CN109922704B - 具有改进的弹性铰链的可弯曲管 - Google Patents

具有改进的弹性铰链的可弯曲管 Download PDF

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Abstract

一种管状构件，具有包括第一和第二周向狭缝的第一柔性部分；第一周向狭缝与第二周向狭缝相对设置并包括第一端和第二端；第二周向狭缝包括第三端和第四端，其中第一端和第三端设置成使得第一桥接部提供在所述第一和第二周向狭缝之间，其特征在于，第一柔性部分包括沿管状构件纵向设置的第一纵向狭缝和沿管状构件纵向设置的第二纵向狭缝，其中第一周向狭缝联通连接到第一纵向狭缝，其中第二周向狭缝联通连接到第二纵向狭缝，第一纵向狭缝和第二纵向狭缝设置成限定第一桥接部的纵向侧。

Description

具有改进的弹性铰链的可弯曲管
技术领域
本发明涉及一种具有改进的弹性铰链的可弯曲管。本发明还涉及一种具有改进的柔性部分的柔性管。本发明还涉及一种包括具有改进的弹性铰链和/或改进的柔性部分的可弯曲管的医疗装置，例如内窥镜。
背景技术
具有弹性铰链的可弯曲管因诸如患者体内结构的微创手术或内窥镜检查的应用而众所周知，诸如消化道和气道，例如食道、胃、肺、结肠、子宫、尿道、肾和其他器官系统，但它们也适用于其他目的，例如在难以到达的位置检查或修复机械或电子装置。在进一步的描述中，将使用术语内窥镜应用或内窥镜器械，但所述术语必须被解释为还涵盖如上所述的其他应用或器械。US2007/0049800A1公开了一种用于形成其中具有多个铰链元件的内窥镜铰接接头的方法，其中每一铰链包括外壁中的一对相对的V形狭缝，所述狭缝由一对相对的弯曲点分开。铰链以交替的90度图案周向地设置，以在两个平面中实现铰接。铰链的弯曲能力受到弯曲点可以支撑的张力的约束。而且，当接头弯曲时，弯曲点将向外邻接。在此情况下，当将接头引入另一管内时，弯曲点邻接部可以接触另一管，从而限制和/或防止接头移动和/或弯曲。此外，可弯曲管可包括近端部分、中间部分和远端部分，其中可弯曲管还包括转向装置，所述转向装置适于将近端部分的至少一部分相对于中间部分的偏转转变成远端部分的至少一部分的相关反射。以这种方式，医生可以通过操作近端部分来控制远端部分。然而，提供弯曲能力的铰链可能对扭矩偏差和扭矩滞后敏感，使得近端部分的旋转可能不会与远端部分的旋转紧密对应。以这种方式，旋转运动的可靠传输可能是困难的。因此，需要一种允许从近端部分到远端部分的旋转或扭矩的改进传递的可弯曲管。
图1A示出了形成EP2273911B1中所述的器械的三个柱形构件的分解图。器械202由三个同轴的柱形构件组成：内部构件204、中间构件206和外部构件208。内部柱形构件204由第一刚性端部210、第一柔性部分212、中间刚性部分214、第二柔性部分216和第二刚性端部218构成，所述第一刚性端部210是通常在难以到达或在人体内部的位置使用的部分，并且，所述第二刚性端部218通常用作器械的操作部分，因为它用来使装置的另一端转向。外柱形构件208以相同的方式由第一刚性部分、柔性部分、中间刚性部分、第二柔性部分和第二刚性部分组成。柔性部分在本领域中也称为“铰链”。柱形构件208和212的不同部分的长度基本相同，使得当柱形构件204插入柱形构件208时，不同的部分彼此抵靠定位。中间柱形构件206还具有第一刚性端部240和第二刚性端部242，所述第一刚性端部240和第二刚性端部242在组装状态下分别位于两个其他柱形构件的相应刚性部之间。
中间柱形构件206的中间部分由三个或更多个单独的纵向元件形成，所述纵向元件可以具有不同的形式和形状。在组装三个柱形构件之后，由此将构件204插入构件206中并且将两个组合构件204、206插入构件208中，三个构件的端面可以在两端彼此连接，以便形成一个整体式装置。
图1B示出了图1A的器械的中间柱形构件的替代实施例的一部分的展开图。图1B的中间柱形构件由多个纵向元件形成，其中每一纵向元件220由三个部分222、224和226组成，分别与第一柔性部分、中间刚性部分和第二柔性部分共存。在与中间刚性部分重合的部分224中，每对相邻的纵向元件220在切线方向上彼此接触，使得实际上在它们之间仅存在恰好足以允许每一纵向元件的独立运动的窄间隙。
在另外两个部分222和226中，每一纵向元件由沿圆周方向看的相对小且柔性的条带228、230组成，使得在每对相邻条带之间存在相当大的间隙，并且每一条带228、230具有沿圆周方向延伸并且将间隙几乎完全桥接到下一条带的多个凸轮232。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有若干改进的可弯曲管，包括改进的铰链，所述铰链柔性更大并且仍然非常坚固。
这是通过根据所附独立权利要求所述的管状构件实现的。
本发明的管状构件具有改进的可弯曲部分，因为当管状构件沿弯曲轴弯曲时，一个周向狭缝将打开而另一周向狭缝将闭合，从而在位于周向狭缝之间的中间部分上方，即在第一桥接部上方产生力矩。
此外，本发明的管状构件具有进一步改进的可弯曲部分，因为当管状构件沿弯曲轴弯曲并且一个周向狭缝将打开而另一周向狭缝将闭合时，每一周向狭缝的每一斜U形中间部分将互锁，从而避免在除弯曲轴之外的其他方向上产生力矩。以这种方式，当施加到管状构件的一端时，旋转将紧密地传递到管状构件的另一端。
本发明的另一个目的是提供一种具有若干改进的柱形构件，包括改进的柔性部分。
本发明的柱形构件具有改进的柔性部分，因为所述柱形构件包括在薄的柔性部分与较厚的刚性部分之间的绳索均衡器结构，所述绳索均衡器结构补偿薄的柔性部分中的两个平行的子条带之间的位移差。以这种方式，改善了柔性部分与刚性部分之间的连接。
本发明的柱形构件具有改进的柔性部分，因为所述柱形构件包括由从材料切除的薄狭缝制成的间隔件。这样得到高效的制造过程。
在从属权利要求的其余部分中要求保护本发明的有利实施例。
本发明还涉及一种用于内窥镜应用的器械，包括此管状构件和/或柱形构件。
附图说明
通过非限制性和非排他性的实施例，本发明的进一步特征和优点将从本发明的描述中变得显而易见。这些实施例不应解释为限制保护范围。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以构思并减少实践本发明的其他替代方案和等同实施例。此外，即使没有在附图中明确示出或在说明书中解释，也可以组合不同实施例的单独特征，除非这种组合在物理上是不可能的。本发明的范围仅受权利要求书及其技术等同物的限制。将参考附图来描述本发明的实施例，其中相似或相同的附图标记表示相似、相同或相应的部分。
图1A和图1B示出现有技术的可弯曲管。
图2A示出管状构件的实施例的示意性透视图。
图2B示出管状构件的另一实施例的示意性透视图。
图3示出管状构件的另一实施例的示意性透视图。
图4示出管状构件的另一实施例的示意性透视图。
图5示出管状构件的另一实施例的示意性透视图。
图6示出图5的处于弯曲位置的管状构件的示意性透视图。
图7A至图7D示出管状构件的另一实施例的示意图。
图8示出具有在周向狭缝之间的替代桥接部的管状构件。
图9示出具有中间部分的管状构件的另一实施例的示意图。
图10示出具有在周向狭缝之间的替代桥接部的管状构件的另一实施例。
