CN110274838A - 一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明为解决现有内窥镜弯曲疲劳强度检测存在较大的误差、工作效率不高，浪费人力物力等问题，公开了一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪及测试方法，其包括固定装置和转动装置，固定装置用于固定内窥镜手柄，转动装置包括驱动机构和推杆机构，驱动机构用于驱动推杆机构做直线往复运动，推杆机构用于带动内窥镜手柄上的手把往复摆动；具有通测试的结果更真实、更准确，检测弯曲角度需求和行程可调，更加人性化，降低了检验的难度，增加了检验的准确性等优点。

Description

一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪及测试方法

技术领域

本发明涉及内窥镜产品的测试领域，尤其涉及一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪及测试方法。

背景技术

内窥镜是一种常用的医疗器械，其主要由可弯曲部分、光源及一组镜头组成，经人体的天然孔道，或者是经手术做的小切口进入人体内，可直接窥视有关部位的变化。其前端的可弯曲部分目前主要通过蛇骨来实现孔道内的前进，然后光源及镜头组件设置在对应蛇骨的位置，内窥镜通常会设置控制手柄，控制手柄上通常会设置用于控制蛇骨摆动角度的可自转的手把。

由于医用内窥镜产品在研发、出厂等情况下，都需要经过严格的检测才可以进行，其中蛇骨摆角即内窥镜弯曲角度的检测则很重要。

当前对于内窥镜弯曲角度的疲劳强度测试通常是在人工测试的基础上完成，弯曲角度的极限寿命的判别都是检验人员通过人手不断的测试手柄弯曲角度并统计数量来进行判定，这种完全依赖于检验人员的检验，有着不可把控的状况，并且存在较大的误差；且工作效率不高，浪费人力物力。

发明内容

本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪及测试方法，其能够自动化的测试装配好的手柄弯曲部分角度的极限寿命，以数字的形式真实的反馈出来，并且可以根据不同的状况调试机器测试内窥镜手柄弯曲角度时速度的快慢和行程的长短。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，包括固定装置和转动装置，固定装置用于固定内窥镜手柄，转动装置包括驱动机构和推杆机构，驱动机构用于驱动推杆机构做直线往复运动，推杆机构用于带动内窥镜手柄上的手把往复摆动。

优选的，转动装置还包括补偿机构，补偿机构用于补偿直线往复运动与往复摆动在传动位置所产生的相对错位。

优选的，补偿机构包括设置在推杆机构上的连臂，连臂上开设有腰形孔，连臂可铰接手把，直线往复运动传动至往复摆动过程中，连臂铰接手把的位置可在腰形孔中移动变换。

优选的，推杆机构包括推动杆，连臂可活动地套设在推动杆上，推动杆上设置有位于连臂两侧的挡部，挡部和连臂之间经弹簧相连。

优选的，驱动机构包括驱动电机、曲柄、连杆，驱动电机可正向和反向地带动曲柄转动，曲柄上偏离转动中心的端部铰接连杆一端，连杆另一端铰接推杆机构；驱动机构还包括导向件，导向件用于限制推杆机构沿直线运动。

