RU2510522C1

RU2510522C1 - Technical endoscope

Info

Publication number: RU2510522C1
Application number: RU2012138031/28A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Евгеньевич Богатский; Алексей Дмитриевич Денисов; Виктор Сергеевич Солдатченков; Артур Равильевич Яруллин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВИЛДИС Технологии"
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-03-27
Also published as: RU2012138031A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: technical video endoscope has a distal part, having at one end a video camera with an illuminator and a device for fastening pulling cables, and a control part. The device for fastening pulling cables is a crosspiece, to each of the four ends of which one of the pulling cables is tied. A spherical support and an elongated helical spring are placed in series between the crosspiece and the axial channel of the housing. The video camera is mounted to the end of a semi-flexible section using at least two flexible members.

EFFECT: elastic characteristics of said elements and the tension formed by the cables enable to turn the video camera by 90 degrees in any direction about the longitudinal axis of the semi-flexible section.

4 cl

Description

Изобретение относится к области оптико-механического приборостроения, а конкретнее - к области устройств оптического контроля полостей, расположенных в труднодоступных местах технических устройств и природных тел, и может быть использовано на таможне, в криминалистике, техническом контроле и подобных областях техники и общества.The invention relates to the field of optical-mechanical instrumentation, and more particularly to the field of devices for optical inspection of cavities located in inaccessible places of technical devices and natural bodies, and can be used at customs, in criminalistics, technical control and similar fields of technology and society.

Известны (US, патент 3924608) гибкие трубки, представляющие собой эндоскопы с регулируемым изгибом, выполненные в виде ленточной пружины. Кроме того, в состав эндоскопов входят тросы управления, закрепляемые в дополнительно выполненных просечках на боковых поверхностях пружины, а также эластичная оболочка. Изгиб данной трубки происходит в плоскости натяжения управляющих тросов.Known (US patent 3924608) flexible tubes, which are endoscopes with adjustable bend, made in the form of a tape spring. In addition, the endoscopes include control cables fixed in additional grooves on the lateral surfaces of the spring, as well as an elastic sheath. The bending of this tube occurs in the plane of tension of the control cables.

Известна также (US, патент 4108211) конструкция эндоскопа в виде гибкой трубки, содержащей кольцеобразные звенья с наружной сферической поверхностью, на внутренней поверхности которых выполнены осевые элементы с отверстиями, через которые по всей длине трубки пропущены упругие связи, зафиксированные в отверстиях.Also known (US Patent 4108211) is the construction of an endoscope in the form of a flexible tube containing ring-shaped links with an outer spherical surface, on the inner surface of which axial elements are made with holes through which elastic ties fixed in the holes are passed along the entire length of the tube.

Известен также (SU, авторское свидетельство 925310) эндоскоп, представляющий собой гибкую управляемую трубку, оснащенную кольцами, связанными между собой посредством соединительных элементов и управляемыми тросами. Соединительные элементы выполнены упругими, длина их равна длине гибкой трубки, а боковые поверхности колец имеют пазы для размещения соединительных элементов.Also known (SU, copyright certificate 925310) is an endoscope, which is a flexible controlled tube equipped with rings interconnected by means of connecting elements and controlled by cables. The connecting elements are made elastic, their length is equal to the length of the flexible tube, and the side surfaces of the rings have grooves for accommodating the connecting elements.