图11示出具有图10的替代桥接部和图9的中间部分的管状构件的另一个实施例。
图12示出绳索均衡器结构的示意图。
图13示出根据本发明的一个实施例的中间柱形构件的一部分的展开图。
图14示出根据图13的中间柱形构件的一部分的3D视图。
图15示出根据本发明的另一实施例的中间柱形构件的一部分的展开图。
图16示出根据本发明的另一实施例的中间柱形构件的一部分的展开图。
图17示出根据图16的一个实施例的3D视图。
具体实施方式
可以看出，如下所述的管状构件可以应用于需要可弯曲管的任何所需器械中。然而，管状构件可以有利地应用于医疗器械中，例如在WO2015/084157、WO2015/084174、WO2016/089202、PCT/NL2015/050798、PCT/NL2016/050471、PCT/NL2016/050522和NL2016900中公开/描述的医疗器械。
图2A示出根据第一实施例的管状构件的示意性透视图。管由刚性材料制成，并且具有包括一或多个可弯曲部分的铰链。
管状构件1具有包括弯曲装置6的可弯曲部分2。
管状构件1的可弯曲部分2具有周向狭缝3和周向狭缝5。周向狭缝3具有端部7和端部9。周向狭缝3从端部7延伸到端部9，从而在圆周方向A上部分地围绕管状构件1。周向狭缝5具有端部11和端部13。周向狭缝5从端部11延伸到端部13，从而在圆周方向B上部分地围绕管状构件1。圆周方向A和圆周方向B是相反的圆周方向。管状构件1具有中心轴29，所述中心轴29是对称轴。端部7和端部11位于圆周上，所述圆周具有位于中心轴29上的中心点并且位于垂直于中心轴29的表面中。在图2A的实施例中，周向狭缝3和5也位于此圆周上。端部7和端部11彼此面对地设置。优选地，端部7和端部13通过与中心轴29相交的线连接。此外，优选地，端部11和端部9通过与中心轴29相交的线连接。
管状构件1具有在端部7和端部11之间纵向延伸的桥接部15。桥接部15将管状构件1的第一部分8连接到管状构件1的第二部分10，所述第一部分8和第二部分10位于周向狭缝3和周向狭缝5的相对侧上。
管状构件1具有沿管状构件1纵向定向的纵向狭缝17。管状构件1还具有也沿管状构件1纵向定向的纵向狭缝19。纵向狭缝17包括纵向边缘21和纵向边缘23。周向狭缝3在端部7和纵向边缘21处联通连接到纵向狭缝17。纵向狭缝19包括纵向边缘25和纵向边缘27。周向狭缝5在纵向边缘27和在端部11处联通连接到纵向狭缝19。纵向边缘23和纵向边缘25在管状构件1的纵向方向上彼此面对，从而限定桥接部15的纵向侧。
参考图6可以更清楚地看出，可以通过将桥接部15作为旋转点并且打开狭缝3、5中的一者并闭合狭缝3、5中的另一者来弯曲管状构件1。桥接部15承受应力并且设计成使得当狭缝3、5中的一者刚刚闭合时在桥接部15上施加的应力保持在其应力公差内，在所述应力公差之上，桥接部15将被过度拉伸并永久变形。例如，如果可弯曲部分2设计成以例如60°的最大角度弯曲，桥接部15可能不会破裂。也可以应用其他最大角度。
图2A的实施例可以通过另外两个狭缝(未图示)扩展，所述狭缝与狭缝3、5相同但是位于管状构件1的另一部分并且相对于狭缝3、5纵向移动。优选地，所述狭缝相对于狭缝3、5围绕轴线29沿周向旋转90°，使得所有狭缝一起形成铰链，所述铰链使得管状构件容易在所有方向上弯曲。此外，在管状构件1中可以设置更多相同的这种狭缝对，每对狭缝纵向移动并且相对于相邻的一对狭缝以预定角度旋转，例如90°，从而为管状构件1提供可以弯曲所需角度的区段。
图2B示出另一管状构件31的实施例的示意性透视图。
图2B中与图2A中相同的附图标记用于表示共同的元件。
图2B的管状构件31的周向狭缝3具有端部7和端部39。周向狭缝3从端部7延伸到端部39，从而在圆周方向C上部分地围绕管状构件。周向狭缝5具有端部11和端部313。周向狭缝5从端部11延伸到端部313，从而在圆周方向D上部分地围绕管状构件31。圆周方向C和圆周方向D是相反的圆周方向。管状构件31具有中心轴29。端部7、端部39、端部11和端部313位于具有中心轴上的中心点350的圆周上。周向狭缝3、5位于所述圆周上。端部39和端部313彼此面对地设置。
除了桥接部15之外，管状构件31还具有在端部39与端部313之间纵向延伸的桥接部315。
管状构件31具有沿管状构件31纵向延伸的纵向狭缝317。纵向狭缝317位于管状构件31中与纵向狭缝21相对的位置。管状构件31还具有也沿管状构件31纵向延伸的纵向狭缝319。纵向狭缝319与纵向狭缝19相对。纵向狭缝317包括纵向边缘321和纵向边缘323。周向狭缝3在端部39和纵向边缘321处联通连接到纵向狭缝317。纵向狭缝319包括纵向边缘325和纵向边缘327。纵向狭缝5在端部313和纵向边缘327处联通连接到纵向狭缝319。纵向边缘323和纵向边缘325在管状构件的纵向方向上彼此面对，从而限定桥接部315的纵向侧。
参照图6可以更清楚地看出，可以通过将桥接部15和桥接部315作为旋转点并且打开周向狭缝3、5中的一者并闭合周向狭缝3、5中的另一者来弯曲管状构件31。桥接部15和桥接部315承受应力并且设计成使得当狭缝3、5中的一者刚刚闭合时在桥接部15和桥接部315上施加的应力保持在其应力公差内，超过所述应力公差，桥接部15和桥接部315将被过度拉伸并永久变形。例如，如果可弯曲部分2设计成以例如60°(或其他值)的最大角度弯曲，桥接部15和桥接部315可能不会破裂。
图2B的实施例可以通过与一对周向狭缝3、5相同的另外两个周向狭缝(未图示)扩展，其中纵向狭缝与纵向狭缝17、19、317、319相同并且位于管状构件31的另一部分，并且相对于周向狭缝3、5纵向移动。优选地，所述纵向狭缝相对于周向狭缝3、5围绕轴线29周向旋转90°，使得所有周向狭缝一起形成铰链，所述铰链使得管状构件31容易在所有方向上弯曲。此外，在管状构件31中可以提供更多对在其端部具有纵向狭缝的周向狭缝，每对周向狭缝相对于相邻的一对周向狭缝纵向移动并以预定角度旋转，从而为管状构件31提供可以在任何所需方向上弯曲所需角度的部分。
图3示出管状构件41的另一实施例的示意性透视图。
图3中与图1A和图2A中相同的附图标记用于表示共同的元件。
管状构件41具有周向狭缝43和周向狭缝45。周向狭缝43具有端部7和端部49。周向狭缝43从端部7延伸到端部49，从而在圆周方向E上部分地围绕管状构件。狭缝45具有端部11和端部413。周向狭缝45从端部11延伸到端部413，从而在圆周方向F上部分地围绕管状构件。圆周方向E和圆周方向F是相反的方向。管状构件具有中心轴29。端部7和端部11位于圆周400上，所述圆周400在中心轴29上具有中心点402和作为其半径404的从端部7延伸到中心轴29并且垂直于中心轴29的线。端部7和端部11彼此面对地设置。桥接部15在端部7和端部11之间纵向延伸。
管状构件41具有与管状构件1相同的纵向狭缝17和纵向狭缝19。纵向狭缝17和纵向狭缝19也沿着管状构件41纵向定位，从而限定桥接部15的侧面。
圆周方向E与圆周400形成角406。圆周方向F与圆周400形成角408。角406和408优选地在-10°与+10°之间，更优选地在-8°与+8°之间。优选地，角406和408具有相同的值。
图4示出根据本发明的管状构件51的另一实施例的示意性透视图。