优选的，曲柄上设置有长条孔，连杆铰接曲柄的位置可在长条孔中调整。

优选的，导向件是位置固定的导向座，导向座内开设有容置推杆机构穿过的导向通孔。

优选的，驱动机构包括减速机，减速机作为传动部件设于驱动电机和曲柄之间，其用于降低驱动电机的输出转速。

优选的，固定装置包括固定座和固定带，固定座上开设有对应手柄外形的固定凹位，固定带设置在固定凹位上方，固定带两端可固定在固定座上，固定带具有弹性。

优选的，还包括计数器，计数器可数显驱动机构带动手把的运动次数。

本发明还通过以下的技术方案实现的：

一种内窥镜弯曲疲劳强度测试方法，包括

步骤a：放置内窥镜手柄进入固定装置；

步骤b：连接推杆机构和手把；

步骤c：开启驱动电机，使其正转一定角度后反转至初始位置并循环；

步骤d：驱动电机带动曲柄运动，曲柄经连杆传动至推杆机构，并在导向件的限位下使得推杆机构做直线往复运动；

步骤e：推杆机构带动手把往复摆动，补偿机构补偿直线往复运动传动至往复摆动的过程中，推杆机构和手把的连接位置上所产生的相对错位；

步骤f：循环若干次后，至手把弯曲疲劳。

优选的，驱动电机的转速可调。

优选的，连杆铰接曲柄的位置可在曲柄上的长条孔中调整。

优选的，驱动电机经减速机减速后再传动至曲柄。

优选的，连臂在两端弹簧的缓冲作用下与推杆机构传动。

有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，其首先通过曲柄连杆这套机构能够提供稳定的往复驱动，使得弯曲疲劳强度测试的结果更真实、更准确。

其通过驱动电机的转速可调以及长条孔的设置，使得检测时可以根据不同型号的内窥镜手柄的弯曲角度需求和行程长度需求来进行适应性调整，检测更加科学性，更加人性化，降低了检验的难度，增加了检验的准确性。

通过推动杆上的弹簧缓冲作用，使得推杆机构与手把的传动稳定，连接结构不容易损坏。

通过计数器来统计弯曲循环的次数，能够直观显示内窥镜手柄的弯曲疲劳强度。

该装置由于是自动检测，能够有效减少人力，降低成本，自动化较便于管理，可有效的提高产品的一致性。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本测试仪实施例在测试时的整体结构示意图；

图2为本测试仪实施例在测试时另一视角的整体结构示意图；

图3为本测试仪实施例测试过程中三个弯曲角度下的对比结构示意图；

图4为推杆机构、手把、连臂之间的连接结构实施例示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，包括固定装置和转动装置，固定装置用于固定内窥镜手柄1，转动装置包括驱动机构和推杆机构14，驱动机构用于驱动推杆机构14做直线往复运动，推杆机构14用于带动内窥镜手柄1上的手把2往复摆动。

本方案中利用推杆机构14的直线往复运动来实现手把2的来回摆动，循环往复的检测内窥镜手柄1上的手把2的弯曲疲劳强度。

直线往复运动转换成往复摆动的优点在于平稳，在直线往复运动的结构中容易加入缓冲的机构，且连接稳固，动力传输稳定，直线往复运动的行程也容易调节。

转动装置优选还包括补偿机构，补偿机构用于补偿直线往复运动与往复摆动在传动位置所产生的相对错位。

补偿机构的设置是考虑到直线往复运动传动至往复摆动的过程中，两种运动方式的传动连接位置可能会出现相对错位，因而需要补偿机构来消除这一相对错位对传动的影响。

进一步有，如图1-图4所示，补偿机构可以包括设置在推杆机构14上的连臂9，连臂9上开设有腰形孔10，连臂9可铰接手把2，直线往复运动传动至往复摆动过程中，连臂9铰接手把2的位置可在腰形孔10中移动变换。这里消除传动过程中错位的点在于腰形孔10，推杆机构14直线往复运动，由于其铰接连臂9的铰接点可以在腰形孔10中移动，从而消除了传动中的相对错位，腰形孔10的长度也决定了手把2摆动的角度。

如图3所示，箭头代表推杆机构14的运动方向，在左、中、右三个状态下，连臂9与手把2旋转中心的距离的变化，腰形孔10中的交接点会相对移动切换。

同时，补偿机构还可以是弹性连接的结构，比如弹性塑料或者拉簧等，弹性结构两端分别连接推杆机构14和手把2，利用弹性结构的自身弹性张力，即可抵消传动过程中的相对错位，具体结构可以是通过若干具有回弹力的拉簧作为中间连接件来连接推杆机构14和手把2。

如图4所示，推杆机构14进一步可以包括推动杆141，连臂9可活动地套设在推动杆141上，推动杆141上设置有位于连臂9两侧的挡部142，挡部142和连臂9之间经弹簧143相连。本设置主要是为了减震缓冲，推动杆141通过弹簧143的缓冲作用下带动连臂9运动，连臂9再带动手把2绕手把2的旋转中心摆动，能有效减缓推动杆141与连臂9的传动冲击。

