RU2068229C1 - Flexible controlled tube - Google Patents

Flexible controlled tube Download PDF

Info

Publication number
RU2068229C1
RU2068229C1 RU93030912A RU93030912A RU2068229C1 RU 2068229 C1 RU2068229 C1 RU 2068229C1 RU 93030912 A RU93030912 A RU 93030912A RU 93030912 A RU93030912 A RU 93030912A RU 2068229 C1 RU2068229 C1 RU 2068229C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hinge
tube
elements
annular
holes
Prior art date
Application number
RU93030912A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93030912A (en
Inventor
И.А. Краснов
Р.В. Парамзин
Ю.В. Юдин
Ж.Н. Варламова
Original Assignee
Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет) filed Critical Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет)
Priority to RU93030912A priority Critical patent/RU2068229C1/en
Publication of RU93030912A publication Critical patent/RU93030912A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2068229C1 publication Critical patent/RU2068229C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optical-mechanical mechanical engineering. SUBSTANCE: tube is used for examining and therapeutic curing of hollow organs and spaces of body. Tube may also be used in engineering for examining hollow spaces. Flexible controlled tube has flexible elastic envelope, inside which units are disposed connected in series. The units have annular member and two hinge member, disposed along the circle symmetrically; hinge members are made in form of rollers. Tube has the first and the second control ropes, and the third and the fourth control ropes. Moreover, axes of hinge members in subsequent unit are turned parities by 90 deg in relation to axes of hinge members of preceding unit. Control ropes are disposed inside through holes of annular and corresponding hinge members. Through holes of annular and hinge members are made in form of tori. Hinge member has curvature being equal to curvature of annular member, Hinge member is made in form of half-ring, made in form of symmetrical petal. At each unit hinge members are made in form closed ring with torus-shaped side surfaces. Additional through holes are made at minimal thickness places. Microprotrusions are made onto surfaces of hinge and annular members being brought in contact. EFFECT: improved accuracy; improved reliability. 7 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к оптико-механическому машиностроению, в частности к приборам, которые служат для осмотра и терапии полых органов и полостей тела в медицине или для осмотра труднодоступных полых пространств в технике, а в эндоскопах они представляют собой ту часть прибора, изменением положения которой оператор (специалист) осуществляют полный осмотр исследуемой полости. The invention relates to optical-mechanical engineering, in particular to devices that are used to inspect and treat hollow organs and body cavities in medicine or to inspect hard-to-reach hollow spaces in technology, and in endoscopes they represent that part of the device by changing the position of which the operator ( specialist) carry out a complete examination of the investigated cavity.

Известна гибкая управляемая трубка для эндоскопа (патент Великобритании N 1447901, кл. А 61 B 1/00, 1971), содержащая кольцевые звенья с выступами на одной стороне и впадинами на другой и тяги управления, пропущенные в отверстия звеньев, и охваченная эластичной защитной оболочкой. Known flexible guided tube for an endoscope (UK patent N 1447901, class A 61 B 1/00, 1971), containing ring links with protrusions on one side and troughs on the other and control rods missed in the holes of the links and covered by an elastic protective sheath .

Недостаток такой трубки ограниченная надежность при уменьшении ее диаметра, в результате чего при малейшем внеосевом усилии происходит выход звеньев из зацепления и поломка гибкой трубки. The disadvantage of such a tube is its limited reliability with a decrease in its diameter, as a result of which, with the slightest off-axis force, the links come out of engagement and the flexible tube breaks.

Известна гибкая трубчатая конструкция эндоскопов (авт. св. СССР N 1329603, кл. А 61 B 1/00, 1985), содержащая опирающиеся друг на друга кольцевые элементы и выполненные в виде полых призматических или цилиндрических звеньев, одни ограничительные поверхности которых снабжены по меньшей мере двумя выступающими опорными зубьями, а другие по меньшей мере двумя подковообразными выступами, кольцевые элементы расположены так, что опорные зубья одного элемента входят в отверстия в подковообразном выступе другого элемента. A flexible tubular design of endoscopes is known (ed. St. USSR N 1329603, class A 61 B 1/00, 1985), containing annular elements resting on one another and made in the form of hollow prismatic or cylindrical links, one of whose limiting surfaces are provided with at least with two protruding supporting teeth, and the other with at least two horseshoe-shaped protrusions, the annular elements are arranged so that the supporting teeth of one element enter holes in the horseshoe-shaped protrusion of the other element.