图4中与图1和图3中相同的附图标记用于表示共同的元件。
管状构件51包括周向狭缝43和周向狭缝45。周向狭缝43具有端部7和端部49。周向狭缝43从端部7延伸到端部49，从而在圆周方向E上部分地围绕管状构件。狭缝45具有端部11和端部413。周向狭缝45从端部11延伸到端部413，从而在圆周方向F上部分地围绕管状构件。圆周方向E和圆周方向F是相反的方向。管状构件51具有中心轴29。端部7和端部11位于圆周400上。端部7和端部11彼此面对地设置。桥接部15在端部7和端部11之间纵向延伸。
与图2A和图4中的管状构件1和41类似，管状构件51具有纵向狭缝17和纵向狭缝19，所述纵向狭缝17和纵向狭缝19沿着管状构件51纵向定位，从而限定桥接部15的纵向侧。
圆周方向E与圆周400形成角406。圆周方向F与圆周400形成角408。角406和408优选地在-10°与+10°之间，更优选地在-8°与+8°之间。优选地，角406和408具有相同的值。
管状构件51具有周向狭缝543和周向狭缝545。周向狭缝543具有端部57和端部549(图4中未示出)。周向狭缝543从端部57延伸到端部549，从而在圆周方向上部分地围绕管状构件。狭缝545具有端部511和端部513。周向狭缝545从端部511延伸到端部513，从而在圆周方向G上部分地围绕管状构件。圆周方向F和圆周方向G是相反的方向。端部57和端部511位于圆周400上。端部57和端部511彼此面对地设置。管状构件51具有在端部57和端部511之间纵向延伸的桥接部515。
管状构件51具有纵向狭缝517和纵向狭缝519，所述纵向狭缝517和纵向狭缝519沿着管状构件51纵向延伸，从而限定桥接部515的纵向侧。
圆周方向H与圆周400形成角506。圆周方向G与圆周400形成角508。角506和508优选地在-10°与+10°之间，更优选地在-8°与+8°之间。优选地，角506和508具有相同的值。
纵向狭缝517包括纵向边缘521和纵向边缘523。纵向狭缝517在端部57和纵向边缘521处联通连接到周向狭缝543。纵向狭缝519包括纵向边缘525和纵向边缘527。纵向狭缝519在端部511和纵向边缘527处联通连接到周向狭缝545。纵向边缘523和纵向边缘525在管状构件51的纵向方向上彼此面对，从而限定桥接部515的纵向侧。
优选地，桥接部15和515位于管状构件51上的在圆周400上彼此远离地旋转180°的位置上。
如图4所示，周向狭缝43和周向狭缝545周向地重叠，即，沿纵向方向看，周向狭缝43的一部分邻近周向狭缝545的一部分，但是，所述部分彼此不接合。周向条带12存在于周向狭缝43和周向狭缝545的所述部分之间。
如图4所示，周向狭缝45和周向狭缝543周向地重叠，即，沿纵向方向看，周向狭缝45的一部分邻近周向狭缝543的一部分，但是，所述部分彼此不接合。周向条带14存在于周向狭缝45和周向狭缝543的所述部分之间。
参看图6和相关描述，清楚可见图4的铰链操作的方式。
图5中与图2A、图2B、图3和图4中相同的附图标记用于表示相同的元件。基本上，图5示出了包括图4的可弯曲部分2和附加可弯曲部分2'的管状构件61。在此将不再重复图4的柔性部分2的描述。这里仅详细描述附加柔性部分2'。附加柔性部分2'具有周向狭缝643和周向狭缝645。周向狭缝643具有端部67和端部649。周向狭缝643从端部67延伸到端部649，从而在圆周方向I上部分地围绕管状构件。周向狭缝645具有端部611和端部6413。周向狭缝645从端部611延伸到端部6413，从而在圆周方向J上部分地围绕管状构件。圆周方向I和圆周方向J是相反的方向。端部67和端部611位于圆周600中，所述圆周600具有中心点，即，位于中心轴29中的点602。端部67和端部611彼此面对地设置。管状构件61具有在端部67和端部611之间纵向延伸的桥接部615。
管状构件61具有沿管状构件61纵向延伸的纵向狭缝617。管状构件61还具有也沿管状构件61纵向延伸的纵向狭缝619。纵向狭缝617包括纵向边缘621和纵向边缘623。周向狭缝643在端部67和纵向边缘621处联通连接到纵向狭缝617。纵向狭缝619包括纵向边缘625和纵向边缘627。周向狭缝645在端部611和纵向边缘627处联通连接到纵向狭缝619。纵向边缘623和纵向边缘625在管状构件的纵向方向上彼此面对，从而限定桥接部615的纵向侧。
圆周方向I与圆周600形成角606。圆周方向J与圆周600形成角608。角606和608优选地在-10°与+10°之间，更优选地在-8°与+8°之间。优选地，角606和608具有相同的值。
管状构件61具有周向狭缝6543和周向狭缝6545。周向狭缝6543具有端部657和端部6549。周向狭缝6543从端部657延伸到端部6549，从而在圆周方向K上部分地围绕管状构件。以相同的方式，周向狭缝6545具有端部6511和图5中未示出的另一端部。周向狭缝6545从端部6511延伸到其另一端，从而在圆周方向L上部分地围绕管状构件61。圆周方向K和圆周方向L是相反的方向。端部657、端部611、端部6511和端部67位于圆周600上。端部657和端部6511彼此面对地设置。管状构件61具有在端部657和端部6511之间纵向延伸的桥接部6515。
管状构件61具有纵向狭缝6517和纵向狭缝6519，所述纵向狭缝6517和纵向狭缝6519沿着管状构件61纵向延伸，从而限定桥接部6515的纵向侧。
圆周方向K与圆周600形成角614。圆周方向L与圆周600形成角612。角612和614优选地在-10°与+10°之间，更优选地在-8°与+8°之间。优选地，角612和614具有相同的值。
纵向狭缝6517包括纵向边缘6521和纵向边缘6523。周向狭缝6543在端部657和纵向边缘6521处联通连接到纵向狭缝6517。纵向狭缝6519包括纵向边缘6525和纵向边缘6527。周向狭缝6545在端部6511和纵向边缘6527处联通连接到纵向狭缝6519。纵向边缘6523和纵向边缘6525在管状构件61的纵向方向上彼此面对，从而限定桥接部6515的纵向侧。
优选地，桥接部615和6515位于管状构件61上的在圆周600上彼此远离地旋转180°的位置上。此外，一对桥接部615、6515相对于一对桥接部15、515周向旋转，优选地约900°。
如图5所示，周向狭缝6543和周向狭缝645周向上重叠，即，沿纵向方向看，周向狭缝6543的一部分邻近周向狭缝645的一部分，但是，所述部分彼此不接合。周向条带18存在于周向狭缝6543和周向狭缝645的所述部分之间。
仍如图5所示，周向狭缝6545和周向狭缝643周向上重叠，即，沿纵向方向看，周向狭缝6545的一部分邻近周向狭缝643的一部分，但是，所述部分彼此不接合。周向条带20存在于周向狭缝6545和周向狭缝643的所述部分之间。
图6示出图5的处于弯曲位置的管状构件的示意性透视图。
图6中与图2A至图5中相同的附图标记用于表示相同的元件。
