一种内窥镜用调弯装置及内窥镜的制作方法

1.本发明涉及内窥镜技术领域，具体为一种内窥镜用调弯装置及内窥镜。


背景技术：

2.在现代医学的诊疗过程中人们越来越需要更小直径和弯曲半径的内窥镜，因此置于内窥镜最前端的蛇骨组件就成为能否满足要求的技术难点。
3.当前的铆钉蛇骨往往加工步骤多，工序繁琐，且因为骨节之间的链接是铆钉铆接，势必会缩减蛇骨内部空间。而手术中往往需要更细的插入外径和更大的器械通道外径，所以铆钉逐渐被市场需求淘汰。一体的蛇骨结构避免了铆钉蛇骨结构的弊端，但是一体蛇骨因为骨节的链接方式是类似榫卯的结构，相比于铆钉蛇骨大大降低了链接强度。因此需要设计出一款具有铆钉蛇骨的链接强度和一体蛇骨同等外径基础上得到更大蛇骨内径的内窥镜。
4.在申请号为201510191464.x的实用新型专利申请中，公开了一种一次性弯曲蛇骨，包括弯曲管本体，位于弯曲管本体上的可弯曲槽，钢丝绳过孔，通过可弯曲槽和穿过钢丝绳过孔的钢丝控制实现弯曲功能。而在申请号为201720622505.0的专利申请中，公开了一种内窥镜蛇骨，包括弯曲管本体、位于弯曲管本体上的弯曲槽，沿着内窥镜蛇骨的前端到后端的方向，弯曲槽的间距依次增加，或者分批依次增加，弯曲槽的横截面为三角形状。这两件专利的蛇骨都存在整体弯曲形态不佳，弯曲灵活性较差，弯曲强度不高，使用寿命短的问题。现有的铆钉蛇骨或无铆钉蛇骨无法同时满足弯曲半径和强度方面的要求，同样的外径更大的钳道内径及可靠的强度是用户迫切需要的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种内窥镜用调弯装置，以解决上述背景技术中提出的相关问题。
6.技术方案如下：一种内窥镜用调弯装置，其特征在于：包括蛇骨，所述蛇骨上依次开有多组弧形的弯曲槽，相邻两组所述弯曲槽将所述蛇骨分为蛇骨骨节，所述蛇骨的前端设有固接点，所述蛇骨骨节上设置有穿绳孔；牵引绳固接于所述固接点处，然后穿过若干个位于固接点同侧的所述穿绳孔延伸至所述蛇骨的后端。
7.优选的，所述蛇骨采用抗弯曲疲劳强度良好的不锈钢或钛合金金属材料；所述牵引绳采用钢丝绳。
8.优选的，每组所述弯曲槽的投影为长方形，所述弯曲槽的端部开有双圆孔，所述双圆孔为两个相交的圆孔组成。
9.优选的，两个相交的圆孔的圆心连线平行于所述蛇骨中心轴线，所述圆心连线的中点位于所述弯曲槽的宽度中心线上，所述圆心连线和所述弯曲槽的宽度中心线相交，构成理论旋转中心。
10.优选的，圆心连线的距离为弯曲槽4宽度的1～4倍。
11.优选的，多个所述蛇骨骨节之间的弯曲角度f＝n
×
s
°
，其中n为所述弯曲槽个数，s
°
为单个所述弯曲槽弯曲角度；其中a表示所述弯曲槽的宽度，c表示所述蛇骨骨节端部所述双圆孔的圆心与所述蛇骨中心轴线的投影距离，d表示所述蛇骨的外圆直径，e表示所述理论旋转中心与所述蛇骨外壁的投影距离。
12.优选的，所述蛇骨的最小弯曲半径其中b表示所述蛇骨骨节的骨节长度。
13.优选的，每组所述弯曲槽为上、下对称垂直设置。
14.优选的，所述蛇骨外径d的范围在1.8
‑
10mm以内，壁厚在0.08
‑
0.5mm以内，总长度在180mm以内，所述弯曲槽宽度a范围在0.05
‑
0.5mm以内。
15.优选的，所述蛇骨外径d为2.7mm，壁厚0.15mm，总长度80mm，所述弯曲槽宽度a为0.1mm，e设计值为0.8mm。
16.本专利还提供一种内窥镜，包含上述的调弯装置。
17.与现有技术相比，本专利提供了一种内窥镜用调弯装置，具备以下有益效果：
