RU2255645C2 - Flexible controllable tube usable with endoscope - Google Patents
Flexible controllable tube usable with endoscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255645C2 RU2255645C2 RU2001120396/14A RU2001120396A RU2255645C2 RU 2255645 C2 RU2255645 C2 RU 2255645C2 RU 2001120396/14 A RU2001120396/14 A RU 2001120396/14A RU 2001120396 A RU2001120396 A RU 2001120396A RU 2255645 C2 RU2255645 C2 RU 2255645C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- symmetry
- tooth
- tube
- less
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптико-механическому машиностроению, в частности к приборам, которые служат для осмотра и терапии полых органов и полостей тела в медицине, для осмотра труднодоступных полых пространств с технике, в эндоскопах оно представляет собой ту часть прибора, изменением положения которой оператор осуществляет полный осмотр исследуемой полости.The invention relates to optical-mechanical engineering, in particular to devices that are used for examining and treating hollow organs and body cavities in medicine, for examining hard-to-reach hollow spaces with equipment, in endoscopes it is that part of the device, by changing the position of which the operator performs a complete inspection of the test cavity.
Известна гибкая управляемая трубка для эндоскопа (пат. Великобритании №1447901 МКИ А 61 В 1/00, дата приоритета 05.02.70, опубл. 1971 г.), содержащая кольцевые звенья с выступами на одной стороне и впадинами на другой и тяги управления, пропущенные в отверстия звеньев, схваченная эластичной защитной оболочкой.Known flexible guided tube for an endoscope (US Pat. UK No. 1447901 MKI A 61
Недостаток - ограниченная надежность трубки при уменьшении ее диаметра, в результате чего при малейшем внеосевом усилии происходит выход звеньев из зацепления и поломка гибкой трубки.The disadvantage is the limited reliability of the tube 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 управляемая трубка (пат. США № 3998216 МКИ А 61 В 1/06, дата приоритета 05.10.76), содержащая внутреннюю цилиндрическую гибкую оплетку, к внешней стороне которой примыкает гибкий остов, выполненный из набора колец, имеющих на одном конце выступ, а на 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 Pat. US No. 3998216 MKI A 61 1/06, priority date 05.10.76) 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 at one end, and on the second, a concentrating 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 выхода 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 the tube is bent, the engagement of the spiky tooth of the notch ring and the failure of the cylinder is possible.
Известна гибкая трубчатая конструкция эндоскопов (а.с. СССР № 1329603 МКИ А 61 В 1/00, дата приоритета 12.10.85), содержащая опирающиеся друг на друга кольцевые элементы, 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 (USSR AS No. 1329603 MKI A 61
Недостатком данной управляемой трубки является сложность (трудоемкость) изготовления кольцевых элементов с точно сопрягаемыми поверхностями опорных зубьев и отверстий в подковообразных выступах.The disadvantage of this controlled tube is the complexity (laboriousness) of manufacturing the ring elements with precisely mating surfaces of the abutment teeth and holes in the horseshoe-shaped protrusions.
Известна гибкая управляемая трубка для эндоскопа (а.с. СССР № 1509031 МКИ А 61 В 1/00, F 16 С 1/00, дата приоритета 01.04.87), содержащая эластичную оболочку, внутри которой расположены последовательно соединенные трубчатые звенья с проходящими внутри тросами управления и шарнирные элементы, причем каждое звено выполнено с торцевым углублением и расточкой, шарнирный элемент в виде цилиндрического ролика с торцевыми головками, при этом в противолежащих расточках двух смежных звеньев размещена цилиндрическая часть шарнирного элемента, одна из торцевых головок расположена в углублениях, другая контактирует с внутренней поверхностью трубчатого звена.A flexible controllable tube is known for an endoscope (AS USSR No. 1509031 MKI A 61
Недостатком данной трубки являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием панорамного обзора исследуемой полости. Трубка может изгибаться только в плоскости Х-Х или Y-Y.The disadvantage of this tube is the limited functionality due to the lack of a panoramic view of the cavity under study. The tube can only bend in the x-x or y-y plane.