如图6所示，当管状构件61沿弯曲轴(通常是中心轴29)弯曲时，例如，周向狭缝43、513可以打开而周向狭缝45、549可以闭合。即，部分8和10可围绕桥接部15和515旋转。由纵向边缘23限定的桥接部15的侧面，即桥接部15的最靠近周向狭缝43的侧面将受到彼此远离的两个相反纵向力，即，一个力朝向部分8，并且另一个力朝向部分10，分别如箭头M和N所示。在这些相反的力M和N的作用下，由于桥接部15的弹性，桥接部15的尺寸在其纵向边缘23处将纵向扩大。另一方面，由纵向边缘25限定的桥接部15的侧面，即桥接部15的最靠近周向狭缝45的侧面将受到朝向彼此的两个相反纵向力，即，一个力从部分8朝向桥接部15的中心，并且另一个力从部分10朝向桥接部15的中心，分别如箭头O和P所示。在这些相反的力O和P的作用下，由于桥接部15的弹性，桥接部15在其纵向边缘25处将纵向收缩。在桥接部515中发生类似的效果。
此外，桥接部15、515应该设计成使得当周向狭缝45和549在弯曲动作期间刚刚闭合时，桥接部15中的应力保持在其应力公差内，使得在桥接部15、515中不会引起过度拉伸并且材料不可逆转地受损。例如，如果可弯曲部分2设计成以例如60°(或其他值)的最大角度弯曲，则桥接部15可能不会破裂。
由图2A和图2B的其余周向狭缝和纵向狭缝形成的弯曲部分以类似的方式工作。
通过为相应的管状构件1、31、41、51、61提供相应的周向狭缝3、5、43、45、543、545、643、645、6543、6545和一端联通连接到相应的周向狭缝3、5、43、45、543、545、643、645、6543、6545的至少一个相应的纵向狭缝17、19、517、519、617、619、6517、6519，极大促进了通过打开/闭合相应的周向狭缝3、5、43、45、543、545、643、645、6543、6545来弯曲管状构件1、31、41、51、61，并且在管状构件1、31、41、51、61接触相应桥接部15、515、615、6515的周向狭缝3、5、43、45、543、545、643、645、6543、6545的端部处的材料应力减小。
此外，由于周向条带12、14、18、20，管状构件51、61的扭转刚度得到改善。即，从圆周方向看，两个部分重叠的周向狭缝使得管状构件51、61能够在管状构件弯曲时呈约180°打开，而管状构件51、61没有沿约180°延伸的周向狭缝，这原本会削弱结构并降低扭转刚度。选择周向条带12、14、18、20的宽度和长度，使得管状构件51、61具有所需的扭转刚度，这也取决于所使用的材料。此外，选择周向条带12、14、18、20的宽度和厚度，使得所述周向条带具有一定的柔韧性，但在可弯曲部分2的最大弯曲期间保持在其应力公差内。例如，如果设计可弯曲部分2以例如60°(或其它值)的最大角度弯曲，周向条带12、14、18、20可能不会破裂。
图7A至图7D示出管状构件71的另一实施例。管状构件71包括由以上图式中使用的附图标记表示的多个特征，并且这些附图标记指的是相同的特征，在此不再重复解释。
在此，可弯曲部分2包括通过弯曲的中间狭缝22联通连接到纵向狭缝17的周向狭缝3。即，弯曲的中间狭缝22的一端连接到周向狭缝3的端部7，并且另一端连接到纵向狭缝17的一端。
类似地，周向狭缝5通过弯曲的中间狭缝24联通连接到纵向狭缝19。即，弯曲的中间狭缝24的一端连接到周向狭缝5的端部11，并且另一端连接到纵向狭缝19的一端。纵向狭缝17和19限定桥接部15。
从示出了管状构件71的3D视图的图7B中可以最清楚地看到，在管状构件71的端部313，周向狭缝5连接到弯曲的中间狭缝28，所述中间狭缝28将周向狭缝5连接到纵向狭缝319的一端。图7B还示出了在管状构件71的端部39，周向狭缝3连接到弯曲的中间狭缝26，所述中间狭缝26将周向狭缝3连接到纵向狭缝317的一端。
纵向狭缝48和52限定桥接部315。桥接部15和315优选地位于管状构件71上的沿周向旋转约180°的位置。
优选地，周向狭缝3、5位于相同的圆周400上(图7A至图7D中未示出)。
第二可弯曲部分2'的另一对周向狭缝44、30邻近周向狭缝3、5并且在纵向方向上移位。
周向狭缝44通过弯曲的中间狭缝42联通连接到纵向狭缝38。即，弯曲的中间狭缝42的一端连接到周向狭缝44的一端，并且另一端连接到纵向狭缝38的另一端。
类似地，周向狭缝30通过弯曲的中间狭缝32联通连接到纵向狭缝34。弯曲的中间狭缝34的一端连接到周向狭缝30的一端，并且另一端连接到纵向狭缝34的另一端。纵向狭缝38和34限定桥接部40。桥接部40优选地位于管状构件71上的相对于桥接部15沿周向旋转约90°的位置。
从图7B中可以最清楚地看到，在管状构件的另一端，周向狭缝44连接到弯曲的中间狭缝46，所述中间狭缝46将周向狭缝44连接到纵向狭缝48的一端。图7B还示出了在管状构件的另一端，周向狭缝30连接到弯曲的中间狭缝54，所述中间狭缝54将周向狭缝30连接到纵向狭缝52的一端。
纵向狭缝317和319限定桥接部50。桥接部40和50优选地位于管状构件71上的沿周向旋转约180°的位置。
优选地，周向狭缝30、44位于同一圆周上。
通过适当地选择管状构件71中的狭缝的几何形状，具有狭缝317、26、3、22、17、19、24、5、28、319的第一可弯曲部分2可以非常靠近具有狭缝38、42、44、46、48、52、54、30、32、34的第二可弯曲部分2'。因此，小管状构件中可实现高达90°的大弯曲角度，所述小管状构件的直径仅为几毫米，例如在0.5毫米与3毫米之间，长度在30毫米与50毫米之间。
图7C和图7D示出管状构件71的不同侧视图。
图8示出具有替代桥接部72、74的管状构件81的实施例。相同的附图标记表示与其他附图中相同的元件。图8示出图5和图6的具有替代桥接部的实施例的侧视图。然而，如图2A至图7D所示，这种替代桥接部也可以应用于本发明的其他实施例中。
图8示出周向狭缝45如何在纵向狭缝19中终止。然而，在此，纵向狭缝19通过弯曲狭缝62联通连接到纵向狭缝60，所述狭缝62可为U形。周向狭缝43在纵向狭缝17终止。然而，在此，纵向狭缝17通过弯曲狭缝58联通连接到纵向狭缝56，所述狭缝58可为U形。因此，存在具有镜像S形的桥接部72。当然，形状可以替代地等于S形。或者，形状可以是Z形或镜面Z形。
图8还示出周向狭缝645如何在纵向狭缝619中终止。然而，在此，纵向狭缝619通过弯曲狭缝70联通连接到纵向狭缝68，所述狭缝70可为U形。周向狭缝643在纵向狭缝617中终止。然而，在此，纵向狭缝617通过弯曲狭缝66联通连接到纵向狭缝64，所述狭缝66可为U形。因此，形成了桥接部74。桥接部74的形状可以具有以上参考桥接部72所讨论的任何一种形状。
观察到，具有如图8所示的替代桥接部的管状构件具有比具有单一的直纵向桥接部的实施例大得多的弯曲角。具有两个这样的替代桥接部的管状构件81相对于彼此旋转180°，并且具有四个周向狭缝43、45、643、645，可以弯曲高达20°的弯曲角度，至少高达15°。因此，如图8所示的实施例可以弯曲高达40°的弯曲角度。这比图2A至图7D的实施例大约2至3倍。
图9示出管状构件91的实施例，其中周向狭缝43包括中间部分82，并且周向狭缝45包括中间部分80。其他周向狭缝也可包括中间部分。相同的附图标记表示与其他附图中相同的元件。图9示出图5和图6的具有中间部分的实施例的侧视图。然而，这些中间部分也可以应用于本发明的其他实施例中，如图2A至图8所示。首先，将阐释中间部分的结构。之后，将对中间部分的功能进行阐释。
