一种弯曲锁紧装置及内窥镜的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种弯曲锁紧装置及内窥镜。


背景技术：

2.内窥镜等医疗器械中，一般需要设置弯曲锁紧装置来对弯曲部的弯曲角度进行固定。以内窥镜为例，内窥镜是通过插入人体腔内而达到诊断与治疗目的的一种医疗仪器。通常包括操作部、插入部和导光部。导光部通过导光软管与操作部连接。插入部包括插入管、弯曲部和头端部。当需要针对腔内某一部位进行详细检查或病灶处理时，需要稳定头端部所在位置，以采集清晰的内窥镜图像或施行取活检等操作。此时，需使弯曲部保持某一弯曲状态。现有内窥镜中通常在操作部的弯曲控制端设置锁定装置来实现弯曲角度的保持。如通过设置压紧件控制带卡齿的锁定件与转向件外圈的齿轮部啮合，实现锁定功能。
3.然而，通过齿轮啮合锁定，一旦锁定装置出现故障无法复位，转向件将无法转动，弯曲部在人体腔道内将一直处于弯曲状态无法顺利取出，从而造成医疗事故。
4.综上所述，如何有效地解决弯曲锁紧装置故障时导致锁紧的弯曲部无法复位造成事故等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种弯曲锁紧装置及内窥镜，该弯曲锁紧装置及内窥镜的结构设计可以有效地解决弯曲锁紧装置故障时导致锁紧的弯曲部无法复位造成事故的问题。
6.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种弯曲锁紧装置，包括壳体、转动安装于所述壳体内的凸轮轴和滑动安装于所述壳体内的锁紧块，所述锁紧块沿所述滑动方向的两端分别具有第一抵接面和第二抵接面，所述凸轮轴转动以推动所述锁紧块滑动并使所述第一抵接面与所述凸轮轴的凸轮面相抵，所述第二抵接面与驱动弯曲的旋转部件的外周面相抵。
8.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述凸轮面包括释放段和锁紧段，所述释放段的外径小于所述锁紧段的外径。
9.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述释放段和所述锁紧段均为圆弧面，所述释放段与所述锁紧段之间通过呈弧面且外径逐渐增大的过渡段连接。
10.优选的，上述弯曲锁紧装置中，释放状态下所述释放段与所述第一抵接面接触，所述第二抵接面与所述旋转部件的外周面相接触，且所述锁紧块与所述旋转部件及所述凸轮轴之间的挤压作用力小于预设挤压力。
11.优选的，上述弯曲锁紧装置中，锁紧状态下，所述锁紧段与所述第一抵接面接触，所述第二抵接面与所述旋转部件的外周面相接触，且所述锁紧块与所述旋转部件及所述凸轮轴之间的挤压作用力大于预设挤压力。
12.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述凸轮面包括呈圆弧面的支撑段，所述壳体上具有支撑筋，所述凸轮轴转动范围内所述支撑筋的端部与所述支撑段相抵。
13.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述凸轮面还包括位于所述支撑段两侧沿径向延伸的第一限位面和第二限位面，所述支撑筋用于分别与所述第一限位面和所述第二限位面相抵以限制所述凸轮轴的转动范围。
14.优选的，上述弯曲锁紧装置中，第二抵接面为与所述旋转部件的外周面半径一致的圆弧面。
15.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述壳体内设置有滑动导向槽，所述滑动导向槽的槽口与所述旋转部件的外周面相对，且所述滑动导向槽的延伸方向沿所述旋转部件的径向，所述锁紧块滑动安装于所述滑动导向槽内。