如图1和图2所示，驱动机构可以是包括驱动电机3、曲柄4、连杆5，驱动电机3可正向和反向地带动曲柄4转动，曲柄4上偏离转动中心的端部铰接连杆5一端，连杆5另一端铰接推杆机构14；驱动机构还可以包括导向件6，导向件6用于限制推杆机构14沿直线运动。

驱动电机3的旋转动力先传动给曲柄4，曲柄4绕其旋转中心往复摆动，在此过程中，在导向件6的直线限位下，曲柄4和连杆5相对角度的变化，使得推杆机构14能够靠近及远离曲柄4的旋转中心运动，从而形成推杆机构14的直线往复运动。

曲柄4上进一步可以设置有长条孔8，连杆5铰接曲柄4的位置可在长条孔8中调整。如图1所示，该长条孔8用于调整曲柄4和连杆5铰接的位置，这样的目的是为了便于根据不同内窥镜手柄1的检测需求来调整推杆机构14的推进行程大小。

如图1所示，导向件6可以是位置固定的导向座，导向座内开设有容置推杆机构14穿过的导向通孔，导向通孔内优选设置有润滑液，进一步还可以设置有直线轴承，直线轴承接触推杆机构14的表面，用于减小摩擦阻力，润滑液同样用于减小阻力。

驱动机构包括减速机7，减速机7作为传动部件设于驱动电机3和曲柄4之间，其用于降低驱动电机3的输出转速。如图1和图2所示，减速机7可以是通过齿轮组组成，通过小齿轮带大齿轮的方式减速增矩，另驱动电机3的转速和转向可调，这样可以根据不同内窥镜手柄1的检测需求来调节推杆机构14的推进速度以及手把2检测是摆动的速度。

当然推杆机构14的直线往复运动也可以通过气缸或液压缸直接推动的简洁方式来完成。相对来说通过曲柄4、连杆5组成的机构会相对平缓，符合内窥镜实际使用时，操作者对手把2的操作。

如图1-图3所示，固定装置可以是包括固定座11和固定带12，固定座11上开设有对应手柄1外形的固定凹位13，固定带12设置在固定凹位13上方，固定带12两端可固定在固定座11上，固定带12优选具有弹性。固定带12的固定方式可以是在其两端通过摁扣、锁扣等方式可分离固定在固定座11上，也可以通过螺钉方式固定，固定带12也可以是替换成可翻转的上盖，上盖相对旋转的另一端则也可以通过摁扣、锁扣或螺钉方式固定在固定座11上，此时固定座11对应手柄1下半部分的形状，上盖上开设的凹位对应手柄1上半部分的形状，上盖的凹位和/或固定座11上的固定凹位13可以是设置可回弹的形状记忆塑料，这样本固定装置可以针对不同外形的手柄1，做到较好的贴合固定。

本测试仪还可以包括计数器，计数器可数显驱动机构带动手把2的运动次数，具体可以是通过在推杆机构14或者连臂9运动路径上设置到位传感器，到位传感器可以是光电式的，也可以是接触式的，推杆机构14或者连臂9循环运动，到位一次，到位传感器检测到则可在计数器上统计一次，依次循环，计数器可以是数显式，到位传感器电性连接计数器；计数器还可以通过电性连接驱动电机3，接收驱动电机3旋转圈数的信号，进过最终驱动电机3输出到手把2摆动的传动比的换算，形成计数器的检测数据。