图9示出周向狭缝45如何在纵向狭缝19中终止。然而，在此，周向狭缝45包括U形的中间部分80。U形具有通过底边相互连接的两个平行长边。两个长边都是弯曲的，优选地使得一个长边的曲线形状与第一圆的一部分重合。第二长边具有优选地与第二圆的一部分重合的曲线形状。第一和第二圆优选地具有共同的中心点。实现如下。
中间部分80设置在纵向狭缝19与端部513之间。中间部分80通过第一弯曲狭缝88联通连接到周向狭缝45。此外，中间部分80通过第二弯曲狭缝90联通连接到周向狭缝45。第一弯曲狭缝88可以具有与第二弯曲狭缝90相同或不同的长度。第一弯曲狭缝88可以比第二弯曲狭缝90短。第一弯曲狭缝88在周向狭缝45处的第一端与第二端之间延伸。第二弯曲狭缝90在周向狭缝45处的第一端与第二端之间延伸，其中第一弯曲狭缝88的第二端通过中间狭缝92联通连接到第二弯曲狭缝90的第二端。第一弯曲狭缝88和第二弯曲狭缝90朝向桥接部15弯曲。即，第一和第二弯曲狭缝的凹侧面向桥接部15的纵向狭缝19。
第一弯曲狭缝88可以沿第一圆在其第一端与第二端之间延伸，其中第一圆以桥接部15的中心点为中心，并且以从桥接部15的中心点延伸到第一弯曲狭缝88的端部的区段的长度为半径。第一弯曲狭缝88可以在第一圆形方向沿第一圆从其第一端延伸到第二端。
第二弯曲狭缝90可以沿第二圆在其第一端与第二端之间延伸，其中第二圆以桥接部15的中心点为中心，并且以从桥接部15的中心点延伸到第二弯曲狭缝90的端部的区段的长度为半径。第二弯曲狭缝90可以在与第一弯曲狭缝88相同的第一圆形方向沿第二圆从其第一端延伸到第二端。
观察到，周向狭缝43也可包括中间部分82。周向狭缝43的中间部分82也可为U形。U形具有通过底边相互连接的两个平行长边。两个长边都是弯曲的，优选地使得一个长边的曲线形状与第三圆的一部分重合。第二长边具有优选地与第四圆的一部分重合的曲线形状。第三和第四圆优选地具有共同的中心点。实现如下。
中间部分82通过第三弯曲狭缝98联通连接到周向狭缝43。此外，中间部分82通过第四弯曲狭缝100联通连接到周向狭缝43。第一弯曲狭缝在狭缝43处的第一端与第二端之间延伸。第四弯曲狭缝100在狭缝43处的第一端与第二端之间延伸，其中第三弯曲狭缝98的第二端通过中间狭缝102联通连接到第四弯曲狭缝100的第二端。第三弯曲狭缝98和第四弯曲狭缝100朝向桥接部15弯曲。
第三弯曲狭缝98可以沿第三圆在其第一端与第二端之间延伸，第三圆以桥接部15的中心点为中心，并且以从桥接部15的中心点延伸到第一端的区段的长度为半径。第三弯曲狭缝98可以在第二圆形方向沿第三圆从其第一端延伸到第二端。
第四弯曲狭缝100可以沿第四圆在其第一端与第二端之间延伸，第四圆以桥接部15的中心点为中心，并且以从桥接部15的中心点延伸到第四弯曲狭缝100的第一端的区段的长度为半径。第四弯曲狭缝100可以在与第三弯曲狭缝98相同的第二圆形方向沿第四圆从其第一端延伸到第二端。
第一中间部分80的第一和第二弯曲狭缝延伸的第一圆形方向和第二中间部分82的第三和第四弯曲狭缝延伸的第二圆形方向可以是相反的圆形方向。即，第一中间部分80限定包围沿第一圆形方向延伸的第一唇部的U形，第二中间部分82限定包围沿第二圆形方向延伸的第二销的U形。
第一中间部分80的第一弯曲狭缝88和第二中间部分82的第三弯曲狭缝98可以沿着相同的圆C1但以相反的方向延伸，使得第一圆和第三圆是相同的圆。即，从桥接部15的中心点到第一弯曲狭缝88的第一端的距离等于从桥接部15的中心点到第三弯曲狭缝98的第一端的距离。
第一中间部分80的第二弯曲狭缝90和第二中间部分82的第四弯曲狭缝100可以沿着相同的圆C2但以相反的方向延伸，使得第一圆和第三圆是相同的圆。即，从桥接部15的中心点到第二弯曲狭缝90的第一端的距离等于从桥接部15的中心点到第四弯曲狭缝100的第一端的距离。
图9还示出周向狭缝645和643如何分别包括U形的中间部分94和96。中间部分94和96中的每一者可以根据以上参考中间部分80和82讨论的任何一种布置来设计。中间部分94与图5中所示的桥接部615相关联，并且中间部分96与图5中所示的桥接部6515相关联。对于本领域技术人员来说显而易见的是，优选地，每一桥接部15、515、615、6515与围绕各自的中心以圆形方向设置的两个中间部分相关联，如参考中间部分80、82所示出和阐释。
观察到，当管状构件围绕铰链弯曲时，销80、82、94、96不会产生任何额外的摩擦，因为所述销是弯曲的并且设置在由相应的桥接部15、515、615、6515的中心限定的旋转圆上。即，中间部分80、82、94和96成形为形成相同弯曲的通道，所述部分可以在弯曲通道中自由移动。
观察到，具有如图9所示的中间部分80、82、94和96的管状构件具有改进的扭矩刚度。原因如下。在图4至图8的上述实施例中，管状构件具有一或多个周向条带，如12、18，这使得管状构件不具有任何完全连续的周向狭缝。这种周向条带吸收由试图旋转管状构件的使用者引起的扭力，直到所述周向条带永久变形或甚至断裂。这些周向条带可以支持的最大张力决定了使用者可以施加的最大可允许旋转力。
然而，当使用者试图旋转如图9的实施例中所示的管状构件时，销80、82、94、96可以在圆周方向上以一个弯曲狭缝88、90、98、100的最大距离移动，然后被任何进一步的圆周运动阻挡。因此，周向条带12、18中的弹性变形和张力将不会超过由中间部分80、82、94、96的设计确定的特定阈值。
图10示出具有替代桥接部的管状构件101的实施例。相同的附图标记表示与其他附图中相同的元件。图10示出图8的具有这种替代桥接部的实施例的侧视图。然而，如图2A至图7D和图9A至图9B所示，这种替代桥接部也可以应用于本发明的其他实施例中。
图10示出周向狭缝45。这里使用术语倾斜来表示与纵向方向形成角度的方向。
在此，周向狭缝45在第一倾斜狭缝110终止，其中第一倾斜狭缝110通过弯曲狭缝114联通连接到第二倾斜狭缝112。第一倾斜狭缝110、第二倾斜狭缝112和弯曲狭缝114一起优选地具有U形形状，其中第一倾斜狭缝110和第二倾斜狭缝112分别形成U形的平行长边，并且弯曲狭缝114形成其底边。
周向狭缝43在第三倾斜狭缝116终止，其中第三倾斜狭缝116通过弯曲狭缝120联通连接到第四倾斜狭缝118。第三倾斜狭缝116、第二倾斜狭缝118和弯曲狭缝120一起优选地具有U形形状，其中第三倾斜狭缝116和第四倾斜狭缝118分别形成U形的平行长边，并且弯曲狭缝120形成其底边。
优选地，两个U形设置成钩状取向，使得第一、第二、第三和第四倾斜狭缝平行，并且第二倾斜狭缝110位于由第三倾斜狭缝116、第四倾斜狭缝118和弯曲狭缝120限定的U形的中心线上，并且第四倾斜狭缝118位于由第一倾斜狭缝110、第二倾斜狭缝112和弯曲狭缝114限定的U形的中心线上。或者，形状可以是倾斜Z形或倾斜镜面Z形。
观察到，具有如图10所示的替代桥接部的管状构件可具有比具有纵向桥接部的实施例大得多的弯曲角。很明显，管状构件101将具有两个这样的相对于彼此旋转180°的替代桥接部。然后，管状构件可以围绕这两个替代桥接部的中心弯曲。桥接部122的中心用附图标记124表示，因为桥接部122的总长度可以比桥接部15、515、615、6515的长度长得多，优选2-10倍，弯曲管状构件引起的张力将分布在更长的材料上。