Недостатком вышеуказанных является ограниченность их функциональных возможностей при проведении исследований в различных по форме и размерах закрытых полостях.The disadvantage of the above is their limited functionality when conducting research in closed cavities of various shapes and sizes.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 100305) технический видеоэндоскоп, содержащий дистальную и управляющую части. В свою очередь дистальная часть видеоэндоскопа включает в себя удлиненную цилиндрическую пружину, на одном конце которой закреплена видеокамера с осветителем, а другой ее конец жестко скреплен с одним из концов несущей полугибкой секции в виде вытянутой и скрученной по спирали металлической ленты, на которую надета пластиковая оболочка. Кроме того, дистальная часть содержит ряд одинаковых колец, каждое из которых имеет осевой и равномерно распределенные по окружности радиальные каналы. Кольца надеты на цилиндрическую пружину дистальной части и закреплены неподвижно на равном расстоянии друг от друга. Кроме того, дистальная часть содержит приводные тросы, свободно пропущенные через соответствующие радиальные каналы всего ряда колец, причем каждый из приводных тросов закреплен одним концом к поверхности кольца, смежной с видеокамерой. Управляющая часть видеоэндоскопа содержит корпус с осевым каналом, ручку управления с осевым гнездом и винтами натяжения приводных тросов, удлиненную цилиндрическую пружину, на один конец которой надета и закреплена ручка управления, а другой ее конец вставлен и закреплен в осевом канале с одной из сторон корпуса. Кроме того, она содержит ряд одинаковых колец, каждое из которых имеет осевое и равномерно распределенные по окружности радиальные каналы. Кольца надеты на цилиндрическую пружину управляющей части и закреплены неподвижно на равном расстоянии друг от друга. При этом в осевом канале с другой стороны корпуса закреплен неподвижно с помощью втулки другой конец несущей полугибкой секции. Свободные концы приводных тросов, пропущенные через соответствующие радиальные каналы всех колец дистальной части, также пропущены свободно через соответствующие каналы полугибкой секции, корпуса и радиальные каналы всего ряда колец управляющей части и закреплены в ручке управления с помощью винтов для натяжения тросов. Радиус окружности, на которой расположены радиальные каналы ряда колец управляющей части, превышает радиус окружности, на которой расположены радиальные каналы ряда колец дистальной части.The closest analogue of the developed technical solution can be recognized (RU, patent 100305) technical video endoscope containing the distal and control parts. In turn, the distal part of the video endoscope includes an elongated cylindrical spring, at one end of which a video camera with a illuminator is fixed, and its other end is rigidly fastened to one of the ends of the semi-flexible section in the form of an elongated and twisted in a spiral metal tape, on which a plastic shell is worn . In addition, the distal part contains a series of identical rings, each of which has axial and evenly distributed circumferential radial channels. The rings are worn on a cylindrical spring of the distal part and are fixed motionless at an equal distance from each other. In addition, the distal part contains drive cables freely passed through the corresponding radial channels of the entire row of rings, each of the drive cables being fixed at one end to the surface of the ring adjacent to the video camera. The control part of the video endoscope contains a housing with an axial channel, a control handle with an axial socket and tension screws for the drive cables, an elongated coil spring, a control handle is attached and fixed to one end, and the other end is inserted and fixed in the axial channel on one side of the housing. In addition, it contains a series of identical rings, each of which has axial and evenly distributed radial channels around the circumference. The rings are worn on the coil spring of the control part and are fixed motionless at an equal distance from each other. At the same time, in the axial channel on the other side of the casing, the other end is fixed fixed with a sleeve to the other half-flexible section. The free ends of the drive cables, passed through the corresponding radial channels of all the rings of the distal part, are also freely passed through the corresponding channels by the semi-flexible sections, housings and radial channels of the entire row of rings of the control part and are fixed in the control handle with screws for cable tension. The radius of the circle on which the radial channels of the row of rings of the control part are located exceeds the radius of the circle on which the radial channels of the row of rings of the distal part are located.

