內窺鏡彎角操縱搖桿及內窺鏡的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種內窺鏡彎角操縱搖桿及內窺鏡，包括基座、過渡模塊、搖桿以及支撐體；其中，所述支撐體的下端設置在所述基座上；所述基座上設置有多個過渡模塊；所述搖桿的下端內槽設置在所述支撐體上，能夠在所述支撐體上滑動，上端設置有操控手柄；所述搖桿的下端設置有弧面部。還包括多根牽引線和鼓輪軸；其中，弧面部的上端設置有多個牽引線固定孔；一所述牽引線一端設置在一所述牽引線固定孔內；一所述牽引線另一端的依次通過弧面部的表面、一過渡模塊連接鼓輪軸；所述搖桿通過一所述牽引線驅動所述鼓輪軸轉動。本發明避免搖桿傾倒操作時向上彎角牽引線與向下彎角牽引線的拉動距離差，消除原理上的彎角操縱力加重。
【專利說明】
內窺鏡彎角操縱搖桿及內窺鏡
技術領域
[0001] 本發明涉及內窺鏡，具體地，涉及一種內窺鏡彎角操縱搖桿及內窺鏡。
【背景技術】
[0002] 內窺鏡具有可插入到體腔內的細長的插入部，在插入部的前端側設有彎曲部。彎 曲部由設于操作部中的操作裝置操縱牽引線而進行彎曲動作。在申請號為201280005401的 發明專利中，在操作者對搖桿進行傾倒操作而使彎曲部彎曲時，能夠在感覺上掌握該搖桿 的傾倒方向，使搖桿向操作者意圖的方向傾倒，并使彎曲部向對應方向彎曲，從而實現單手 360°彎角操縱。
[0003] 但為了更好的用戶使用體驗，除了實現單手360°彎角操縱，彎角操縱還要輕松，才 能有好的用戶體驗。分析該專利，可以看到：其中，搖桿傾倒角度與牽引線拉動距離的關系 為，其中，如圖1所示，設r為牽引線固定點與搖桿旋轉中心的距離，D為牽引線滑輪的直徑;X 為搖桿操縱端與搖桿旋轉中心的距離，Y為搖桿旋轉中心與牽引線滑輪中心軸的距離α為r 軸與Y軸的初始夾角，β為搖桿向上彎角時的傾倒角度，LuO為搖桿在初始位置時，向上彎角 牽引線從固定點到滑輪的距離，Lul為搖桿傾倒角度β時，向上彎角牽引線從固定點到滑輪 的距離，LdO:搖桿在初始位置時，向下彎角牽引線從固定點到滑輪的距離，Ldl為搖桿傾倒 角度β時，向下彎角牽引線從固定點到滑輪的距離，則能夠得出：
量。只有β屬于變量。因此，搖桿傾倒角度β后：向上彎角牽引線的拉動距離Δ U = f (P)=Lul-LuO，向下彎角牽引線的拉動距離Ad = f (P)=LdO-Ldl。顯然：Au辛Ad，而且Au-Ad的差 值隨著β的增大而增大，如圖2所示。
[0005] 因此，搖桿傾倒角度β后，向上彎角牽引線的拉動距離比向下彎角牽引線的拉動距 離要大，其差值隨著β的增大而增大。
[0006] 對彎曲部彎角動作時牽引線的拉動距離分析，其中，如圖3所示，d:彎曲部直徑，Θ: 彎曲部彎曲角度，Au:牽引線向后端拉動距離，Ad:牽引線向前端拉動距離，則：Au= Ad = d0/2。如果牽引線向后端拉動距離為(1Θ/2,使彎曲部產生彎角Θ時，牽引線向前端拉動距 離不能達到(1Θ/2,就會產生完全依靠牽引線本身的拉伸來實現彎角Θ，從而導致加重彎角操 縱力。
[0007] 因此，如前所述，兩根牽引線拉動距離不一致，且差值隨著β的增大而增大，容易產 生加重彎角操縱力等問題。再分析操縱彎角所需牽引線的拉力與施加給搖桿的傾倒力的關 系，具體為，設f為操縱彎角所需牽引線的拉力，F為搖桿傾倒角度β時所需施加給搖桿的傾 倒力F=fr/ tsin (v=L轉-tan-審X)，考慮到^、〇4、？、《，在確定的結構設計 后，都屬于常量。那么，只考慮F/f與邱勺關系，則F/f = f(i3)>l，如圖5所示。
[0008] 如果把r、X確定一定的設計值后計算進去，貝ljF/f = f (β，Γ，Χ)如圖6所示，因此，從 施加給搖桿的傾倒力到實現彎角的彎角牽引線拉力，存在力的分解，導致力的原理性消耗， 從而加重彎角操縱力。如果為了減小施加給搖桿的傾倒力，使彎角操縱輕松，可以采取增加 搖桿旋轉中心到搖桿操縱端的長度的辦法，但要么會導致減小搖桿傾倒角度，從而減小彎 曲角度，增加內窺鏡的觀察盲區；要么操作者就要抬高拇指去操縱搖桿，不符合人機工程 學，使拇指在彎角操縱時比較費力，容易疲勞。