可以想到，图10的实施例的S形具有沿可能不同的方向延伸的三个部分，所述方向相对于管状构件的圆周方向和纵向方向具有一定的倾斜度。当使用者希望旋转管状构件时，一旦倾斜狭缝110、112、116、118被完全压在一起，此S形形成管状构件的部分在周向狭缝43、45的相对侧进一步相对旋转的阻碍。
图11示出管状构件111的3D实施例，所述管状构件111具有与图10的替代桥接部122相同的替代桥接部118、170和与图9的中间部分80、82相同的中间部分150、152、154、156。相同的附图标记表示与其他附图中相同的元件，并且不再解释这些元件，因为它们的功能与图9中的相同。参考图9和图10所述的所有元件可应用于图11。
在所有管状构件1、31、41、51、61、71、81、91、101、111中，所有纵向狭缝和倾斜狭缝可以是沿其长度具有相等宽度的直狭缝。在管状构件71中，纵向狭缝可以具有与弯曲中间狭缝相同的宽度，即可以具有小于20％或小于10％的宽度偏差。在所有管状构件1、31、41、51、61、71、81、91、101、111中，周向狭缝可以更宽，例如，狭缝中心比端部最多宽2倍。通过仅使用狭缝，管状构件可以用激光束制成，而不会由于激光切割而留下任何松散的材料部件。
管状构件1、31、41、51、61、71、81、91、101、111可以是柱形管。然而，管状构件可具有另一合适的横截面。例如，中空管可具有卵形或椭圆形或矩形横截面。管状构件至少在提供铰链的位置是中空的。管状构件1、31、41、51、61、71、81、91、101、111包括外壁。可弯曲部分形成在外壁中。
管状构件1、31、41、51、61、71、81、91、101、111可以使用合适的生物相容性聚合材料形成，例如聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯或其他生物相容性聚合物。管状构件可以由任何其他合适的材料和/或以任何其他合适的方式制成。其他合适的材料可以是不锈钢、钴铬、形状记忆合金，例如
Figure BDA0002047081530000181
塑料、聚合物、复合材料或其他可固化材料。
周向狭缝和纵向狭缝可以通过任何已知的材料去除技术制成，例如光化学蚀刻、深冲压、切削技术，然而，优选使用激光切割。所有狭缝都向管状构件的外部和内部打开。
根据预期应用的要求，周向狭缝可具有任何合适的长度。同一管状构件中的周向狭缝可具有相同或不同长度。周向狭缝的长度小于管状构件的外圆周的一半。优选地，狭缝的长度在管状构件的外圆周的25％与50％之间，更优选地在30％与45％之间，最优选地在35％与40％之间。周向狭缝可具有任何合适的宽度。同一管状构件的周向狭缝可具有相同或不同宽度。周向狭缝可以在其终点附近较窄并且在其中心部分较宽。
根据预期应用的要求，纵向狭缝和倾斜狭缝也可具有任何合适的长度和宽度。管状构件的纵向狭缝和倾斜狭缝可具有相同或不同长度和/或宽度。
沿着管状构件的长度的弯曲和扭转保真度的变化可以通过改变用于模制不同区段的材料的硬度等级来实现。而且，管状构件的柔韧性可以通过改变周向狭缝、纵向狭缝和倾斜狭缝的尺寸和位置和/或通过改变周向狭缝与径向圆周之间的角度来改变。
图12示出绳索均衡器结构的示意图，以解释其主要的工作方式。图12的绳索均衡器结构500包括旋转点原点502、第一旋转点504和第二旋转点506，其中旋转点原点502附接到第一缆线508，其中第一缆线508沿方向R从旋转点原点502延伸，第一旋转点504附接到第二缆线510，其中第二缆线510沿方向S从第一旋转点504延伸，并且第二旋转点506附接到第三缆线512，其中第三缆线512从第二旋转点506沿方向S延伸，其中方向R和方向S是相反的方向。旋转点原点502、第一旋转点504和第二旋转点506通过刚性杆514连接，其中刚性杆514沿方向T从第一旋转点504延伸到第二旋转点506，其中方向T和方向R是垂直方向，并且其中旋转点原点502是刚性杆514的中点。
第二缆线510和第三缆线512可以分别在方向R和方向S上移动。刚性杆514可绕旋转点原点502旋转。以此方式，当第二缆线510的位移运动与第三缆线512的位移运动之间存在差异时，刚性杆514将绕旋转点原点502旋转，以补偿第二缆线510与第三缆线512之间的位移运动差。将施加在第二缆线510和第三缆线512上的位移力添加在第一缆线508中。
如图12所示，当第二缆线510沿方向S位移距离l1并且第三缆线512沿相同方向S位移距离l2时，其中l2-l1＝Δl，则刚性杆514绕旋转点原点502旋转到新位置(在图12中用不连续线示出)，以便补偿第二缆线510与第三缆线512之间的位移差Δl。
图13示出根据本发明的器械的中间柱形构件的一部分的展开图，其中使用了此绳索均衡器的原理。此中间柱形构件是较大的管状器械的一部分，例如，如EP2273911B1中描述和公开的手术器械。图1A和图1B总结了此现有技术并已在上文进行了描述。
在图1B所示的器械的一些实施例中，需要使小的柔性条带228、230更加柔韧。可以通过在纵向方向上拆分这些小而柔性的条带228、230来实现，以便形成两个(或更多个)子条带。
在图1B所示的器械的另一个实施例中，需要使小的柔性条带228、230更坚固，使得它们不容易破裂，但不会失去柔韧性。可以通过在纵向方向上向这些小而柔性的条带228、230中的每一者添加额外的小而柔性的条带来实现，以便形成两个(或更多个)子条带。
两个子条带优选地在器械的切线方向上具有相同的宽度。然后将这两个子条带再次连接到在器械的切线方向上具有更大宽度的部分224上。在实际器械中，部分224和两个子条带的切向横截面具有圆形部分的形状。可以理解，在如EP2273911B1中所述的器械操作期间，器械在两个柔性子条带的位置处绕器械的中心纵向轴弯曲。在大多数情况下，这两个子条带不会对称地弯曲，导致两个子条带相对于彼此的相互纵向移动。这导致两个子条带的不同位移可能导致它们中的一个从部分224断开。鉴于此，需要进一步增加柔韧性或进一步增加部分228、230的强度，而同时避免这种影响。
图13的中间柱形构件440具有第一刚性端部260和第二端部刚性部262。中间柱形构件440由多个纵向元件242形成，其中每一纵向元件242由三个部分244、246和248以及两个链接部分250、454组成。中间柱形构件440优选地包括三个或更多个纵向元件242。第一部分244通过连接部分250连接到第二部分246。第二部分246通过连接部分454连接到第三部分248。在与器械的中间刚性部分重合的第二部分246中(参见图1A)，每对相邻的纵向元件242可以在切线方向上彼此接触，使得实际上仅存在一个狭窄的间隙，恰好足以允许每一纵向元件242的独立纵向移动。
在另外两个部分244和248中，每一纵向元件沿圆周方向由相对小而柔性的条带254、256组成，使得在每对相邻条带之间存在相当大的间隙。条带254具有从第一刚性部分260延伸到第一连接部分250的纵向狭缝258。因此，条带254具有两个平行的子条带266、270。优选地由激光切割产生的狭缝258非常小，使得在使用中，子条带266、270通常可以彼此接触。类似地，条带256具有从第二刚性部分262延伸到连接部分252的纵向狭缝264。因此，条带256具有两个平行的子条带268、272。优选地由激光切割产生的狭缝264非常小，使得在使用中，子条带268、272通常可以彼此接触。子条带266、270和子条带268、272的宽度可以相同。