Недостатком конструкции известного видеоэндоскопа можно признать сложность и неэффективность системы управления поворота видеокамеры.The design flaw of the known video endoscope can be recognized as the complexity and inefficiency of the camera rotation control system.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в упрощении конструкции управления перемещения видеокамеры при одновременном увеличении контролируемого пространства за счет большей подвижности видеокамеры с осветителем.The technical result achieved by the implementation of the developed design consists in simplifying the design of controlling the movement of the video camera while increasing the controlled space due to the greater mobility of the video camera with the illuminator.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать технический видеоэндоскоп разработанной конструкции. Технический видеоэндоскоп содержит дистальную часть, в состав которой входят закрепленная на одном конце видеокамера с осветителем, приводные тросы, каждый из которых закреплен одним концом к поверхности кольца, смежной с видеокамерой с осветителем, другой конец дистальной части жестко скреплен с одним из концов несущей полугибкой секции, на которую надета пластиковая оболочка, и управляющую часть в виде корпуса с осевым каналом, ручки управления с устройством крепления натяжных тросов, удлиненной цилиндрической пружины, один конец которой соединен с ручкой управления, а другой ее конец закреплен на внутренней стороне корпуса, при этом в осевом канале с другой стороны корпуса закреплен неподвижно другой конец несущей полугибкой секции, свободные концы приводных тросов пропущены свободно внутри полугибкой секции, корпуса и закреплены в ручке управления. Устройство крепления натяжных тросов представляет собой крестовину, к каждому из 4 концов которой прикреплен один из натяжных тросов, между крестовиной и осевым каналом корпуса последовательно размещены сферическая опора и указанная удлиненная цилиндрическая пружина, на второй поверхности крестовины закреплена ручка управления, видеокамера прикреплена к концу полугибкой секции посредством, по меньшей мере, двух упругих элементов, при этом упругие характеристики указанных элементов и создаваемое посредством тросов усилие натяжения обеспечивают поворот видеокамеры, по меньшей мере, на 90° в любую сторону относительно продольной оси полугибкой секции.To achieve the specified technical result, it is proposed to use a technical video endoscope of a developed design. The technical video endoscope contains a distal part, which includes a video camera with a light attached to one end, drive cables, each of which is fixed at one end to the ring surface adjacent to a video camera with a light, the other end of the distal part is rigidly fastened to one end of the load-bearing section on which a plastic shell is worn, and a control part in the form of a housing with an axial channel, a control handle with a device for attaching tension cables, an elongated coil spring, one end to Ora connected to the control handle and the other end is fixed to the inner side of the housing, the axial channel on the other side of the housing is fastened fixedly other end of the carrier semi-flexible section, the free ends of the drive cables passed freely within semiflexible section, the housing and secured in the control handle. The attachment device of the tension cables is a cross, each of the 4 ends of which is attached one of the tension cables, between the cross and the axial channel of the housing, a spherical support and said elongated coil spring are sequentially mounted, a control handle is fixed on the second surface of the cross, the video camera is attached to the end with a section flexible section by means of at least two elastic elements, while the elastic characteristics of these elements and the tensile force generated by the cables bespechivaet camcorder rotation of at least 90 ° in any direction relative to the longitudinal axis of the semi-flexible section.

Устройство крепления натяжных тросов, представляющее собой крестовину, к каждому из 4 концов которой прикреплен один из натяжных тросов, между крестовиной и осевым каналом корпуса последовательно размещены сферическая опора и указанная удлиненная цилиндрическая пружина, а на второй поверхности крестовины закреплена ручка управления, упрощает конструкцию и упрощает управление видеоэндоскопом.The device for attaching tension cables, which is a cross, to each of the 4 ends of which one of the tension cables is attached, a spherical support and said elongated coil spring are sequentially placed between the cross and the axial channel of the body, and the control handle is fixed on the second surface of the cross, simplifies the design and simplifies video endoscope control.

Использование для крепления видеокамеры с осветителем к концу полугибкой секции указанных упругих элементов, с одной стороны, упрощает систему крепления и, с другой стороны, увеличивает подвижность видеокамеры с осветителем.Using for securing a video camera with a illuminator to the end of a semi-flexible section of these elastic elements, on the one hand, simplifies the mounting system and, on the other hand, increases the mobility of the video camera with a illuminator.

В некоторых вариантах реализации для крепления видеокамеры с осветителем к концу полугибкой секции использовано 4 подобных упругих элемента, что упрочняет крепление, не уменьшая при этом подвижность видеокамеры с осветителем, причем упругие элементы предпочтительно расположены на равном расстоянии друг от друга.In some embodiments, 4 similar elastic elements are used to fasten the video camera with the illuminator to the end of the semi-flexible section, which strengthens the mount without decreasing the mobility of the video camera with the illuminator, and the elastic elements are preferably located at an equal distance from each other.