16.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述锁紧块垂直于滑动方向的两侧分别具有第一导向面和第二导向面，所述第一导向面和所述第二导向面分别与所述滑动导向槽的两侧壁贴合。
17.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述凸轮轴安装于所述滑动导向槽的槽底处。
18.优选的，上述弯曲锁紧装置中，还包括一端与所述凸轮轴固定连接的锁紧拨杆，所述锁紧拨杆的另一端伸出至所述壳体外。
19.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述锁紧块至少与所述旋转部件的外周面相抵的一端为弹性件，和/或所述旋转部件的外周面具有一圈弹性体。
20.优选的，上述弯曲锁紧装置中，所述旋转部件为内窥镜的弯曲拨杆的拨杆主轴或所述内窥镜的卷绕轮。
21.本实用新型提供的弯曲锁紧装置包括壳体、凸轮轴和锁紧块。其中，凸轮轴转动安装于壳体内，锁紧块滑动安装于壳体内。锁紧块的两端分别具有第一抵接面和第二抵接面，凸轮轴转动以推动锁紧块滑动并使第一抵接面与凸轮轴的凸轮面相抵，第二抵接面与驱动弯曲的旋转部件的外周面相抵。
22.应用本实用新型提供的弯曲锁紧装置时，当弯曲部运动到合适角度后，通过转动凸轮轴，凸轮轴推动锁紧块向驱动弯曲部弯曲的旋转部件的外周面滑动，进而当锁紧块的第一抵接面与凸轮轴的凸轮面相抵，第二抵接面与旋转部件的外周面相抵时，第二抵接面与旋转部件的外周面之间产生的摩擦力将旋转部件锁紧，从而将弯曲部保持在相应弯曲角度。且由于弯曲锁紧装置对弯曲控制机构采用的是摩擦阻尼进行运动干涉，进而操作该弯曲锁紧装置处于锁紧状态后，操作者用稍大的力度仍能够对弯曲部进行控制，实现对弯曲角度的微调。综上，采用该弯曲锁紧装置，由于依靠锁紧块与旋转部件外周面之间的摩擦力实现弯曲锁紧功能，整个锁紧装置与弯曲控制机构不存在连接关系，因此即使该弯曲锁紧装置出现故障，弯曲控制功能也不会受到影响，避免了无法复位造成事故。且该弯曲锁紧装置结构简单可靠、安装容易、成本低廉。
23.为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种内窥镜，该内窥镜包括上述任一种弯曲锁紧装置。由于上述的弯曲锁紧装置具有上述技术效果，具有该弯曲锁紧装置的内窥镜也应具有相应的技术效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型第一种弯曲锁紧装置的分解结构示意图；
26.图2为图1所示弯曲锁紧装置的径向剖视图；
27.图3为锁紧块的剖视图；
28.图4为凸轮轴的凸轮面径向剖视图；
29.图5为释放状态的弯曲锁紧装置径向剖视图；
30.图6为锁紧状态的弯曲锁紧装置径向剖视图；
31.图7为第二种弯曲锁紧装置的径向剖视图；
32.图8为第三种弯曲锁紧装置的径向剖视图；
33.图9为内窥镜的操作示意图。
34.附图中标记如下：
35.壳体1，凸轮轴2，锁紧块3，旋转部件4，旋转部件的外周面41，弹性体42，拨杆主轴5，卷绕轮6，弯曲拨杆7，锁紧拨杆8，第一外壳11，第二外壳12，支撑筋13，滑动导向槽14，安置孔15，释放段ab，过渡段bc，锁紧段cd，支撑段ef，第一限位面21，第二限位面22，第一抵接面31，第二抵接面32，第一导向面33，第二导向面34；头端部100，弯曲部200，挠性管300，钢管400，钢丝500。
