角操作，从而容易造成内窥镜的损坏。还有，在退出插入管时，如果作业者忘了操控弯角使之回直，由于电机是不会自行回转的，也容易造成内窥镜的弯曲部或钢丝绳损坏。

现有技术中，还有一种是电机助力弯角的内窥镜，如专利CN201280014543所公开的，在弯角操纵钢丝绳中段设置能够弹性变形的旋转体，以及电机驱动的滑轮。当对摇杆进行倾倒操作，对钢丝绳进行牵引而使所述旋转体缩径，改变由于使旋转体缩径而使内周面与滑轮的外周面接触所产生的摩擦阻力，从而获得电机助力，减小手指操控摇杆的倾倒力。

这种电机助力弯角的内窥镜，已经解决了电动弯角内窥镜的缺点，但还是存在其固有的缺点：弯角操纵钢丝绳要先让旋转体弹性变形，获得电机助力，然后再弯角，因此钢丝绳受到的拉力比其他弯角驱动方式的要大，在长时间使用后，钢丝绳延长导致导向变小甚至无导向。

还有，考虑到内窥镜使用的方便性、经济性，多个模块化插入部加一个主机已经成为一种趋势。而该电机助力弯角的内窥镜的结构，决定了其很难实现多个模块化插入部与一个主机的可拆卸结构。

现有的内窥镜的操控方式有：手指推动摇杆倾倒，摇杆再通过电路驱动电机转动，电机再带动弯角操纵钢丝绳移动，最后实现弯角，该方式的缺点是：

1、从手指推动摇杆倾倒到实现弯角，必然会有延迟性，导致用户在操控时很难快速准确找到要观察的点；

2、在狭小空间，当弯曲部碰到阻力时，操控摇杆的手指是没有感觉的，还会继续进行弯角操作，从而容易造成内窥镜的损坏；

3、在退出插入管时，如果作业者忘了操控弯角使之回直，由于电机是不会自行回转的，也容易造成内窥镜的弯曲部或钢丝绳损坏。

还有的内窥镜的操纵方法是：在弯角操纵钢丝绳中段设置能够弹性变形的旋转体，以及电机驱动的滑轮。当对摇杆进行倾倒操作，对钢丝绳进行牵引而使所述旋转体缩径，改变由于使旋转体缩径而使内周面与滑轮的外周面接触所产生的摩擦阻力，从而获得电机助力，减小手指操控摇杆的倾倒力。但是上述方式的缺点包括：

1、弯角操纵钢丝绳要先让旋转体弹性变形，获得电机助力，然后再弯角，因此钢丝绳受到的拉力比其他弯角驱动方式的要大，在长时间使用后，钢丝绳延长导致导向变小甚至无导向；

2、该电机助力弯角的结构，决定了其很难实现多个模块化插入部与一个主机的可拆卸结构。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种抱紧装置和内窥镜电动助力系统。

根据本发明提供的一种抱紧装置，包括驱动轮和设置于驱动轮两侧的抱紧件，其中：

驱动轮正转时，一侧的抱紧件的孔径收缩；

驱动轮反转时，另一侧的抱紧件的孔径收缩。

优选地，所述抱紧件包括中间轮和摩擦片，其中：

中间轮设置在驱动轮左右两侧；

所述摩擦片设置于所述中间轮的内周面，所述摩擦片能在驱动轮的导向作用和中间轮的限位作用下向内运动。

优选地，所述摩擦片外侧设置有第一导向块，所述中间轮上设置有与所述第一导向块匹配的限位口，所述第一导向块自所述限位口内伸出；

所述驱动轮两侧设置有与所述第一导向块配合作用的第二导向块，所述驱动轮和摩擦片相对转动时，所述摩擦片在第二导向块的引导面的作用下向内运动。

优选地，所述摩擦片至少设置有两个，摩擦片之间设置有弹簧，摩擦片向内运动时会压缩弹簧。

本发明还提供一种内窥镜电动助力系统，包括驱动摇杆、钢丝绳、电机装置、传动装置、转轴以及上述的抱紧装置，其中：钢丝绳卷绕在转轴上，钢丝绳的两端分别连接至驱动摇杆相对的两端；传动装置和抱紧装置均设置在转轴上，传动装置设置于抱紧装置两端，电机装置驱动传动装置转动，抱紧装置处于抱紧状态时，传动装置带动抱紧装置转动。