Известна гибкая управляемая трубка (а.с. СССР № 1480806 МКИ А 61 В 1/00, дата приоритета 23.05.89), 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 другой - выпуклой цилиндрическими поверхностями, причем оси симметрии образующих вогнутой, выпуклой цилиндрических поверхностей и продольная ось трубки взаимно перпендикулярны, а соседние элементы развернуты друг относительно друга на 90° вокруг продольной оси трубки.Known flexible guided tube (USSR AS No. 1480806 MKI A 61
Недостатком данной гибкой управляемой трубки является ограниченная надежность.The disadvantage of this flexible steered tube is its limited reliability.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенной и выбранной авторами в качестве прототипа является гибкая управляемая трубка (пат. РФ № 2068229 МКИ А 61 В 1/00, дата приоритета 10.06.93), содержащая эластичную оболочку, внутри которой расположены последовательно соединенные звенья, содержащие кольцевой элемент и два симметрично расположенных по окружности шарнирных элемента, выполненных в виде роликов, причем в последующем звене оси шарнирных элементов попарно развернуты на 90° по отношению к осям шарнирных элементов предыдущего звена, тросы управления расположены внутри сквозных отверстий, имеющих торообразную форму, кольцевых и соответствующих шарнирных элементов.The closest in technical essence to the proposed and selected by the authors as a prototype is a flexible controlled tube (US Pat. RF No. 2068229 MKI A 61
Недостатками данной трубки являются:The disadvantages of this tube are:
- ограниченная надежность из-за большого количества используемых элементов;- limited reliability due to the large number of elements used;
- низкая технологичность, определяемая необходимостью точного изготовления и фиксации взаимного положения шарнирных элементов с кривизной поверхности, равной кривизне поверхности кольцевых элементов.- low manufacturability, determined by the need for accurate manufacturing and fixing the relative position of the hinge elements with a surface curvature equal to the surface curvature of the ring elements.
Решается задача повышения надежности работы эндоскопа за счет того, что кольцевой элемент имеет две плоскости симметрии, что позволяет на основе одного типового элемента выполнить дистальный конец, состоящий из сопряженных одинаковых звеньев, вследствие чего упрощается технология изготовления дистальной части и ее сборка за счет уменьшения количества сопрягаемых поверхностей.The problem of increasing the reliability of the endoscope is solved due to the fact that the annular element has two planes of symmetry, which allows one to make a distal end based on the same type element, consisting of identical conjugated links, which simplifies the manufacturing technology of the distal part and its assembly by reducing the number of mating surfaces.
Это достигается тем, что в гибкой управляемой трубке для эндоскопа, содержащей одинаковые шарнирные кольцевые элементы с двумя плоскостями симметрии, на которых выполнены четыре цилиндрических отверстия для тросов управления, оси которых параллельны оси кольца, сопряженные кольцевые элементы повернуты друг относительно друга на 90° вокруг продольной оси трубки.This is achieved by the fact that in a flexible controlled tube for an endoscope containing the same hinged ring elements with two planes of symmetry, on which four cylindrical holes for control cables are made, the axes of which are parallel to the axis of the ring, the conjugated ring elements are rotated 90 ° relative to each other around the longitudinal tube axis.
Отличительными признаками предложенной гибкой трубки являются:Distinctive features of the proposed flexible tube are:
- с одной стороны кольцевого элемента в первой плоскости симметрии выполнены два выступа с призматическими пазами и треугольного сечения со стороны внутренней поверхности кольцевого элемента;- on one side of the annular element in the first plane of symmetry there are two protrusions with prismatic grooves and a triangular section from the side of the inner surface of the annular element;
- с другой стороны элемента во второй плоскости симметрии выполнены два симметричных паза с призматическим зубом треугольного сечения со стороны внутренней поверхности элемента;- on the other side of the element in the second plane of symmetry two symmetrical grooves are made with a prismatic tooth of triangular section from the side of the inner surface of the element;
- угол при вершине зуба меньше угла при вершине паза;- the angle at the top of the tooth is less than the angle at the top of the groove;
- высота зуба не меньше глубины паза;- the height of the tooth is not less than the depth of the groove;
- угол между гранями, образующими паз выступа, больше угла между гранями, образующими зуб, и меньше 90°;- the angle between the faces forming the groove of the protrusion is greater than the angle between the faces forming the tooth, and less than 90 °;
- выполнение шарнирно соединенных кольцевых элементов с двумя плоскостями симметрии, что позволяет на основе одного типового элемента выполнить дистальную часть эндоскопа, состоящую из сопряженных одинаковых звеньев-- the implementation of articulated annular elements with two planes of symmetry, which allows on the basis of one typical element to perform the distal part of the endoscope, consisting of paired identical links -
что позволяет расширить функциональные возможности, уменьшить остаточный крутящий момент, упростить технологию изготовления кольцевых элементов и сборку дистальной части, а также повысить надежность работы эндоскопа в целом.which allows you to expand the functionality, reduce residual torque, simplify the manufacturing technology of ring elements and the assembly of the distal part, as well as increase the reliability of the endoscope as a whole.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена гибкая управляемая трубка, на фиг.2 - горизонтальная проекция кольцевого элемента, на фиг.3 - фронтальная проекция кольцевого элемента, на фиг.4, 5 – соответственно горизонтальная и фронтальная проекции кольцевого элемента во второй плоскости симметрии, на фиг.6 - аксонометрическая проекция кольцевого элемента.The essence of the invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a flexible controlled tube, in Fig. 2 is a horizontal projection of an annular element, in Fig. 3 is a frontal projection of an annular element, in Figs. 4, 5 are respectively horizontal and frontal projections of an annular element in the second plane of symmetry, Fig.6 is a perspective view of the annular element.