具体实施方式
36.本实用新型实施例公开了一种弯曲锁紧装置及内窥镜，以避免弯曲锁紧装置出现故障时，弯曲控制功能受到影响。
37.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.请参阅图1-图2，图1为本实用新型第一种弯曲锁紧装置的分解结构示意图；图2为图1所示弯曲锁紧装置的径向剖视图。
39.在一个具体实施例中，本实用新型提供的弯曲锁紧装置包括壳体1、凸轮轴2和锁紧块3。
40.其中，壳体1用于安装凸轮轴2及锁紧块3。在该弯曲锁紧装置用于内窥镜时，壳体1具体可以为内窥镜操作部的外壳。为了便于外壳内各部件的安装，外壳包括可拆卸连接第一外壳11和第二外壳12。
41.凸轮轴2转动安装于壳体1内，凸轮轴2的凸轮面呈外径变化的弧面，从而凸轮转动会产生径向位移差，在旋转过程中驱动锁紧块3径向移动，将旋转运动转换为径向运动。
42.锁紧块3滑动安装于壳体1内，需要说明的是，锁紧块3滑动安装既包括锁紧块3整体相对壳体1滑动的情况，也包括锁紧块3发生形变而局部相对壳体1移动的情况。则凸轮轴
2推动锁紧块3滑动，既可以为凸轮轴2推动锁紧块3整体平移，也可以为凸轮轴2压缩锁紧块3。
43.锁紧块3的两端分别具有第一抵接面31和第二抵接面32，凸轮轴2转动以推动锁紧块3滑动并使第一抵接面31与凸轮轴2的凸轮面相抵，第二抵接面32与驱动弯曲的旋转部件4的外周面41相抵。凸轮轴2转动在径向上产生位移差，进而推动锁紧块3滑动。且当锁紧块3的第一抵接面31与凸轮轴2的凸轮面相抵，第二抵接面32与驱动弯曲的旋转部件4的外周面41相抵时，锁紧块3与旋转部件4的外周面41之间产生摩擦阻尼，通过摩擦阻尼将旋转部件4锁紧。且凸轮轴2对锁紧块3的作用力越大，锁紧块3施加至旋转部件4的作用力也越大，摩擦阻尼也随之越大。
44.具体的，释放状态下，凸轮面与第一锁紧块3的第一抵接面31接触，且锁紧块3与凸轮轴2、旋转部件4均无相互作用力，此时锁紧块3不起锁紧作用。凸轮轴2转动并推动锁紧块3整体移动，直至锁紧块3的第二抵接面32与旋转部件4的外周面41相抵，实现锁紧。或者，释放状态下，凸轮面与第一锁紧块3的第一抵接面31接触，第二抵接面32与旋转部件4的外周面41接触，且锁紧块3与凸轮轴2、旋转部件4均无相互作用力，此时锁紧块3不起锁紧作用。随着凸轮轴2转动，其推动锁紧块3变形，直至锁紧块3的第二抵接面32与旋转部件4的外周面41相抵，即第二抵接面32向旋转部件4施加作用力，进而实现锁紧。
45.应用本实用新型提供的弯曲锁紧装置时，当弯曲部200运动到合适角度后，通过转动凸轮轴2，凸轮轴2推动锁紧块3向驱动弯曲部200弯曲的旋转部件4的外周面41滑动，进而当锁紧块3的第一抵接面31与凸轮轴2的凸轮面相抵，第二抵接面32与旋转部件4的外周面41相抵时，第二抵接面32与旋转部件4的外周面41之间产生的摩擦力将旋转部件4锁紧，从而将弯曲部200保持在相应弯曲角度。且由于弯曲锁紧装置对弯曲控制机构采用的是摩擦阻尼进行运动干涉，进而操作该弯曲锁紧装置处于锁紧状态后，操作者用稍大的力度仍能够对弯曲部200进行控制，实现对弯曲角度的微调。综上，采用该弯曲锁紧装置，由于依靠锁紧块3与旋转部件4外周面之间的摩擦力实现弯曲锁紧功能，整个锁紧装置与弯曲控制机构不存在连接关系，因此即使该弯曲锁紧装置出现故障，弯曲控制功能也不会受到影响，避免了无法复位造成事故。且该弯曲锁紧装置结构简单可靠、安装容易、成本低廉。