Недостатком данной управляемой трубки является сложность (трудоемкость) изготовления кольцевых элементов с точно сопрягаемыми поверхностями опорных зубьев и отверстий в подковообразном выступе. The disadvantage of this controlled tube is the complexity (laboriousness) of the manufacture of annular elements with precisely mating surfaces of the abutment teeth and holes in the horseshoe-shaped protrusion.

Известна гибкая управляемая трубка (патент США N 3998216, кл. А 61 В 1/06, 1976), содержащая внутреннюю цилиндрическую гибкую оплетку, к внешней стороне которой примыкает гибкий остов, выполненный из набора колец, имеющих на одном торце выступ, а втором концентрирующую выемку, и тросы управления, проходящие внутри гибкой трубки в боковых просечках ленточной пружины, размещенной внутри полой цилиндрической оплетки. Known flexible guided tube (US patent N 3998216, class A 61 1/06, 1976), containing an inner cylindrical flexible braid, to the outer side of which is adjacent a flexible skeleton made of a set of rings having a protrusion on one end, and a concentrating one recess, and control cables passing inside the flexible tube in the lateral notches of the tape spring located inside the hollow cylindrical braid.

Недостатком данной трубки является ограниченная надежность, обусловленная тем, что фиксация кольцевых элементов гибкого остова осуществляется на гибкой цилиндрической плетеной структуре, что не обеспечивает постоянства установки одного элемента относительно другого ввиду того, что тросы управления взаимодействуют с кольцами посредством оплетки. При изгибе трубки возможно нарушение зацепления остроконечного зуба кольца выемки и выход из строя цилиндра. The disadvantage of this tube is its limited reliability, due to the fact that the fixation of the ring elements of the flexible skeleton is carried out on a flexible cylindrical wicker structure, which does not ensure the constancy of the installation of one element relative to another due to the fact that the control cables interact with the rings by braiding. When bending the tube, the engagement of the spiky tooth of the recess ring and the failure of the cylinder are possible.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является гибкая управляемая трубка (авт. св. СССР N 1480806, кл. А 61 В 1/00, 1989), содержащая полые одинаковые шарнирно соединенные элементы, имеющие две продольные канавки для тросиков и четыре управляющих тросика, элементы имеют наружные лыски, параллельные плоскости, проходящей через оси симметрии канавок, с одного из торцов элементы ограничены вогнутой, а с другого - выпуклой цилиндрическими поверхностями, причем оси симметрии образующих вогнутой, выпуклой цилиндрических поверхностей и продольная ось трубки взаимно перпендикулярны, а соседние элементы повернуты друг относительно друга на 90o вокруг продольной оси трубки.Closest to the invention in technical essence is a flexible controlled tube (ed. St. USSR N 1480806, class A 61 B 1/00, 1989), containing hollow identical articulated elements having two longitudinal grooves for cables and four control cables, the elements have external flats parallel to the plane passing through the axis of symmetry of the grooves, from one of the ends the elements are bounded by a concave and from the other by convex cylindrical surfaces, and the axis of symmetry forming a concave, convex cylindrical surface and odolnaya tube axis are mutually perpendicular and adjacent elements are rotated relative to each other at 90 o around the longitudinal axis of the tube.

Недостатком известной гибкой управляемой трубки является ограниченная надежность. A disadvantage of the known flexible guided tube is its limited reliability.

Задача изобретения повышение надежности путем уменьшения усилий на тросы управления. The objective of the invention is to increase reliability by reducing the effort on the control cables.

Задача решается тем, что в гибкой управляемой трубке, содержащей последовательно соединенные звенья из шарнирных элементов с отверстиями для четырех тросов управления, причем оси последующих шарнирных элементов развернуты на 90o по отношению к осям предыдущих шарнирных элементов, дополнительно в трубке имеются расположенные между шарнирными элементами каждого звена кольцевые элементы, при этом боковая поверхность кольцевых элементов выполнена сопрягаемой с боковой поверхностью шарнирных элементов.The problem is solved in that in a flexible controlled tube containing series-connected links of hinge elements with holes for four control cables, the axes of subsequent hinge elements are rotated 90 o relative to the axes of the previous hinge elements, additionally in the tube there are located between the hinge elements of each link ring elements, while the lateral surface of the ring elements is made mating with the lateral surface of the hinge elements.