每一条带254、256可以具有多个凸轮(图13中未示出)，所述凸轮沿器械的圆周方向延伸并且几乎完全将间隙桥接到下一个相邻的条带，使得它们用作间隔件。凸轮可以具有任何形状。这种凸轮或间隔件的进一步细节可以源自EP2273911B1，也可以源自WO2017082720。
尽管图13示出具有分别通过连接部分250、454连接到部分246的两个对称部分244和248的实施例，但是中间柱形构件440可以仅具有通过第二连接部分454连接到部分246的一个部分248。
中间柱形构件440还包括连接部分452、284，其中连接部分284将部分246连接到部分244，并且连接部分452将部分246连接到部分248。将详细阐释连接部分454。
中间柱形构件440包括将部分246连接到连接部分454的桥接部414。桥接部414由两个纵向狭缝410、412限定，所述纵向狭缝410、412在部分246和连接部分454中的至少一者中纵向延伸。
连接部分454包括具有半月形状并且由弯曲子条带490、492围绕的开口476。开口476的凸侧面向部分248，并且纵向狭缝264在其凸侧的中间部分联通连接到开口476。开口476进一步由垂直于纵向方向并且面向开口476的凹侧的直边界定。连接部分454还包括狭缝402和404，所述狭缝402和404分别沿部分246的方向从开口476的直边的每一端纵向延伸，并且分别在一侧由弯曲子条带490、492围绕。连接部分454包括沿圆周方向延伸的另外的周向狭缝406和408，以及纵向延伸的纵向狭缝410和412。周向狭缝406、408分别在其一端联通连接到纵向狭缝410、412，并且在其另一端联通连接到相邻部分246之间的间隙。当纵向狭缝410、412在部分246和连接部分454中延伸时，周向狭缝406、408分别优选地在其中间部分终止。
狭缝410和412的侧面限定桥接部414的沿纵向方向延伸的边界。狭缝410和412之间的距离小于狭缝402和404之间的距离。此外，狭缝410、412在纵向方向上与狭缝402和404部分平行，以便限定桥接部416和418。即，狭缝402和狭缝410限定桥接部416的侧面，而狭缝404和狭缝412限定桥接部418的侧面。
图13的装置还用作如图12所示的绳索均衡器。通过为图13的装置提供桥接部414，部分246在连接部分454上沿器械的切线方向的连接灵活性得到改善。图13中的桥接部414的中心用作图12的旋转点原点502，其中第一旋转点504位于直线部分中，所述直线部分连接到弯曲子条带490并围绕狭缝402，并且其中第二旋转点506位于直线部分中，所述直线部分连接到弯曲子条带492并围绕狭缝402，使得当子条带268与子条带272之间的位移运动存在差异时，连接部分454中的绳索均衡器结构围绕桥接部414的中心旋转，并且补偿子条带268与子条带272之间的位移差。优选地，第一旋转点504和第二旋转点506位于所述直线部分中尽可能靠近桥接部414的中心。
连接部分452以与参照连接部分454阐释的类似方式工作。此外，中间柱形构件440可以在部分246与部分242之间具有类似的连接部分250、284。
图14示出根据图13的一个实施例的3D视图。相同的附图标记表示与图13中相同的元件。关于图13说明的所有内容都适用于图14。中间柱形构件440包括8个连接部分454，如关于图13描述的部分。图14还示出M形间隔件，如WO2017/082720中详细解释。
图15示出根据本发明另一实施例的包括间隔件554、556、574、576的中间柱形构件540的一部分的展开图。图15的间隔件具有与图14的间隔件相同的功能。然而，图15的间隔件在形状和切割成中间柱形构件540的方式上与图14的间隔件不同。如图15所示，间隔件554、556、574、576具有U形，其中U形的一个腿比另一腿短，而图14的间隔件具有M形。而且，通过切割材料中的细缝，在中间柱形构件540中形成图15的间隔件。这样，制造过程非常有效，因为切割U形后的任何松散材料会自动消失。
图16的中间柱形元件540包括纵向元件542、544、678、680。中间柱形元件540还包括纵向狭缝546、548、550、552。纵向狭缝546和纵向狭缝550限定了纵向元件542的侧面。纵向狭缝548和纵向狭缝552限定纵向元件544的侧面。纵向狭缝548限定纵向元件678的一侧。
纵向元件542、678由间隔件554、556分开。间隔件554由周向狭缝558、纵向狭缝560和周向狭缝562限定，其中周向狭缝558沿圆周方向X从纵向狭缝550朝向纵向元件678延伸，并且其中周向狭缝558联通连接到纵向狭缝550。纵向狭缝560联通连接到周向狭缝558并且沿纵向方向Y从周向狭缝558延伸。周向狭缝562联通连接到纵向狭缝560并且沿与圆周方向X相反的圆周方向从纵向狭缝560朝向第二纵向狭缝550延伸。周向狭缝562未连接到第二纵向狭缝550，使得桥接部564限定在周向狭缝562的端部与第二纵向狭缝550之间。第二纵向狭缝550与间隔件554的纵向狭缝560之间的距离优选地大于此纵向狭缝560与限定相邻纵向元件544的第一纵向狭缝548之间的距离。第二纵向狭缝550与间隔件544的纵向狭缝560之间的距离可以是此纵向狭缝560与限定相邻纵向元件544的第一纵向狭缝548之间的距离的至少1.5倍。
间隔件的周向狭缝558可以比周向狭缝562长1.5倍。纵向狭缝560可以比周向狭缝558大0.5-10倍。
中间柱形元件540可具有任何数量的间隔件。
图16示出根据本发明另一实施例的包括替代间隔件644、646、674、676的中间柱形构件640的一部分的展开图。相同的附图标记表示与图15中相同的元件。
图15的实施例的间隔件与图16的实施例的替代间隔件之间的主要区别在于：图17的实施例的替代间隔件进一步由倒U形狭缝680限定，其中倒U形狭缝680在倒U形狭缝680的一个腿的端部处联通连接到周向狭缝562。倒U形狭缝680定向成使得倒U形的另一腿的端部面对纵向狭缝560，倒U形的凸侧面对第二纵向狭缝550。
图17示出根据图16的实施例的3D视图。相同的附图标记表示与图15和图16中相同的元件。关于图16解释的所有内容都适用于图17。中间柱形构件640包括由间隔件分开的8个纵向元件，如关于图16描述的部分。
在所有中间柱形构件242、440、540、640中，所有纵向狭缝可以是沿其长度具有相等宽度的直狭缝。在中间柱形构件640中，纵向狭缝和周向狭缝可以具有与U形狭缝相同的宽度，即可以具有小于20％或小于10％的宽度偏差。在中间柱形构件242、440中，周向狭缝可以更宽，例如，狭缝中心比端部最多宽2倍。通过仅使用狭缝，中间柱形构件242、440、540、640可以用激光束制成，而不会由于激光切割而留下任何松散的材料部件。
中间柱形构件242、440、540、640可以是柱形构件。然而，中间柱形构件可具有另一合适的横截面。例如，中间柱形构件可具有卵形或椭圆形或矩形横截面。中间柱形构件可以是完全或部分中空的。中间柱形构件242、440、540、640包括外壁。