【發明內容】
[0009] 針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種內窺鏡彎角操縱搖桿及內窺鏡 搖桿與牽引線的接觸面設為與搖桿旋轉中心同心的球面，從而△ U= △ d = rf，從而避免搖 桿傾倒操作時向上彎角牽引線與向下彎角牽引線的拉動距離差，消除原理上的彎角操縱力 加重;牽引線始終與搖桿球面保持相切關系，然后進入滑輪，這樣，F/f = f(i3) = l，從而避免 力的分解，消除力的原理性消耗。
[0010] 根據本發明提供的內窺鏡彎角操縱搖桿，包括基座、搖桿以及支撐體；
[0011]其中，所述支撐體的下端設置在所述基座上；
[0012] 所述搖桿的下端內槽設置在所述支撐體上，能夠在所述支撐體上滑動，上端設置 有操控手柄；
[0013] 所述搖桿的下端設置有弧面部。
[0014] 優選地，還包括多根牽引線和鼓輪軸；
[0015] 其中，弧面部的上端設置有多個牽引線固定孔；所述基座上設置有多個過渡模 塊；；一所述牽引線一端設置在一所述牽引線固定孔內，另一端的依次通過弧面部的表面、 一過渡模塊連接鼓輪軸;所述搖桿通過一所述牽引線驅動所述鼓輪軸轉動。
[0016] 優選地，所述內槽呈球形；
[0017] 所述支撐體的上端設置有與所述內槽相匹配的球形支撐件;所述球形支撐件設置 在所述內槽內。
[0018] 優選地，另一所述牽引線一端設置在另一所述牽引線固定孔內；另一所述牽引線 另一端的依次通過弧面部的表面、另一過渡模塊連接鼓輪軸；
[0019] -所述牽引線固定孔與另一所述牽引線固定孔在所述弧面部的圓形截面的一直 徑的兩端；
[0020] 所述搖桿通過一所述牽引線驅動所述鼓輪軸順時針轉動，通過另一所述牽引線驅 動所述鼓輪軸逆時針轉動。
[0021] 優選地，所述弧面部沿所述搖桿的周向延伸圍成圈狀。
[0022] 優選地，所述過渡模塊包括第一過渡輪和第二過渡輪；
[0023] 其中，一所述牽引線的另一端依次通過弧面部的表面、所述第一過渡輪、第二過渡 輪連接鼓輪軸；
[0024] 所述第一過渡輪設置在所述弧面部的下側;所述第二過渡輪設置在第一過渡輪和 鼓輪軸之間；
[0025] -所述牽引線在第一過渡輪與牽引線固定孔之間的第一牽引線段垂直于一所述 牽引線在第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段；
[0026] -所述牽引線在第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段垂直于一所述牽 引線在第二過渡輪與鼓輪軸之間的第三牽引線段。
[0027] 本發明提供的內窺鏡，包括多個所述的內窺鏡彎角操縱搖桿。
[0028] 優選地，還包括模塊化插入部和內窺鏡主機；
[0029] 所述內窺鏡主機設置有與所述模塊化插入部的后端相匹配的插入倉;任一所述模 塊化插入部的后端與所述插入倉形成可拆卸的插配式結構；
[0030] 模塊化插入部還包括插入部、連接主體、彎曲部牽引線以及鼓輪；
[0031] 其中，所述連接主體的前端連接所述插入部的后端，所述連接主體的后端設置有 所述鼓輪；
[0032] 所述插入部內側設置有沿軸向延伸的彎曲部牽引線;所述彎曲部牽引線的后端連 接所述鼓輪的第一繩槽；
[0033]所述鼓輪設置有第一同軸定位件，所述鼓輪軸的一端設置有與所述第一同軸定位 件相匹配的第二同軸定位件，另一端設置有第二繩槽;所述內窺鏡彎角操縱搖桿的牽引線 的另一端連接所述第二繩槽；
[0034]所述搖桿用于依次通過內窺鏡彎角操縱搖桿的牽引線、鼓輪軸驅動所述鼓輪轉 動。
[0035] 優選地，還包括彎曲部；
[0036] 其中，所述彎曲部與所述插入部的前端可拆卸連接;所彎曲部牽引線設置在所述 彎曲部的內側;所述彎曲部牽引線的前端連接所述彎曲部的前端；