Кольцевой элемент дополнительно имеет кривизну поверхности равной кривизне поверхности шарнирных элементов. The annular element further has a surface curvature equal to the surface curvature of the hinge elements.

Дополнительно в каждом звене шарнирный элемент выполнен в виде двух роликов, симметрично расположенных по окружности. Additionally, in each link, the hinge element is made in the form of two rollers symmetrically located around the circumference.

Дополнительно в каждом звене шарнирный элемент выполнен в виде двух полуколец, имеющих форму симметричного лепестка. Additionally, in each link, the hinge element is made in the form of two half rings having the shape of a symmetrical petal.

Дополнительно в каждом звене шарнирный элементы выполнен в виде замкнутого кольца с боковыми поверхностями тороидальной формы. Additionally, in each link, the hinge elements are made in the form of a closed ring with side surfaces of a toroidal shape.

Дополнительно на сопрягаемых поверхностях шарнирных и кольцевых элементов выполнены микровыступы. In addition, microprotrusions are made on the mating surfaces of the hinge and ring elements.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в форме выполнения шарнирных элементов и сквозных отверстий в шарнирных и кольцевых элементах. The essence of the invention lies in the form of execution of the hinge elements and through holes in the hinge and ring elements.

При выполнении шарнирных элементов предложенной формы обеспечивается перекатывание шарнирных и кольцевых элементов с заменой трения скольжения трением качения, т. е. обеспечивается качение шарнирных и кольцевых элементов по соприкасающимся поверхностям. Для дополнительного обеспечения режима качения выполняют микровыступы на соприкасающихся поверхностях шарнирных и кольцевых элементов. When performing the hinged elements of the proposed form, rolling of the hinged and annular elements is ensured with the replacement of sliding friction by rolling friction, i.e., the hinged and annular elements are rolled on contacting surfaces. To further ensure the rolling mode, microprotrusions are performed on the contacting surfaces of the hinge and ring elements.

Предлагаемое изобретение позволит уменьшить остаточный крутящий момент, уменьшить влияние внешней среды на коммуникации эндоскопа за счет уменьшения зазора между элементами. Замена трения скольжения трением качения уменьшает усилия на тросы управления и повышает надежность конструкции в целом. The present invention will reduce the residual torque, reduce the influence of the external environment on the communication of the endoscope by reducing the gap between the elements. The replacement of sliding friction by rolling friction reduces the effort on the control cables and increases the reliability of the structure as a whole.

На фиг. 1 изображена гибкая управляемая трубка; на фиг. 2 фронтальная проекция кольцевого элемента; на фиг. 3 горизонтальная проекция кольцевого элемента; на фиг. 4 и 5 соответственно фронтальные проекции кольцевых элементов; на фиг. 6 и 7 соответственно фронтальная и профильная проекции шарнирного элемента, выполненного в виде ролика; на фиг. 8 и 9 варианты технической реализации кольцевого и шарнирного элементов с тороидальными отверстиями; на фиг. 10 12 соответственно фронтальная, профильная и горизонтальная проекции второго варианта технического решения шарнирного элемента, выполненного в виде лепестка; на фиг. 13 и 14 соответственно вариант технической реализации шарнирного элемента в виде замкнутого кольца с боковыми поверхностями тороидальной формы и его аксонометрическая проекция с вырезом 1/4. In FIG. 1 shows a flexible controllable tube; in FIG. 2 frontal projection of the annular element; in FIG. 3 horizontal projection of the annular element; in FIG. 4 and 5, respectively, frontal projections of the annular elements; in FIG. 6 and 7, respectively, frontal and profile projection of the hinge element made in the form of a roller; in FIG. 8 and 9 options for the technical implementation of the annular and articulated elements with toroidal holes; in FIG. 10 12, respectively, the front, profile and horizontal projections of the second embodiment of the technical solution of the hinge element, made in the form of a petal; in FIG. 13 and 14, respectively, an embodiment of a technical implementation of a hinged element in the form of a closed ring with side surfaces of a toroidal shape and its axonometric projection with a 1/4 cutout.