中间柱形构件242、440、540、640可以使用合适的生物相容性聚合材料形成，例如聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯或其他生物相容性聚合物。中间柱形构件242、440、540、640可以由任何其他合适的材料和/或以任何其他合适的方式制成。其他合适的材料可以是不锈钢、钴铬、形状记忆合金，例如
Figure BDA0002047081530000231
塑料、聚合物、复合材料或其他可固化材料。
周向狭缝、纵向狭缝和U形狭缝可以通过任何已知的材料去除技术制成，例如光化学蚀刻、深冲压、切削技术，然而，优选激光切割。所有狭缝都向中间柱形构件的外部和内部打开。
根据预期应用的要求，纵向狭缝、周向狭缝和U形狭缝可具有任何合适的长度和宽度。中间柱形构件的纵向狭缝、周向狭缝和U形狭缝可具有相同或不同长度和/或宽度。
这里描述的示例和实施例用于说明而不是限制本发明。在不脱离权利要求范围的情况下，本领域技术人员将能够设计替代实施例。权利要求中的括号内的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。在权利要求或说明书中描述为单独实体的项目可以实现为组合所描述项目的特征的单个或多个硬件项目。
应理解，本发明仅受所附权利要求及其技术等同物的限制。在本文件及其权利要求中，动词“包括”及其变形以其非限制性意义使用，意味着包括该词之后的项目，而不排除未具体提及的项目。另外，不定冠词“一”或“一个”对元件的引用不排除存在多于一个元件的可能性，除非上下文明确要求有且仅有一个元件。因此，不定冠词“一”或“一个”通常意味着“至少一个”。

Claims (14)

1.一种柱形构件(440)，所述柱形构件(440)包括第一刚性端部(260)、第二刚性端部(262)和多个纵向元件(242)，其中每一所述多个纵向元件(242)在所述柱形构件的纵向方向上从所述第一刚性端部(260)延伸到所述第二刚性端部(262)，其中至少一个所述纵向元件(242)包括第一部分(248)、第二部分(246)和连接部分(454)，其中所述连接部分(454)连接所述第一部分(248)和所述第二部分(246)，其中当在所述柱形构件的圆周方向上看时所述第一部分(248)比所述第二部分(246)小，其中所述第一部分(248)中的所述纵向元件(242)包括在所述纵向方向上延伸的纵向条带(256)，其中所述纵向条带(256)包括纵向狭缝(264)，所述纵向狭缝(264)从所述第二刚性端部(262)延伸到所述连接部分(454)并将所述纵向条带(256)分成在所述纵向方向上延伸的两个平行的子条带(268、272)，其中所述连接部分(454)包括绳索均衡器结构，所述绳索均衡器结构包括桥接部(414)、第一缆线和第二缆线，其中所述第一缆线连接到所述两个平行子条带(268、272)中的一者，并且所述第二缆线连接到所述两个平行子条带(268、272)中的另一者，其中所述桥接部将所述第二部分(246)连接到所述第一缆线和所述第二缆线，其中所述绳索均衡器结构包括第一旋转点、第二旋转点和第三旋转点，其中所述第一旋转点位于所述桥接部(414)上，所述第二旋转点位于所述第一缆线上，并且所述第三旋转点位于所述第二缆线上，使得当所述第一缆线与所述第二缆线之间存在纵向位移差时，所述绳索均衡器结构绕所述第一旋转点旋转，以补偿所述第一缆线与所述第二缆线之间的所述纵向位移差。
2.根据权利要求1所述的柱形构件(440)，其中所述连接部分(454)进一步包括两个弯曲形状的条带(490、492)和桥接部(414)，其中所述两个弯曲形状的条带(490、492)围绕开口(476)，其中所述开口(476)联通连接到所述纵向狭缝(264)，其中所述桥接部(414)连接到所述第二部分(246)和所述两个弯曲形状的条带(490、492)，其中所述两个弯曲形状的条带(490、492)分别连接到所述两个平行的子条带(268、272)，并且其中所述两个弯曲形状的条带(490、492)的凹入侧彼此面对地设置并围绕所述开口(476)，使得所述两个弯曲形状的条带(490、492)限定所述开口(476)的侧面。
3.根据权利要求2所述的柱形构件(440)，其中所述开口(476)包括半月形状，其中所述开口的所述半月形状的凸出侧面向所述第一部分(248)，使得所述纵向狭缝(264)在其凸出侧联通连接到所述开口，并且所述开口进一步由垂直于所述纵向方向的直边限定，其中所述直边面向所述开口的凹入侧。
4.根据权利要求3所述的柱形构件(440)，其中所述连接部分(454)进一步包括第一狭缝(402)和第二狭缝(404)，其中所述第一狭缝(402)和所述第二狭缝(404)分别从所述开口的所述直边的每一端部朝向所述第二部分(246)纵向延伸。
5.根据权利要求4所述的柱形构件(440)，其中所述柱形构件(440)进一步包括两个纵向狭缝(410、412)，其中所述两个纵向狭缝(410、412)在所述第二部分(246)和所述连接部分(452)中的至少一者中纵向延伸，使得所述两个纵向狭缝(410、412)的侧面限定所述桥接部(414)的边界。
6.根据权利要求5所述的柱形构件(440)，其中所述连接部分(452)进一步包括两个周向狭缝(406、408)，其中所述两个周向狭缝(406、408)沿圆周方向延伸并且在其一端分别联通连接到纵向狭缝(410、412)，并且在其另一端联通连接到存在于两个相邻第二部分(246)之间的间隙。
7.根据前述权利要求中任一项所述的柱形构件，其中所述柱形构件具有八个纵向元件(242)。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的柱形构件，其中所述桥接部(414)的宽度在所述条带(256)的宽度的1.5倍至2.5倍的范围内，并且所述桥接部(414)的宽度是所述两个平行的子条带(268、272)中的一者的宽度的两倍。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的柱形构件，其中所述两个平行的子条带(268、272)具有相同的宽度。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的柱形构件，其中所述柱形构件具有圆形、卵形、椭圆形和矩形横截面中的一种。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的柱形构件，其中所述柱形构件由以下材料组中的至少一种制成：
生物相容的聚合材料，包括聚氨酯；
聚乙烯或聚丙烯；
不锈钢；
钴铬合金；
形状记忆合金，如Nitinol®；
塑料；
聚合物；
复合材料；或
其他可固化材料。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的柱形构件，其中所述纵向狭缝由材料去除技术产生，所述技术包括光化学蚀刻、深冲压、切削技术和激光切割中的至少一种。
13.根据权利要求6所述的柱形构件，其中所述周向狭缝由材料去除技术产生，所述技术包括光化学蚀刻、深冲压、切削技术和激光切割中的至少一种。
14.一种用于内窥镜应用的器械，所述器械包括根据权利要求1-7中任一项所述的柱形构件。
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