[0037] 當所述鼓輪順時針轉動時，所述彎曲部朝一方向彎曲；當所述鼓輪逆時針轉動時， 所述彎曲部朝另一方向彎曲。
[0038] 優選地，所述內窺鏡主機的下殼體上設置有定位旋鈕；
[0039] 所述定位旋鈕的內側設置有限位槽以及與所述限位槽線連通的限位件通道；
[0040] 所述模塊化插入部的連接主體后端插入所述插入倉時，所述模塊化插入部的限位 件通過所述限位件通道進入所述限位槽中；
[0041 ]當旋轉所述定位旋鈕旋轉后，將所述限位件限制在所述限位槽內。
[0042] 優選地，當所述第一同軸定位件與第二同軸定位件插配連接后;所述第一同軸定 位件與所述第二同軸定位件同軸。
[0043] 與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
[0044] 1、本發明中搖桿與牽引線的接觸面設為與搖桿旋轉中心同心的球面，這樣，Au = Ad = rf，從而避免搖桿傾倒操作時向上彎角牽引線與向下彎角牽引線的拉動距離差，消除 原理上的彎角操縱力加重；
[0045] 2、本發明中牽引線始終與搖桿球面保持相切關系，然后進入過渡輪，這樣，F/f = f (β) = 1，從而避免力的分解，消除力的原理性消耗；
[0046] 3、本發明中牽引線在第一過渡輪與牽引線固定孔之間的第一牽引線段垂直與第 一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段;第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線 段垂直于第二過渡輪與鼓輪軸之間的第三牽引線段，進一步減小了牽引操作時的用力。
【附圖說明】
[0047]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、 目的和優點將會變得更明顯：
[0048]圖1為現有技術中搖桿傾倒角度與牽引線拉動距離的關系示意圖；
[0049] 圖2為現有技術中Au-Ad的差值與搖桿傾倒角度邱勺關系示意圖；
[0050] 圖3(a)、(b)為現有技術中彎曲部彎角動作時牽引線的拉動示意圖；
[0051 ]圖4為現有技術中搖桿傾倒角度與施加給搖桿的傾倒力的關系示意圖；
[0052]圖5為現有技術中F/f = f (β)的關系不意圖；
[0053] 圖6為現有技術中F/f = f (β，Γ，Χ)的關系不意圖；
[0054] 圖7為本發明中內窺鏡彎角操縱搖桿的結構示意圖；
[0055] 圖8為本發明中搖桿與支撐體的配合關系示意圖；
[0056] 圖9為本發明中鼓輪和鼓輪軸的配合關系示意圖；
[0057]圖10為本發明模塊化插入部的結構示意圖。
[0058] 圖中：
[0059] 1為搖桿；
[0060] 2為基座；
[00611 3為過渡模塊；
[0062] 4為牽引線；
[0063] 5為鼓輪軸；
[0064] 6為支撐體；
[0065] 7為弧面部；
[0066] 8為鼓輪；
[0067] 9為插入部；
[0068] 10為連接主體；
[0069] 11為鼓輪；
[0070] 12為第一同軸定位件；
[0071] 13為第一插拔式接頭。
【具體實施方式】
[0072]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明 的保護范圍。
[0073] 在本實施例中，本發明提供的內窺鏡彎角操縱搖桿，包括基座、過渡模塊、搖桿以 及支撐體；
[0074] 其中，所述支撐體的下端設置在所述基座上;所述基座上設置有多個過渡模塊；
[0075] 所述搖桿的下端內槽設置在所述支撐體上，能夠在所述支撐體上滑動，上端設置 有操控手柄；
[0076]所述搖桿的下端設置有弧面部。
[0077]本發明提供的內窺鏡彎角操縱搖桿，還包括多根牽引線和鼓輪軸；
[0078] 其中，弧面部的上端設置有多個牽引線固定孔;一所述牽引線一端設置在一所述 牽引線固定孔內；