На фиг. 1 8 приняты обозначения:
D, D1 соответственно наружный и внутренний диаметры кольцевого элемента;
L расстояние оси отверстия в кольцевом элементе от его центра симметрии;
(X-X) ось симметрии гибкой управляемой трубки;
d минимальное расстояние между кольцевыми элементами в гибкой управляемой трубке.
In FIG. 1 8 designations accepted:
D, D 1, respectively, the outer and inner diameters of the annular element;
L is the distance of the axis of the hole in the annular element from its center of symmetry;
(XX) axis of symmetry of the flexible guided tube;
d minimum distance between the annular elements in a flexible controlled tube.

Гибкая управляемая трубка (фиг. 1) содержит опирающиеся (соприкасающиеся) звенья, каждое из которых выполнено из находящихся в зацеплении одного кольцевого элемента 1 с четырьмя сквозными отверстиями 2, оси которых расположены равномерно по окружности параллельно оси трубки (Х-Х) и примыкающих к кольцевому элементу 1 с одной его стороны двух шарнирных элементов (роликов) 3 и 4, расположенных симметрично относительно центра кольцевого элемента 1, в шарнирных элементах 3 и 4 выполнены сквозные отверстия 5, оси которых совпадают с осями соответствующих отверстий 2 кольцевых элементов 1, причем в последующем звене оси шарнирных элементов 3, 4 попарно развернуты на 90o по отношению к осям шарнирных элементов 3, 4 предыдущего звена, а через отверстия 2, 5 пропущены тросы управления 6, которые закреплены в кольце 7 на дистальном конце трубки, пропущены через внутренние отверстия 2 кольцевых элементов 1, отверстия 5 шарнирных элементов 3, 4 и кольцо 8 на другом конце трубки, в кольце 8 закреплены торцы оплеток Боудена. Управляющие тросы 6 проходят через эти оплетки к тягам механизма управления (на фиг. 1 этот механизм не показан, а его техническая реализация может быть аналогична технической реализации механизму управления по авт. св. СССР N 871786, кл. А 61 В 1/00, 1981). Для защиты звеньев от воздействия окружающей среды они могут быть помещены при необходимости внутри эластичной оболочки 10.Flexible controlled tube (Fig. 1) contains supported (contacting) links, each of which is made of meshed one ring element 1 with four through holes 2, the axes of which are evenly spaced parallel to the axis of the tube (XX) and adjacent to annular element 1 on one side of two hinge elements (rollers) 3 and 4 located symmetrically with respect to the center of the annular element 1, through holes 5 are made in the hinge elements 3 and 4, the axes of which coincide with the axes corresponding openings 2 of the ring elements 1, and in the next link the axes of the hinge elements 3, 4 are rotated 90 ° in pairs with respect to the axes of the hinge elements 3, 4 of the previous link, and control cables 6 that are fixed in the ring 7 are passed through the holes 2, 5 at the distal end of the tube, 2 ring elements 1, holes 5 of the hinge elements 3, 4 and ring 8 at the other end of the tube are passed through the inner holes 2, the ends of the Bowden braids are fixed in ring 8. The control cables 6 pass through these braids to the rods of the control mechanism (in Fig. 1 this mechanism is not shown, and its technical implementation may be similar to the technical implementation of the control mechanism according to ed. St. USSR N 871786, class A 61 V 1/00, 1981). To protect the links from environmental influences, they can be placed, if necessary, inside the elastic sheath 10.

Кольцевой элемент 1 (фиг. 2 и 3) может быть выполнен в виде тора. В кольцевом элементе 1 выполнены четыре сквозных отверстия 2, оси которых параллельны оси трубки Х-Х. Отверстия 2 расположены симметрично (равномерно) по окружности диаметром L параллельно оси трубки Х-Х (фиг. 1 и 3). The ring element 1 (Fig. 2 and 3) can be made in the form of a torus. In the annular element 1 there are four through holes 2, the axes of which are parallel to the axis of the tube XX. The holes 2 are located symmetrically (evenly) around a circle with a diameter L parallel to the axis of the tube XX (Figs. 1 and 3).

В общем случае сечение кольцевого элемента 1 может быть не только окружность, как показано на фиг. 1, но и эллипс (фиг. 4) или в виде прямоугольника (квадрата) с полуокружностями на противоположных сторонах (фиг. 5). In the general case, the cross section of the annular element 1 can be not only a circle, as shown in FIG. 1, but also an ellipse (Fig. 4) or in the form of a rectangle (square) with semicircles on opposite sides (Fig. 5).