Элемент с призматическими зубьями горизонтальной проекции (фиг.4) входит в пазы, образованные выступами в горизонтальной проекции (фиг.2) следующего элемента. Призматические зубья фронтальной проекции (фиг.2) входят в пазы, образованные выступами фронтальной проекции (фиг.4) последующего звена. Таким образом образуется последовательное сопряжение указанных выступов и пазов при последовательном соединении кольцевых элементов.The element with prismatic teeth of the horizontal projection (figure 4) is included in the grooves formed by the protrusions in the horizontal projection (figure 2) of the next element. The prismatic teeth of the frontal projection (figure 2) are included in the grooves formed by the protrusions of the frontal projection (figure 4) of the subsequent link. Thus, a sequential conjugation of these protrusions and grooves is formed when the annular elements are connected in series.
Гибкая управляемая трубка для эндоскопа (фиг.1) содержит одинаковые последовательно соединенные шарнирные кольцевые элементы 1 с четырьмя сквозными отверстиями 2 (фиг.2, 4), оси которых расположены равномерно по окружности параллельно оси трубки (Х-Х), сопряженные кольцевые элементы повернуты друг относительно друга на 90° вокруг оси трубки, тросы управления 3 закреплены в кольце 4 на дистальном конце, пропущены через внутренние отверстия 2 кольцевых элементов 1 и кольцо 5 на другом конце трубки, в кольце 5 закреплены торцы сплеток 6 Боудена. Управляющие тросы 3 проходят через эти сплетки к тягам механизма управления (на фиг.1 этот механизм не показан. Его техническая реализация может быть аналогична механизму управления по а.с. СССР № 871786 и т.п.). Для защиты звеньев от воздействия окружающей среды они могут быть помещены при необходимости внутрь эластичной оболочки 7.Flexible controlled tube for the endoscope (Fig. 1) contains identical series-connected hinged
Кольцевой элемент 1 имеет две плоскости симметрии (фиг.2, 3 и фиг.4, 5 соответственно), что позволяет на основе одного типового элемента выполнить дистальную часть эндоскопа, состоящую из сопряженных одинаковых звеньев, повернутых друг относительно друга на 90°. В кольцевом элементе 1 выполнены четыре сквозных отверстия 2, оси которых параллельны оси трубки Х-Х. Отверстия 2 расположены симметрично по окружности диаметром L параллельно оси трубки Х-Х (см. фиг.2, 4).The
Для исключения остаточного вращающего момента при изгибах трубки на сопрягаемых поверхностях кольца:To eliminate residual torque when bending the tube on the mating surfaces of the ring:
- в первой плоскости симметрии выполнены два выступа с призматическими пазами треугольного сечения со стороны внутренней поверхности кольцевого элемента 1;- in the first plane of symmetry made two protrusions with prismatic grooves of a triangular section from the side of the inner surface of the
- во второй плоскости симметрии выполнены два симметричных паза с призматическим зубом треугольного сечения со стороны внутренней поверхности элемента 1; позволяющие исключить (или уменьшить) проскальзывание данных сопрягаемых (контактируемых) поверхностей друг относительно друга.- in the second plane of symmetry two symmetrical grooves are made with a prismatic tooth of triangular section from the side of the inner surface of the
Причем угол при вершине зуба меньше угла при вершине паза, а высота зуба не меньше глубины паза. При этом угол между гранями, образующими паз выступа, больше угла между гранями, образующими зуб, и меньше 90°.Moreover, the angle at the top of the tooth is less than the angle at the top of the groove, and the height of the tooth is not less than the depth of the groove. The angle between the faces forming the groove of the protrusion is greater than the angle between the faces forming the tooth, and less than 90 °.
Таким образом, угол поворота двух соседних звеньев в одной плоскости, α:Thus, the rotation angle of two adjacent links in the same plane, α:
где αmax - mах угол отклонения оси объектива эндоскопа от начального положения в одной плоскости;where α max - max angle of deviation of the axis of the endoscope lens from the initial position in one plane;
n - число звеньев.n is the number of links.
Для повышения долговечности тросов управления 3 путем уменьшения силы трения и более плавного изгиба трубки в кольцевом элементе 1 (фиг.3) отверстия 2 с противоположной стороны зуба и паза имеют тороидальную форму.To increase the durability of the control cables 3 by reducing the friction force and more smooth bending of the tube in the annular element 1 (Fig.3), the
В исходном состоянии все тросы управления 3 равномерно натянуты. При этом оси симметрии кольцевых элементов 1 параллельны оси Х-Х трубки.In the initial state, all control cables 3 are evenly stretched. In this case, the axis of symmetry of the
Гибкая управляемая трубка для эндоскопа (фиг.1) работает следующим образом.Flexible guided tube for the endoscope (figure 1) works as follows.