18.1、本发明由一根整体的金属管加工而成，成本低，加工简单，加工效率也较高，有利于推广使用。
19.2、无论是弯曲平面的强度还是弯曲平面垂直面的强度都远远高于不使用铆钉链接的内窥镜蛇骨组件。
20.3、本发明是在同长度内蛇骨弯曲半径可做到铆钉链接水平的内窥镜蛇骨，且能够在外径1.2mm
‑
20mm内，满足最大的内径需求，提高该内窥镜用调弯装置在使用过程中的使用效果，增加了调弯装置的使用寿命。
附图说明
21.图1为本发明的立体示意图；
22.图2为本发明的俯视图；
23.图3为本发明的主视图；
24.图4为本发明的部分俯视示意图；
25.图5为本发明弯曲后的示意图；
26.图6为弯曲槽侧视放大图；
27.图7为弯曲半径r计算示意图。
28.图中：1、蛇骨；2、牵引绳；3、双圆孔；4、弯曲槽；5、穿绳孔；6、定位点；7、固接点；8、蛇骨骨节。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，为使本案实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本案实施例的附图，对本案实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明创造的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本案的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本专利保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语为本发明创造所属领域内具有一般技术人员所理解的通常意义。
30.参考附图1
‑
3，本专利所发明的一种内窥镜用调弯装置，包括蛇骨1，蛇骨1上依次开有多组弧形的弯曲槽4，所谓弧形是指弯曲槽4在横截面上的投影为圆弧形。相邻两组弯曲槽4将蛇骨分为多个蛇骨骨节8；蛇骨1前端设有固接点7，蛇骨骨节8上设置有穿绳孔5；牵引绳2通过焊接、压紧等方式固接于固接点7处，然后穿过若干个位于固接点7同侧的穿绳孔5延伸至蛇骨1后端。
31.参考附图2和附图4，弯曲槽4横截面为长方形，即每组弯曲槽4的投影为长方形，但弯曲槽4的端部开有双圆孔3，该双圆孔3为两个相交的圆孔组成，两个圆孔的圆心连线平行于蛇骨1中心轴线，圆心连线的中点位于弯曲槽4宽度中心线上，圆心连线和弯曲槽4宽度中心线相交，构成理论旋转中心。弯曲槽4两端的双圆孔3设计，可以防止金属材料变形时局部产生过大应力，避免由于应力集中造成蛇骨折断，有效提高使用寿命，使得弯曲角度可以按需精确设计；组成双圆孔3的两个圆孔的圆心之间的距离优选为弯曲槽4宽度的1～4倍，可以较好的兼顾强度和寿命。
32.其中蛇骨1采用抗弯曲疲劳强度良好的不锈钢或钛合金金属材料；而牵引绳2通常采用钢丝绳。
33.蛇骨1前端一般还设置定位点6，该定位点6用于在将本调弯装置安装于内窥镜上时定位，可以是u型槽等多种形态。
34.穿绳孔5有多种形成方法。在一种实施例中，是在蛇骨骨节8上先通过激光切割的方式并列形成两条缝隙，然后通过冲压的方式使两条缝隙之间的部位向内凹陷，从而形成用于牵引绳穿过的孔；另外一种实施例中，穿绳孔5采用焊接于蛇骨骨节8内壁上的圆环的结构。每组穿绳孔5对称设置于蛇骨骨节8上，分别与固接点7处于一条直线上，以便于牵引绳2控制。