Шарнирный элемент 3 (4), выполненный в виде ролика (фиг. 6 и 7) представляет собой прямой круговой цилиндр, на боковой поверхности которого выполнена выемка, имеющая форму боковой поверхности кольцевого элемента 1, сопрягаемая с боковой поверхностью ролика. The hinge element 3 (4), made in the form of a roller (Fig. 6 and 7) is a straight circular cylinder, on the side surface of which is made a recess having the shape of the side surface of the annular element 1, mating with the side surface of the roller.

Таким образом, если боковая поверхность кольцевого элемента имеет шаровую форму (фиг. 2 и 5), то выемка шарнирного элемента (ролика) 3 (4) в плане имеет форму полуокружности. Если боковая поверхность кольцевого элемента 1 эллипс (фиг. 4), то выемка шарнирного элемента (ролика) 3 (4) в плане имеет форму полуэллипса. Thus, if the side surface of the annular element has a spherical shape (Fig. 2 and 5), then the recess of the hinge element (roller) 3 (4) in plan has the shape of a semicircle. If the lateral surface of the annular element 1 is an ellipse (Fig. 4), then the recess of the hinge element (roller) 3 (4) in plan has the shape of a semi-ellipse.

В ролике 3 (4) перпендикулярно его вертикальной оси (оси цилиндра) в плоскости симметрии выполнено сквозное отверстие 5. Длина d отверстия 5 определяет минимальное расстояние между кольцевыми элементами 1 в гибкой трубке (фиг. 7). A through hole 5 is made in the roller 3 (4) perpendicularly to its vertical axis (cylinder axis) in the plane of symmetry 5. The length d of the hole 5 defines the minimum distance between the ring elements 1 in the flexible tube (Fig. 7).

Для уменьшения силы трения между кольцевыми элементами и шарнирными элементами (роликами) при изгибах трубки ролики 3 (4) выполняют в виде части боковой поверхности прямого цилиндра, толщина которого соответствует величине (D-D1/2 (фиг. 2), а диаметр внешнему диаметру кольцевого элемента D. Таким образом, шарнирные элементы (ролики) 3 (4) имеют кривизну поверхности, равную кривизне поверхности кольцевого элемента 1.To reduce the friction force between the ring elements and the hinge elements (rollers) during bending of the tube, the rollers 3 (4) are made as part of the side surface of the straight cylinder, the thickness of which corresponds to the value (DD 1/2 (Fig. 2), and the diameter of the outer diameter of the annular element D. Thus, the hinge elements (rollers) 3 (4) have a surface curvature equal to the surface curvature of the annular element 1.

Для повышения долговечности тросов управления 6 путем уменьшения силы трения при изгибах трубки в кольцевом элементе 1 (фиг. 8) и в шарнирном элементе 3 (4) соответствующие отверстия 2 и 5 выполнены тороидальной формы. To increase the durability of the control cables 6 by reducing the friction force during bending of the tube in the annular element 1 (Fig. 8) and in the hinge element 3 (4), the corresponding holes 2 and 5 are made of a toroidal shape.

Недостатком шарнирного элемента (ролика) 3 (4), изображенного на фиг. 6 и 7, является то, что при изгибе трубки появляется большой зазор между соседними кольцевыми элементами 1 при их перемещении друг относительно друга. Для уменьшения площади зазора предлагается техническое решение шарнирного элемента 3 (4), проекции геометрической формы которого приведены на фиг. 10 13, а аксонометрическая проекция кольца на фиг. 14. Шарнирный элемент 3 (4) (фиг. 10 12) выполнен в виде полукольца, имеющего форму симметричного лепестка, на боковой поверхности которого выполнена выемка, обеспечивающая сопряжение (контактирование) поверхностей кольца и ролика. The disadvantage of the hinge element (roller) 3 (4) shown in FIG. 6 and 7, is that when the tube bends, a large gap appears between adjacent annular elements 1 when they are moved relative to each other. To reduce the gap area, a technical solution of the hinge element 3 (4) is proposed, the projections of the geometric shape of which are shown in FIG. 10 13, and a perspective view of the ring in FIG. 14. The hinge element 3 (4) (Fig. 10 12) is made in the form of a semicircle having the shape of a symmetrical petal, on the side surface of which a recess is made, which ensures coupling (contacting) of the surfaces of the ring and the roller.