[0079] -所述牽引線另一端的依次通過弧面部的表面、一過渡模塊連接鼓輪軸;所述搖 桿通過一所述牽引線驅動所述鼓輪軸轉動。
[0080] 所述內槽呈球形；
[0081] 所述支撐體的上端設置有與所述內槽相匹配的球形支撐件;所述球形支撐件設置 在所述內槽內。
[0082]另一所述牽引線一端設置在另一所述牽引線固定孔內；另一所述牽引線另一端的 依次通過一過渡模塊連接鼓輪軸；
[0083] -所述牽引線固定孔與另一所述牽引線固定孔在所述弧面部的圓形截面的一直 徑的兩端；
[0084] 所述搖桿通過一所述牽引線驅動所述鼓輪軸順時針轉動，通過另一所述牽引線驅 動所述鼓輪軸逆時針轉動。
[0085] 所述弧面部沿所述搖桿的周向延伸圍成圈狀。
[0086] 所述過渡模塊包括第一過渡輪和第二過渡輪；
[0087] 其中，所述牽引線的另一端依次通過所述第一過渡輪、第二過渡輪連接鼓輪軸；
[0088] 所述第一過渡輪設置在所述弧面部的下側;所述第二過渡輪設置在第一過渡輪和 鼓輪軸之間；
[0089] -所述牽引線在第一過渡輪與牽引線固定孔之間的第一牽引線段垂直于一所述 牽引線在第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段；
[0090] -所述牽引線在第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段垂直于一所述牽 引線在第二過渡輪與鼓輪軸之間的第三牽引線段。
[0091 ]本發明提供的內窺鏡，其特征在于，包括所述的內窺鏡彎角操縱搖桿。
[0092] 本發明提供的內窺鏡，還包括模塊化插入部和內窺鏡主機；
[0093] 所述內窺鏡主機設置有與所述模塊化插入部的后端相匹配的插入倉;任一所述模 塊化插入部的后端與所述插入倉形成可拆卸的插配式結構；
[0094] 模塊化插入部還包括插入部、連接主體、彎曲部牽引線以及鼓輪；
[0095] 其中，所述連接主體的前端連接所述插入部的后端，所述連接主體的后端設置有 所述鼓輪；
[0096] 所述插入部內側設置有沿軸向延伸的彎曲部牽引線;所述彎曲部牽引線的后端連 接所述鼓輪的第一繩槽內；
[0097]所述鼓輪設置有第一同軸定位件，所述鼓輪軸的一端設置有與所述第一同軸定位 件相匹配的第二同軸定位件，另一端設置有第二繩槽;所述內窺鏡彎角操縱搖桿的牽引線 的另一端連接所述第二繩槽；
[0098] 所述搖桿用于依次通過內窺鏡彎角操縱搖桿的牽引線、鼓輪軸驅動所述鼓輪轉 動。
[0099] 本發明提供的內窺鏡，還包括彎曲部；
[0100] 其中，所述彎曲部與所述插入部的前端可拆卸連接;所彎曲部牽引線設置在所述 彎曲部的內側;所述彎曲部牽引線的前端連接所述彎曲部的前端；
[0101 ]當所述鼓輪順時針轉動時，所述彎曲部朝一方向彎曲；當所述鼓輪逆時針轉動時， 所述彎曲部朝另一方向彎曲。
[0102] 當所述第一同軸定位件與第二同軸定位件插配連接后;所述第一同軸定位件與所 述第二同軸定位件同軸。
[0103] 在本實施例中，本發明中搖桿與牽引線的接觸面設為與搖桿旋轉中心同心的球 面，這樣，Au=Ad = rf，從而避免搖桿傾倒操作時向上彎角牽引線與向下彎角牽引線的拉 動距離差，消除原理上的彎角操縱力加重;本發明中牽引線始終與搖桿球面保持相切關系， 然后進入過渡輪，這樣，F/f = f(i3) = l，從而避免力的分解，消除力的原理性消耗;本發明中 牽引線在第一過渡輪與牽引線固定孔之間的第一牽引線段垂直與第一過渡輪與第二過渡 輪之間的第二牽引線段;第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段垂直于第二過渡輪 與鼓輪軸之間的第三牽引線段，進一步減小了牽引操作時的用力。
[0104] 以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述 特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影 響本發明的實質內容。