35.如图4和图6所示，a表示相邻蛇骨骨节8的骨节节距，也就是弯曲槽4的宽度，b表示蛇骨骨节8的骨节长度，c表示蛇骨骨节8端部的双圆孔3的圆心与蛇骨中心的投影距离，d表示蛇骨1的外圆直径，e表示理论旋转中心与蛇骨1外壁的投影距离，g表示理论旋转中心，多组蛇骨骨节8之间的弯曲角度f＝n
×
s
°
，其中n为弯曲槽4个数，s
°
为单个弯曲槽4弯曲角度，即弯曲槽4数量n逐渐增加时，蛇骨1的弯曲角度也逐渐变大。
36.如附图5所示，蛇骨1的最小弯曲半径即在蛇骨骨节8的长度b不变时，s
°
单个弯曲槽4弯曲角度逐渐变大，而蛇骨1的最小弯曲半径r则会逐渐变小，而整个蛇骨1弯曲时，每个蛇骨骨节8旋转的中心皆在相邻双圆孔3中g的位置处。附图7说明了r、b、s
°
的相互关系，其中b的比例进行了放大，以便于说明。
37.当蛇骨骨节8的长度b逐渐变小，即当蛇骨需要弯曲时从前端往后端弯曲半径逐渐变小。而根据三角函数，其中双圆孔3的圆心与蛇骨1中心的投影距离c逐渐变大时，蛇骨1从前端往后端弯曲半径r逐渐变小，抗疲劳强度逐渐增大；当弯曲槽4的宽度a逐渐变大，蛇骨1从前端往后端弯曲半径逐渐变小，而a逐渐变小时，蛇骨抗弯曲疲劳强度逐渐越好，使用寿命逐渐越大。
38.蛇骨1外径d的范围在直径1.8
‑
10mm以内，蛇骨1壁厚在0.08
‑
0.5mm以内，蛇骨总长度在180mm以内，弯曲槽4宽度a数值范围在0.05
‑
0.5mm以内时，可以较好的兼顾弯曲半径、抗疲劳强度和使用寿命。例如蛇骨1外径d为2.7mm，蛇骨1壁厚在0.15mm，蛇骨总长度80mm，弯曲槽4宽度a为0.1mm、e设计值为0.8mm时，蛇骨骨节8长度b为1.3mm，由公式得s
°
约为7.15
°
，弯曲半径r约为10.42mm，且可正常弯曲数百次；而在蛇骨1壁厚变为0.1mm时，使用寿命显著减弱；在a减少为0.1mm时，弯曲半径变大，使用寿命基本没有变化，而a增大为0.2mm时，弯曲半径变小，但使用寿命降低到弯曲5～10次就报废的状况。
39.本专利附图1～附图6中，每组弯曲槽4为上、下对称垂直设置，即每组弯曲槽4的上、下两个弯曲槽4对称的位于蛇骨1的同一个横截面上，且所在截面垂直于蛇骨1中心轴线，此时c大于0，即而在其他一些实施例中，上、下弯曲槽4所在截面分别垂直于蛇骨1中心轴线，彼此平行但不在一个横截面上，即弯曲槽4上、下交错垂直设置，此时可使c小于0，即还有一些实施例中，弯曲槽4所在截面与蛇骨1中心轴线不垂直。
40.当加工该装置时，可以先通过固定装置将金属管固定，接着使用激光切割设备按照弯曲槽4和两端的双圆孔3的路径直接切割成型，之后根据上文不同实施例中的方法加工穿绳孔5，安装牵引绳2，从而将金属管加工成可调整弯曲程度的蛇骨状结构。当该内窥镜用调弯装置在实际使用时，通过两根牵引绳2控制整个蛇骨1的头端向装置的一侧弯曲，在骨节节距逐渐变大而蛇骨1需要弯曲时，从前端往后端弯曲半径逐渐变小，当骨节节距逐渐变小，蛇骨骨节的抗弯曲疲劳强度逐渐越好，从而使得其使用寿命逐渐越大；当蛇骨骨节8长度逐渐变小，即蛇骨需要弯曲时从前端往后端弯曲半径逐渐变小。
41.本专利还提供一种内窥镜，包含上述的调弯装置。
42.为了方便描述，本专利中用图2的定位来描述，本案中所述的前端就是指附图2的左侧，也即调弯装置使用时靠近患者的一侧；后端指附图2的右侧，也就是使用时靠近使用者的一侧。
[0043]“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示实施例附图中的相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。