Данный лепесток имеет развертку, аналогичную развертке шарового сегмента. This petal has a scan similar to the scan of a spherical segment.

На фиг. 13 приведено техническое решение шарнирного элемента в виде кольца с боковыми поверхностями тороидальной формы. В кольце выполнены четыре отверстия 5, симметрично расположены по окружности, совпадающей с окружностью расположения отверстий 2 на кольцевом элементе 1. Фактически, техническая реализация шарнирного элемента, приведенная на фиг. 13, представляет собой соединенные тонкими гранями шарнирные элементы 3 и 4 в каждом звене гибкой трубки. In FIG. 13 shows the technical solution of the hinged element in the form of a ring with side surfaces of a toroidal shape. Four holes 5 are made in the ring, symmetrically arranged in a circle coinciding with the circumference of the arrangement of holes 2 on the ring element 1. In fact, the technical implementation of the hinge element shown in FIG. 13, represents the hinged elements 3 and 4 connected by thin faces in each link of the flexible tube.

Для исключения остаточного вращающего момента при изгибах трубки на сопрягаемых поверхностях кольца и шарнирного элемента выполнены микровыступы (например, травлением насечкой), позволяющие исключить (или уменьшить) проскальзывание данных сопрягаемых (контактируемых) поверхностей друг относительно друга. To exclude residual torque during bending of the tube, microprotrusions are made on the mating surfaces of the ring and the hinge element (for example, by etching by a notch), which allows to eliminate (or reduce) slipping of the data of the mating (contacted) surfaces relative to each other.

В исходном состоянии все тросы управления 6 равномерно натянуты. При этом оси симметрии кольцевых элементов 1 параллельны оси Х-Х трубки. In the initial state, all control cables 6 are evenly stretched. In this case, the axis of symmetry of the ring elements 1 are parallel to the axis X-X of the tube.

Гибкая управляемая трубка (фиг. 1) работает следующим образом. Flexible controlled tube (Fig. 1) works as follows.

С помощью механизма управления перемещают один из тросов управления 6 (например, 6.1 (фиг. 1) на величину Δ.. Это перемещение вызовет смещение нечетных кольцевых элементов 1, что обеспечивает изгиб трубки в направлении натяжения троса 6.1. Для изгиба трубки в противоположном направлении перемещают трос 6.2 этой пары. Аналогичным образом, при перемещении пары тросов управления 6.3 и 6.4 трубка изгибается в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба при перемещении пары тросов 6.1 и 6.2. Using the control mechanism, one of the control cables 6 is moved (for example, 6.1 (Fig. 1) by Δ .. This movement will cause the odd ring elements 1 to shift, which allows the tube to bend in the direction of the cable tension 6.1. To bend the tube in the opposite direction, move cable 6.2 of this pair. Similarly, when moving a pair of control cables 6.3 and 6.4, the tube bends in a plane perpendicular to the plane of bending when moving a pair of cables 6.1 and 6.2.

Комбинируя перемещения управляющих тросов 6, осуществляют панорамный обзор исследуемой полости, то есть дистальный конец трубки описывает в пространстве окружность. Combining the movements of the control cables 6, a panoramic overview of the cavity under study is performed, that is, the distal end of the tube describes a circle in space.

Для уменьшения (или исключения) остаточного вращающего момента необходимо исключить проскальзывание между кольцевыми и шарнирными элементами. Для исключения проскальзывания на контактируемых поверхностях кольцевых 1 и шарнирных элементов 3(4) наносят микровыступы, обеспечивающие перекатывание кольцевого и шарнирного элемента относительно друг друга при натяжении тросов управления 6 без проскальзывания. To reduce (or eliminate) residual torque, slippage between the annular and articulated elements must be avoided. To prevent slipping on the contact surfaces of the annular 1 and hinge elements 3 (4), microprotrusions are applied to ensure the annular and hinged element roll over relative to each other when the control cables 6 are pulled without slipping.