【主權項】
1. 一種內窺鏡彎角操縱搖桿，其特征在于，包括基座、搖桿以及支撐體； 其中，所述支撐體的下端設置在所述基座上； 所述搖桿的下端內槽設置在所述支撐體上，能夠在所述支撐體上滑動，上端設置有操 控手柄； 所述搖桿的下端設置有弧面部。2. 根據權利要求1所述的內窺鏡彎角操縱搖桿，其特征在于，還包括多根牽引線和鼓輪 軸； 其中，弧面部的上端設置有多個牽引線固定孔;所述基座上設置有多個過渡模塊； 一所述牽引線一端設置在一所述牽引線固定孔內，另一端的依次通過弧面部的表面、 一過渡模塊連接鼓輪軸； 所述搖桿通過一所述牽引線驅動所述鼓輪軸轉動。3. 根據權利要求1所述的內窺鏡彎角操縱搖桿，其特征在于，所述內槽呈球形； 所述支撐體的上端設置有與所述內槽相匹配的球形支撐件;所述球形支撐件設置在所 述內槽內。4. 根據權利要求2所述的內窺鏡彎角操縱搖桿，其特征在于，另一所述牽引線一端設置 在另一所述牽引線固定孔內；另一所述牽引線另一端的依次通過弧面部的表面、另一過渡 模塊連接鼓輪軸； 一所述牽引線固定孔與另一所述牽引線固定孔在所述弧面部的圓形截面的一直徑的 兩端； 所述搖桿通過一所述牽引線驅動所述鼓輪軸順時針轉動，通過另一所述牽引線驅動所 述鼓輪軸逆時針轉動。5. 根據權利要求1所述的內窺鏡彎角操縱搖桿，其特征在于，所述弧面部沿所述搖桿的 周向延伸圍成圈狀。6. 根據權利要求2所述的內窺鏡彎角操縱搖桿，其特征在于，所述過渡模塊包括第一過 渡輪和第二過渡輪； 其中，一所述牽引線的另一端依次通過弧面部的表面、所述第一過渡輪、第二過渡輪連 接鼓輪軸； 所述第一過渡輪設置在所述弧面部的下側;所述第二過渡輪設置在第一過渡輪和鼓輪 軸之間； 一所述牽引線在第一過渡輪與牽引線固定孔之間的第一牽引線段垂直于一所述牽引 線在第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段； 一所述牽引線在第一過渡輪與第二過渡輪之間的第二牽引線段垂直于一所述牽引線 在第二過渡輪與鼓輪軸之間的第三牽引線段。7. -種內窺鏡，其特征在于，包括多個權利要求1至6任一項所述的內窺鏡彎角操縱搖 桿。8. 根據權利要求7所述的內窺鏡，其特征在于，還包括模塊化插入部和內窺鏡主機； 所述內窺鏡主機設置有與所述模塊化插入部的后端相匹配的插入倉;任一所述模塊化 插入部的后端與所述插入倉形成可拆卸的插配式結構； 模塊化插入部還包括插入部、連接主體、彎曲部牽引線以及鼓輪； 其中，所述連接主體的前端連接所述插入部的后端，所述連接主體的后端設置有所述 鼓輪； 所述插入部內側設置有沿軸向延伸的彎曲部牽引線;所述彎曲部牽引線的后端連接所 述鼓輪的第一繩槽； 所述鼓輪設置有第一同軸定位件，所述鼓輪軸的一端設置有與所述第一同軸定位件相 匹配的第二同軸定位件，另一端設置有第二繩槽;所述內窺鏡彎角操縱搖桿的牽引線的另 一端連接所述第二繩槽； 所述搖桿用于依次通過內窺鏡彎角操縱搖桿的牽引線、鼓輪軸驅動所述鼓輪轉動。9. 根據權利要求8所述的內窺鏡，其特征在于，所述內窺鏡主機的下殼體上設置有定位 旋鈕； 所述定位旋鈕的內側設置有限位槽以及與所述限位槽線連通的限位件通道； 所述模塊化插入部的連接主體后端插入所述插入倉時，所述模塊化插入部的限位件通 過所述限位件通道進入所述限位槽中； 當旋轉所述定位旋鈕旋轉后，將所述限位件限制在所述限位槽內。10. 根據權利要求8所述的內窺鏡，其特征在于，當所述第一同軸定位件與第二同軸定 位件插配連接后;所述第一同軸定位件與所述第二同軸定位件同軸。
【文檔編號】A61B1/005GK105942958SQ201610372850
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】孔維彪, 余寶國, 陳祝言, 陸文浩, 孔瑞煜, 張民言
【申請人】上海熠達光電科技有限公司