Указанный упругий элемент предпочтительно представляет собой витую пружину сжатия или тарельчатую пружину сжатия.The specified elastic element is preferably a coiled compression spring or a disk-shaped compression spring.

Полугибкая секция может представлять собой витую пружину сжатия, покрытую снаружи слоем полимерного материала, или быть выполнена в виде трубки из полистирола или полипропилена.The semi-flexible section can be a coiled compression spring coated on the outside with a layer of polymer material, or can be made in the form of a tube of polystyrene or polypropylene.

Технический видеоэндоскоп разработанной конструкции работает следующим образом. В случае исследования полости, в стенке которой есть отверстие, в которое проходит дистальная часть технического видеоэндоскопа, в указанное отверстие вводят дистальную часть на удобную для оператора видеоэндоскопа длину. В том случае когда полость не содержит отверстия в стенках или отверстия слишком малы, в стенке либо выполняют отверстие необходимого диаметра заново или увеличивают имеющиеся малые отверстия до нужного размера. Включают осветитель и видеокамеру и проверяют их работу. Дистальную часть вводят в отверстие и путем перемещения ручки управления приводят в движение приводные тросы, которые изгибают в нужном направлении и в необходимой степени упругие элементы, крепящие видеокамеру с осветителем к концу полугибкой секции корпуса. При достижении наиболее удобного для осмотра положения видеокамеры с осветителем ручку управления фиксируют рукой на время осмотра.Technical video endoscope developed design works as follows. In the case of examining a cavity in the wall of which there is an opening into which the distal part of the technical video endoscope passes, the distal part is introduced into the specified hole to a length convenient for the operator of the video endoscope. In the case when the cavity does not contain holes in the walls or the holes are too small, either a hole of the required diameter is re-made in the wall or the existing small holes are enlarged to the desired size. Turn on the illuminator and camcorder and check their operation. The distal part is inserted into the hole and, by moving the control knob, the drive cables are set in motion, which bend in the necessary direction and to the necessary extent the elastic elements that fasten the video camera with the illuminator to the end of the semi-flexible section of the housing. Upon reaching the most convenient position for inspection of the video camera with the illuminator, the control knob is fixed by hand for the duration of the inspection.

Использование изменений, введенных в конструкцию известного технического видеоэндоскопа, позволило упростить конструкцию управления перемещения видеокамеры при одновременном увеличении контролируемого пространства за счет большей подвижности видеокамеры с осветителем.The use of changes introduced into the design of the well-known technical video endoscope made it possible to simplify the design for controlling the movement of the video camera while increasing the monitored space due to the greater mobility of the video camera with the illuminator.

Claims

1. Technical video endoscope, comprising a distal part, which includes a video camera with an illuminator fixed at one end, drive cables, each of which is fixed at one end to the ring surface adjacent to a video camera with an illuminator, the other end of the distal part is rigidly attached to one of the ends bearing semi-flexible section, on which a plastic shell is worn, and a control part in the form of a housing with an axial channel, a control handle with a device for attaching tension cables, an elongated coil spring, one horse which is connected to the control handle, and its other end is fixed on the inner side of the housing, while the other end of the supporting semi-flexible section is fixedly fixed in the axial channel on the other side of the housing, the free ends of the drive cables are freely passed inside the semi-flexible section of the housing and are fixed in the control handle characterized in that the attachment device of the tension cables is a cross, each of the 4 ends of which is attached one of the tension cables, between the cross and the axial channel of the housing follower but a spherical support and said elongated cylindrical spring are placed, a control handle is fixed on the second surface of the crosspiece, the video camera is attached to the end of the semi-flexible section by means of at least two elastic elements, while the elastic characteristics of these elements and the tensile force generated by the cables ensure the rotation of the video camera, at least 90 ° in any direction relative to the longitudinal axis of the semi-flexible section.

2. The video endoscope according to claim 1, characterized in that it contains at least 4 elastic elements located at an equal distance from each other.

3. The video endoscope according to claim 1, characterized in that the elastic element is a twisted compression spring.

4. The video endoscope according to claim 1, characterized in that the elastic element is a disk compression spring.