Для уменьшения силы трения между тросами управления 6 и внутренними поверхностями отверстий 2, 5 кольцевых 1 и шарнирных элементов 3 (4), при натяжении тросов управления 6 отверстия 2, 5 делают (выполняют) тороидальной формы (фиг. 8 и 9). Выполнение отверстий тороидальной формы уменьшает силу трения и, тем самым, уменьшает вероятность обрыва тросов управления 6 при эксплуатации эндоскопа, то есть увеличивается надежность эксплуатации. При одинаковой надежности эксплуатации выполнение отверстий тороидальной формы позволяет уменьшить диаметр тросов управления и, тем самым, уменьшить внешний диаметр эндоскопа, что расширяет сферу его применения. To reduce the friction force between the control cables 6 and the inner surfaces of the holes 2, 5 of the annular 1 and the hinge elements 3 (4), when the control cables 6 are tensioned, the holes 2, 5 make (perform) a toroidal shape (Figs. 8 and 9). The implementation of the holes of a toroidal shape reduces the friction force and, thereby, reduces the likelihood of breakage of the control cables 6 during operation of the endoscope, that is, the reliability of operation increases. With the same reliability of operation, the implementation of holes of a toroidal shape allows to reduce the diameter of the control cables and, thereby, reduce the outer diameter of the endoscope, which expands the scope of its application.

Использование шарнирных элементов 3 (4), выполненных в виде роликов (фиг. 6, 7 и 9), приводит к тому, что при изгибе трубки между кольцевыми элементами 1 образуется большой зазор, что увеличивает степень воздействия окружающей внешней среды на коммуникации эндоскопа. При этом между коммуникациями эндоскопа и внешней средой находится только эластичная оболочка 10 (фиг. 1). Для уменьшения зазора между кольцевыми элементами 1 при изгибе трубки предлагается использовать шарнирные элементы в виде полукольца, имеющего форму симметричного лепестка (фиг. 10 13). Уменьшение зазора между кольцевыми элементами при изгибе трубки уменьшает степень влияния среды на коммуникации эндоскопа, тем самым увеличивая эксплуатационную надежность эндоскопа. The use of hinge elements 3 (4), made in the form of rollers (Fig. 6, 7 and 9), leads to the fact that when bending the tube between the ring elements 1, a large gap is formed, which increases the degree of environmental impact on the communication of the endoscope. Moreover, between the communications of the endoscope and the external environment is only an elastic sheath 10 (Fig. 1). To reduce the gap between the annular elements 1 when bending the tube, it is proposed to use hinged elements in the form of a half ring having the shape of a symmetrical petal (Fig. 10 13). Reducing the gap between the annular elements when bending the tube reduces the degree of influence of the medium on the communication of the endoscope, thereby increasing the operational reliability of the endoscope.

В результате применения предлагаемой гибкой управляемой трубки:
повышается надежность работы эндоскопа с гибкой управляемой трубкой предложенной конструкции за счет того, что в трубке гибкие связи (тросы управления) находятся в зоне прохождения ответственных ненадежных коммуникаций (световодов). При этом отличаются условия работы световодов (отсутствует трение световодов с гибкими связями) и увеличивается внутреннее полезное сечение трубки;
расширяются функциональные возможности за счет обеспечения панорамного обзора исследуемой поверхности;
упрощается технология изготовления элементов трубки и их сборки;
исключается остаточный вращающий момент;
уменьшается зазор между кольцами при изгибе трубки, что позволяет снизить влияние внешней среды на коммуникации эндоскопа и, соответственно, повысить эксплуатационную надежность. ЫЫЫ13
As a result of the application of the proposed flexible controlled tube:
the reliability of the endoscope with a flexible controlled tube of the proposed design increases due to the fact that the flexible connections in the tube (control cables) are in the zone of critical unreliable communications (optical fibers). In this case, the working conditions of the optical fibers differ (there is no friction of the optical fibers with flexible connections) and the internal useful section of the tube increases;
functionality is expanded by providing a panoramic view of the investigated surface;
simplifies the technology of manufacturing tube elements and their assembly;
residual torque is excluded;
the gap between the rings during tube bending is reduced, which allows to reduce the influence of the external environment on the communication of the endoscope and, accordingly, to increase operational reliability. YYY13

Claims (7)