优选地，所述驱动轮设置于所述转轴上并和转轴同步转动，所述摩擦片能在驱动轮的导向作用和中间轮的限位作用下向内运动并抱紧传动装置。

优选地，所述传动装置包括齿轮传动组和助力轴套，所述助力轴套套设在所述转轴两端，所述助力轴套连接传动齿轮组并在传动齿轮组的带动下转动。

优选地，所述转轴两端的助力轴套的转动方向相反。

优选地，所述摩擦片套设在所述助力轴套外侧，摩擦片向内运动时能够抱紧所述助力轴套。

优选地，所述钢丝绳、传动装置、抱紧装置以及转轴均设置有两组，用于实现钢丝绳前后方向和左右方向上的助力。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明从手指推动驱动摇杆倾倒到实现弯角，没有延迟性，从而可以快速、准确找到要观察的点；

2、本发明既实现了弯角轻巧，使手指不易疲劳，又实现了通过手指可感知弯角阻力的大小。从而避免了内窥镜弯曲部在使用中的容易被损坏；

3、本发明实现电机助力结构所用的钢丝绳与实现弯角所用的钢丝绳，分为两段，牵引钢丝绳只需承受弯角所需拉力，大大减少了长时间使用后的钢丝绳延长；驱动钢丝绳只需承受摇杆驱动驱动轮轴转动的很小拉力，长时间使用后的钢丝绳延长会非常微小；

4、本发明能够实现多个模块化插入部与一个主机的可拆卸结构。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为内窥镜电动助力系统的第一结构示意图；

图2为内窥镜电动助力系统的第二结构示意图；

图3为内窥镜电动助力系统的抱紧装置的正视图；

图4为内窥镜电动助力系统的传动装置和抱紧装置沿轴向方向上的第一剖视图；

图5为内窥镜电动助力系统的传动装置和抱紧装置沿轴向方向上的第二剖视图；

图6为内窥镜电动助力系统的抱紧装置的结构示意图；

图7为内窥镜电动助力系统的抱紧装置的爆炸示意图。

图中示出：

驱动摇杆1

钢丝绳2

转轴3

传动装置4

抱紧装置5

电机装置6

齿轮传动组401

助力轴套402

驱动轮501

中间轮502

限位口5021

摩擦片503

第一导向块5031

弹簧504

第二导向块5041

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1至图7所示，根据本发明提供的一种抱紧装置和内窥镜电动助力系统，包括驱动摇杆1、钢丝绳2、电机装置6、传动装置4、抱紧装置5以及转轴3，其中：钢丝绳2卷绕在转轴3上，钢丝绳2的两端分别连接至驱动摇杆1相对的两端；传动装置4和抱紧装置5均设置在转轴3上，传动装置4设置于抱紧装置5两端，电机装置6驱动传动装置4转动，抱紧装置5处于抱紧状态时，传动装置4带动抱紧装置5转动。

进一步地，所述抱紧装置5包括驱动轮501、中间轮502以及摩擦片503，所述驱动轮501设置于所述转轴3上并和转轴3同步转动，所述中间轮502设置于所述驱动轮501左右两侧，所述摩擦片503设置于所述中间轮502的内周面，所述摩擦片503能在驱动轮501的导向作用和中间轮502的限位作用下向内运动并抱紧传动装置4。所述摩擦片503外侧设置有第一导向块5031，所述中间轮502上设置有与所述第一导向块5031匹配的限位口5021，所述第一导向块5031自所述限位口5021内伸出；所述驱动轮501两侧设置有与所述第一导向块5031配合作用的第二导向块5041，所述驱动轮501和摩擦片503相对转动时，所述摩擦片503在第二导向块5041的引导面的作用下向内运动。所述驱动轴的内周面的摩擦片503至少设置有两个，本实施例中，内周面设置有两个半圆状摩擦片503，两个摩擦片503之间设置有弹簧504，摩擦片503向内运动时会压缩弹簧504。