在本测试仪的结构基础上，还有一种内窥镜弯曲疲劳强度测试方法，具体包括

步骤a：放置内窥镜手柄1进入固定装置；

步骤b：连接推杆机构14和手把2；

步骤c：开启驱动电机3，使其正转一定角度后反转至初始位置并循环；

步骤d：驱动电机3带动曲柄4运动，曲柄4经连杆5传动至推杆机构14，并在导向件6的限位下使得推杆机构14做直线往复运动；

步骤e：推杆机构14带动手把2往复摆动，补偿机构补偿直线往复运动传动至往复摆动的过程中，推杆机构14和手把2的连接位置上所产生的相对错位；

步骤f：循环若干次后，至手把2弯曲疲劳。

本方法的步骤a进一步可以是放置手柄1至固定座11上的固定凹位13，之后通过把至少两条固定带12两端固定在固定座11上用于绑紧手柄1。

之后步骤b可以是手把2把对其连臂9，用螺钉穿过腰形孔10并安装在连臂9上，螺钉可在腰形孔10内滑动。

步骤d进一步可以是驱动电机3经过减速机7减速增矩后带动曲柄4运动。

驱动电机3的转速优选可调。连杆5铰接曲柄4的位置可以可在曲柄4上的长条孔8中调整。实现手把2检测时摆动速度和摆动行程可调。

连臂9优选在两端弹簧143的缓冲作用下与推杆机构14传动，传动平稳。

以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，其特征在于，包括固定装置和转动装置，固定装置用于固定内窥镜手柄(1)，转动装置包括驱动机构和推杆机构(14)，驱动机构用于驱动推杆机构(14)做直线往复运动，推杆机构(14)用于带动内窥镜手柄(1)上的手把(2)往复摆动；转动装置还包括补偿机构，补偿机构用于补偿直线往复运动与往复摆动在传动位置所产生的相对错位。

2.根据权利要求1所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，其特征在于，所述补偿机构包括设置在推杆机构(14)上的连臂(9)，连臂(9)上开设有腰形孔(10)，连臂(9)可铰接手把(2)，直线往复运动传动至往复摆动过程中，连臂(9)铰接手把(2)的位置可在腰形孔(10)中移动变换。

3.根据权利要求2所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，其特征在于，所述推杆机构(14)包括推动杆(141)，连臂(9)可活动地套设在推动杆(141)上，推动杆(141)上设置有位于连臂(9)两侧的挡部(142)，挡部(142)和连臂(9)之间经弹簧(143)相连。

4.根据权利要求1所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机(3)、曲柄(4)、连杆(5)，驱动电机(3)可正向和反向地带动曲柄(4)转动，曲柄(4)上偏离转动中心的端部铰接连杆(5)一端，连杆(5)另一端铰接推杆机构(14)；驱动机构还包括导向件(6)，导向件(6)用于限制推杆机构(14)沿直线运动。

5.根据权利要求4所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，其特征在于，所述曲柄(4)上设置有长条孔(8)，连杆(5)铰接曲柄(4)的位置可在长条孔(8)中调整。

6.根据权利要求1所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试仪，其特征在于，所述固定装置包括固定座(11)和固定带(12)，固定座(11)上开设有对应手柄(1)外形的固定凹位(13)，固定带(12)设置在固定凹位(13)上方，固定带(12)两端可固定在固定座(11)上，固定带(12)具有弹性。

7.一种内窥镜弯曲疲劳强度测试方法，其特征在于，包括

步骤a：放置内窥镜手柄(1)进入固定装置；

步骤b：连接推杆机构(14)和手把(2)；

步骤c：开启驱动电机(3)，使其正转一定角度后反转至初始位置并循环；

步骤d：驱动电机(3)带动曲柄(4)运动，曲柄(4)经连杆(5)传动至推杆机构(14)，并在导向件(6)的限位下使得推杆机构(14)做直线往复运动；

步骤e：推杆机构(14)带动手把(2)往复摆动，补偿机构补偿直线往复运动传动至往复摆动的过程中，推杆机构(14)和手把(2)的连接位置上所产生的相对错位；

步骤f：循环若干次后，至手把(2)弯曲疲劳。

8.根据权利要求7所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试方法，其特征在于，连杆(5)铰接曲柄(4)的位置可在曲柄(4)上的长条孔(8)中调整。

9.根据权利要求7所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试方法，其特征在于，驱动电机(3)经减速机(7)减速后再传动至曲柄(4)。

10.根据权利要求7所述的一种内窥镜弯曲疲劳强度测试方法，其特征在于，连臂(9)在两端弹簧(143)的缓冲作用下与推杆机构(14)传动。