46.具体的，请参阅图4，图4为凸轮轴2的凸轮面径向剖视图，凸轮面包括释放段ab和锁紧段cd，释放段ab的外径r1小于锁紧段cd的外径r2。则随凸轮轴2的转动，释放段ab朝向锁紧块3与锁紧段cd朝向锁紧块3切换时，其表面至锁紧块3的间距是变化的，进而可通过锁紧段cd与第一抵接面31接触并施加力的作用，使锁紧块3的第二抵接面32与旋转部件4的外周面相抵以锁紧，而当释放段ab转动至朝向锁紧块3时，则相对于锁紧段cd由于其外径减小，故能够释放施加至锁紧块3上的作用力，从而实现锁紧块3对旋转部件4的解锁。
47.具体的，释放状态下，释放段ab与第一抵接面31接触，第二抵接面32与旋转部件4的外周面41相接触，且锁紧块3与旋转部件4及凸轮轴2之间的挤压作用力小于预设挤压力。需要说明的是，此处的预设挤压力具体可以对应将旋转部件4压紧以锁止的作用力，即当锁紧块3与旋转部件4及凸轮轴2之间的挤压作用力小于该预设挤压力时，锁紧块3并不能将旋转部件4锁紧，使其处于释放状态。具体的，在释放状态下，锁紧块3的两端既可以分别与凸轮轴2和旋转部件4相贴合但无力的作用，即锁紧块3与旋转部件4及凸轮轴2之间的挤压作用力为零，也可以为锁紧块3与旋转部件4之间的作用力不足以将旋转部件4锁紧。通过上述
设置，在释放状态下也能够防止锁紧块3晃动，整体结构更为紧凑可靠。根据需要，也可以设置为释放状态下凸轮轴2与旋转部件4之间的间距大于锁紧块3在该方向上的厚度。
48.锁紧状态下，锁紧段cd与第一抵接面31接触，第二抵接面32与旋转部件4的外周面41相接触，且锁紧块3与旋转部件4及凸轮轴2之间挤压作用力大于预设挤压力。相应的，该预设挤压力对应将旋转部件4压紧以锁止的作用力。也就是通过锁紧段cd向锁紧块3施加作用力，进而锁紧块3向旋转部件4施加作用力，以将旋转部件4锁紧。
49.进一步地，释放段ab和锁紧段cd均为圆弧面，释放段ab与锁紧段cd之间通过呈弧面且外径逐渐增大的过渡段bc连接。释放段ab和锁紧段cd均采用圆弧面，则其在转动时，对应范围不会产生径向位移差，能够与锁紧块3更好的接触，且在锁紧状态下，锁紧段cd施加至旋转部件4的作用力更为均匀。凸轮轴2采用上述设置，则当弯曲锁紧装置处于释放状态时，请参阅图5，图5为释放状态的弯曲锁紧装置径向剖视图，凸轮面的释放段ab弧面正对锁紧块3的第一抵接面31，此时锁紧块3与凸轮轴2、旋转部件4均无相互作用力，此时锁紧块3不起锁紧作用。
50.当弯曲锁紧装置从释放状态向锁紧状态过渡时，凸轮面的过渡段bc弧面与锁紧块3的第一抵接面31抵接，推动锁紧块3径向滑动，而后锁紧块3第二抵接面32开始贴紧旋转部件4的外周面41，产生摩擦阻尼。随着向锁紧状态过渡，凸轮轴2对锁紧块3的作用力会逐渐变大，同时锁紧块3施加给旋转部件4的作用力也逐渐变大，摩擦阻尼也随之加大。
51.当弯曲锁紧装置处于锁紧状态时，请参阅图6，图6为锁紧状态的弯曲锁紧装置径向剖视图，凸轮面的锁紧段cd弧面与锁紧块3第一抵接面31抵接，锁紧块3施加给旋转部件4的作用力达到最大，摩擦阻尼也达到最大。此时弯曲部200可以在使用角度范围的任意角度保持。
52.在上述实施例中，凸轮面还包括呈圆弧面的支撑段ef，壳体1上具有支撑筋13，凸轮轴2转动范围内支撑筋13的端部与支撑段ef相抵。即凸轮轴2处于不同位置时，凸轮轴2上的支撑段ef弧面始终与支撑筋13抵接，用于抵抗锁紧块3对凸轮轴2反作用力可能造成的弯曲变形，提高整个锁紧结构的稳定性。具体的，支撑段ef连接于释放段ab远离过渡段bc的一端及锁紧段cd远离过渡段bc的一端之间，整体结构简单紧凑。