С помощью механизма управления перемещают один из управляющих тросов 3 (например, 3.1 (фиг.1)) на величину Δ. Это перемещение вызовет смещение нечетных кольцевых элементов 1, что обеспечивает изгиб трубки в направлении натяжения троса 3.1. Для изгиба трубки в противоположном направлении перемещают трос 3.2 этой пары. Аналогичным образом, при перемещении пары тросов управления 3.3, 3.4 трубка изгибается в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба при перемещении тросов 3.1, 3.2.Using the control mechanism, one of the control cables 3 (for example, 3.1 (Fig. 1)) is moved by Δ. This movement will cause the displacement of the
Комбинируя перемещения управляющих тросов 3, осуществляют панорамный обзор исследуемой полости без вращения всех элементов дистального конца вокруг оси.Combining the movements of the control cables 3, a panoramic overview of the cavity under study is performed without rotation of all the elements of the distal end around the axis.
Таким образом, в результате применения предложенной гибкой управляемой трубки:Thus, as a result of the application of the proposed flexible controlled tube:
- повышается надежность работы эндоскопа с гибкой управляемой трубкой предложенной конструкции за счет того, что кольцевой элемент имеет две плоскости симметрии, что позволяет на основе одного типового элемента выполнить дистальную часть эндоскопа, состоящую из сопряженных одинаковых звеньев, повернутых друг относительно друга на 90°;- increases the reliability of the endoscope with a flexible controlled tube of the proposed design due to the fact that the annular element has two planes of symmetry, which allows on the basis of one typical element to perform the distal part of the endoscope, consisting of paired identical links rotated 90 ° relative to each other;
- упрощается технология изготовления кольцевых элементов трубки и их сборка;- simplifies the manufacturing technology of the annular elements of the tube and their assembly;
- расширяются функциональные возможности за счет обеспечения панорамного обзора исследуемой полости без вращения всех элементов дистального конца вокруг оси;- expanding functionality by providing a panoramic view of the investigated cavity without rotation of all elements of the distal end around the axis;
- исключается остаточный вращающий момент.- eliminates residual torque.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001120396/14A RU2255645C2 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Flexible controllable tube usable with endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001120396/14A RU2255645C2 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Flexible controllable tube usable with endoscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001120396A RU2001120396A (en) | 2003-04-20 |
RU2255645C2 true RU2255645C2 (en) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001120396/14A RU2255645C2 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Flexible controllable tube usable with endoscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2255645C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444273C2 (en) * | 2007-07-03 | 2012-03-10 | Каретек Ко., Лтд. | Curving part of endoscope |
-
2001
- 2001-07-20 RU RU2001120396/14A patent/RU2255645C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444273C2 (en) * | 2007-07-03 | 2012-03-10 | Каретек Ко., Лтд. | Curving part of endoscope |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018253443B2 (en) | Robotic microsurgical assembly | |
JP2745219B2 (en) | Torsion resistant spine assembly | |
US5271381A (en) | Vertebrae for a bending section of an endoscope | |
US5345925A (en) | Self-advancing endoscope | |
JP7130627B2 (en) | stapler beam structure | |
US8100031B2 (en) | Multi-linked device having a reinforcing member | |
US3266059A (en) | Prestressed flexible joint for mechanical arms and the like | |
EP1484003B1 (en) | Wire spring guide for flexible endoscope | |
KR101323965B1 (en) | Instrument and method for making the same | |
US4790294A (en) | Ball-and-socket bead endoscope steering section | |
KR102619839B1 (en) | Bendable tube with improved elastic hinge | |
CN108992104B (en) | Articulated link structure exhibiting preferential bending and associated method | |
US5203380A (en) | Bending device | |
US20150202013A1 (en) | Shaft for medical instruments, comprising movable sections | |
US5749828A (en) | Bending neck for use with invasive medical devices | |
US20110112365A1 (en) | Endoscope shaft | |
EP3288438B1 (en) | A shape -keeping deployable structure including a pair of robotic systems of the continuum type | |
CN108553069B (en) | Controllable bent pipe structure | |
EP4035584B1 (en) | Endoscope comprising an articulated bending section body | |
SU871786A1 (en) | Pipe for endoscopy | |
US20200323600A1 (en) | Bending structure and flexible tube for medical manipulator | |
RU2255645C2 (en) | Flexible controllable tube usable with endoscope | |
RU2068229C1 (en) | Flexible controlled tube | |
CN115316914A (en) | Bendable structure, flexible instrument and endoscope | |
RU2031622C1 (en) | Flexible controllable tube for endoscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120721 |