1. Гибкая управляемая трубка, содержащая последовательно соединенные звенья из шарнирных элементов с отверстиями для четырех тросов управления, причем оси последующих шарнирных элементов развернуты на 90o по отношению к осям предыдущих шарнирных элементов, отличающаяся тем, что трубка имеет расположенные между шарнирными элементами каждого звена кольцевые элементы с отверстиями под тросы управления, при этом боковая поверхность кольцевых элементов выполнена сопрягаемой с боковой поверхностью шарнирных элементов.1. A flexible controlled tube containing serially connected links of hinge elements with holes for four control cables, the axes of subsequent hinge elements being rotated 90 ° with respect to the axes of the previous hinge elements, characterized in that the tube has ring rings located between the hinge elements of each link elements with holes for control cables, while the lateral surface of the ring elements is made mating with the lateral surface of the hinge elements. 2. Трубка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой элемент имеет кривизну поверхности, равную кривизне поверхности шарнирных элементов. 2. The tube according to claim 1, characterized in that the annular element has a surface curvature equal to the surface curvature of the hinge elements. 3. Трубка по п.1, отличающаяся тем, что в каждом звене шарнирный элемент выполнен в виде двух роликов, симметрично расположенных по окружности. 3. The tube according to claim 1, characterized in that in each link the hinge element is made in the form of two rollers symmetrically located around the circumference. 4. Трубка по п.1, отличающаяся тем, что в каждом звене шарнирный элемент выполнен в виде двух полуколец, имеющих форму симметричного лепестка. 4. The tube according to claim 1, characterized in that in each link the hinge element is made in the form of two half rings having the shape of a symmetrical petal. 5. Трубка по п.1, отличающаяся тем, что в каждом звене шарнирный элемент выполнен в виде замкнутого кольца с боковыми поверхностями тороидальной формы. 5. The tube according to claim 1, characterized in that in each link the hinge element is made in the form of a closed ring with side surfaces of a toroidal shape. 6. Трубка по пп. 1 5, отличающаяся тем, что на сопрягаемых поверхностях шарнирных и кольцевых элементов выполнены микровыступы. 6. The handset in paragraphs. 1 to 5, characterized in that on the mating surfaces of the hinge and ring elements made of microprotrusion. 7. Трубка по пп. 1 6, отличающаяся тем, что отверстия кольцевых и шарнирных элементов имеют тороидальную форму. 7. The tube according to paragraphs. 1 to 6, characterized in that the holes of the annular and hinged elements have a toroidal shape.
RU93030912A 1993-06-10 1993-06-10 Flexible controlled tube RU2068229C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030912A RU2068229C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Flexible controlled tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030912A RU2068229C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Flexible controlled tube

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93030912A RU93030912A (en) 1996-10-20
RU2068229C1 true RU2068229C1 (en) 1996-10-27

Family

ID=20143108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93030912A RU2068229C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Flexible controlled tube

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2068229C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GB Патент Великобритании N 1447901, кл. A 61B 1/00, 1971. SU, Авторское свидетельство СССР N 1329603, кл. A 61B 1/00, 1985. US, Патент США N 3998216, кл. A 61B 1/06, 1976. SU, Авторское свидетельство СССР N 1480806, кл. A 61B 1/00, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5203380A (en) Bending device
US3266059A (en) Prestressed flexible joint for mechanical arms and the like
US4686963A (en) Torsion resistant vertebrated probe of simple construction
US5271381A (en) Vertebrae for a bending section of an endoscope
US4329980A (en) Flexible sheath for an endoscope
US4745908A (en) Inspection instrument fexible shaft having deflection compensation means
US4941455A (en) Endoscope having bending means
US5106381A (en) Bending device for an endoscope, catheter or the like
US5002041A (en) Bending device and flexible tube structure
US20200323600A1 (en) Bending structure and flexible tube for medical manipulator
EP0547509B1 (en) A tip articulation mechanism for endoscopes
RU2068229C1 (en) Flexible controlled tube
EP0397489B1 (en) Bending device and flexible tube structure
RU2255645C2 (en) Flexible controllable tube usable with endoscope
JP2875583B2 (en) Bending section for bending operation device
RU2031622C1 (en) Flexible controllable tube for endoscope
SU925310A1 (en) Flexible controlled tube to endoscope
JPS6160688B2 (en)
US3525331A (en) Flexible light transmitting instrument and flexible tube for said instrument
JPS61151605A (en) Controllable bendable tube, especially for flexible endoscope
CN113015892A (en) FBG-based torsion sensor device
WO2019069747A1 (en) Endoscope curved part and endoscope
US20230148846A1 (en) Single Piece Stamped Flexure
KR102256826B1 (en) Flexible mechanism
WO2023008274A1 (en) Flexible structure