更为具体地，所述传动装置4包括齿轮传动组401和助力轴套402，所述助力轴套402套设在所述转轴3两端，所述助力轴套402连接传动齿轮组并在传动齿轮组的带动下转动。所述转轴3两端的助力轴套402的转动方向相反。所述摩擦片503套设在所述助力轴套402外侧，摩擦片503向内运动时能够抱紧所述助力轴套402。所述钢丝绳2、传动装置4、抱紧装置5以及转轴3均设置有两组，用于实现钢丝绳2前后方向和左右方向上的助力。

本发明的工作原理如下：驱动摇杆1能够上下左右转动，进而带动上下左右侧的钢丝绳2，钢丝绳2卷绕在转轴3上，转轴3能够相应的顺时针或者逆时针转动，此处以顺时针转动为例：当转轴3顺时针转动时，设置于转轴3上的驱动轮501顺时针转动，所述驱动轮501顺时针转动时，带动其一侧的中间轮502顺时针转动，摩擦片503在驱动轮501的引导和中间轮502的限位下向内运动，摩擦片503内周面与由所述电机装置6驱动的助力轴套402的外周面接触所产生摩擦阻力，从而获得电机助力。所述助力轴套402再带动所述摩擦片503顺时针旋转，所述摩擦片503带动所述中间轮502顺时针旋转，所述中间轮502带动所述驱动轮501顺时针转动，所述驱动轮501驱动所述牵引钢丝绳2进而带动所述弯曲部向一个方向弯曲。

同理，所述驱动轮501逆时针转动时也相应获得电机助力，从而驱动所述牵引钢丝绳2进而带动所述弯曲部向另一个方向弯曲。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种抱紧装置，其特征在于，包括驱动轮和设置于驱动轮两侧的抱紧件，其中：

驱动轮正转时，一侧的抱紧件的孔径收缩；

驱动轮反转时，另一侧的抱紧件的孔径收缩；

所述抱紧件包括中间轮和摩擦片，其中：

中间轮设置在驱动轮左右两侧；

所述摩擦片设置于所述中间轮的内周面，所述摩擦片能在驱动轮的导向作用和中间轮的限位作用下向内运动；

所述摩擦片外侧设置有第一导向块，所述中间轮上设置有与所述第一导向块匹配的限位口，所述第一导向块自所述限位口内伸出；

所述驱动轮两侧设置有与所述第一导向块配合作用的第二导向块，所述驱动轮和摩擦片相对转动时，所述摩擦片在第二导向块的引导面的作用下向内运动；

所述摩擦片至少设置有两个，摩擦片之间设置有弹簧，摩擦片向内运动时会压缩弹簧。

2.一种内窥镜电动助力系统，其特征在于，包括驱动摇杆、钢丝绳、电机装置、传动装置、转轴以及如权利要求1所述的抱紧装置，其中：钢丝绳卷绕在转轴上，钢丝绳的两端分别连接至驱动摇杆相对的两端；传动装置和抱紧装置均设置在转轴上，传动装置设置于抱紧装置两端，电机装置驱动传动装置转动，抱紧装置处于抱紧状态时，传动装置带动抱紧装置转动。

3.根据权利要求2所述的内窥镜电动助力系统，其特征在于，所述驱动轮设置于所述转轴上并和转轴同步转动，所述摩擦片能在驱动轮的导向作用和中间轮的限位作用下向内运动并抱紧传动装置。

4.根据权利要求2所述的内窥镜电动助力系统，其特征在于，所述传动装置包括齿轮传动组和助力轴套，所述助力轴套套设在所述转轴两端，所述助力轴套连接传动齿轮组并在传动齿轮组的带动下转动。

5.根据权利要求4所述的内窥镜电动助力系统，其特征在于，所述转轴两端的助力轴套的转动方向相反。

6.根据权利要求4所述的内窥镜电动助力系统，其特征在于，所述摩擦片套设在所述助力轴套外侧，摩擦片向内运动时能够抱紧所述助力轴套。

7.根据权利要求2所述的内窥镜电动助力系统，其特征在于，所述钢丝绳、传动装置、抱紧装置以及转轴均设置有两组，用于实现钢丝绳前后方向和左右方向上的助力。