53.进一步地，凸轮面还包括位于支撑段ef两侧沿径向延伸的第一限位面21和第二限位面22，支撑筋13用于分别与第一限位面21和第二限位面22相抵以限制凸轮轴2的转动范围。当弯曲锁紧装置处于释放状态时，凸轮轴2的第二限位面22与支撑筋13抵接；当弯曲锁紧装置处于锁紧状态时，凸轮轴2的第一限位面21与支撑筋13抵接。通过支撑筋13与第一限位面21和第二限位面22的配合，对凸轮轴2的转动角度做出结构上的限位，提高整体结构的可靠性。具体的，支撑段ef连接于释放段ab和锁紧段cd之间，且支撑段ef的外径r3小于释放段ab的外径r1，从而使得支撑段ef与释放段ab和锁紧段cd连接处形成台阶面，即第一限位面21和第二限位面22。
54.在上述各实施例中，请参阅图3，图3为锁紧块3的剖视图，第二抵接面32为与旋转部件4的外周面41半径一致的圆弧面。则第二抵接面32与旋转部件4的外周面41抵接时，能够紧密贴合，且面接触减小了抵接面上的压强，同时增大了接触面积，从而增大摩擦阻力，使得锁紧更为可靠。根据需要，第二抵接面32也可以采用平面等其他结构。
55.为了更好的为锁紧块3导向，壳体1内设置有滑动导向槽14，滑动导向槽14的槽口
与旋转部件4的外周面41相对，且滑动导向槽14的延伸方向沿旋转部件4的径向，锁紧块3滑动安装于滑动导向槽14内。滑动导向槽14起到对锁紧块3的导向及限位作用，则锁紧块3能够沿滑动导向槽14向靠近或远离旋转部件4的外周面41的方向移动。根据需要，锁紧块3也可以通过导轨等结构实现滑动连接。
56.进一步地，锁紧块3垂直于滑动方向的两侧分别具有第一导向面33和第二导向面34，第一导向面33和第二导向面34分别与滑动导向槽14的两侧壁贴合。即锁紧块3包括四个作用面，其中第一抵接面31与凸轮轴2的凸轮面抵接，将凸轮轴2的旋转运动转换为锁紧块3的径向运动。第二抵接面32在锁紧状态时与旋转部件4的外周面41抵接，利用摩擦阻尼进行运动干涉。第一导向面33和第二导向面34与滑动导向槽14相贴，保证锁紧块3径向运动的稳定性。
57.在设置有滑动导向槽14的情况下，凸轮轴2安装于滑动导向槽14的槽底处。具体的，壳体1上位于滑动导向槽14内设置有安置孔15，凸轮轴2转动安装于该安置孔15内。通过将凸轮轴2安装于滑动导向槽14的槽底处，便于其与锁紧块3作用，整体结构更为简单紧凑。根据需要滑动导向槽14也可以为两端开口的结构，则凸轮轴2也可以安装于滑动导向槽14外。
58.具体的，该弯曲锁紧装置还包括一端与凸轮轴2固定连接的锁紧拨杆8，锁紧拨杆8的另一端伸出至所述壳体1外。通过锁紧拨杆8的设置，便于操作者的操作。即锁紧拨杆8将手指的拨动传递至凸轮轴2，带动凸轮轴2转动，以启动或关闭锁紧功能。
59.在上述各实施例的基础上，锁紧块3至少与旋转部件4的外周面41相抵的一端为弹性件，和/或旋转部件4的外周面41具有一圈弹性体42。即在一种实施方式中，如图1所示，锁紧块3整体为弹性件，旋转部件4的外周面41也可以为弹性体或刚性件。在另一种实施方式中，如图7所示，旋转部件4的外周面41具有一圈弹性体42，则锁紧块3可以为弹性件也可以为刚性件。或者，根据需要也可以仅将锁紧块3与旋转部件4的外周面41相抵的一端设置为弹性件，则其余部分仍采用刚性件。弹性体42具体可以通过粘接或二次注塑成型等方式固定于旋转部件4的外周面41。在锁紧状态下，凸轮轴2施加至锁紧块3上的作用力使得弹性体42可能产生凹陷，从而增加接触面积。在解锁状态下，凸轮轴2施加至锁紧块3上的作用力释放，则凹陷区域因弹性而恢复。综上，通过将锁紧块3或旋转部件4的外周面41设置为弹性材料，能够提供更大的摩擦阻力，以保证锁紧可靠性。具体的，弹性件可以为高分子聚合物弹性材料，如聚氨酯弹性体、硅橡胶、氟橡胶fpm、丁腈橡胶等，在接触界面提供稳定的摩擦力。
60.在上述各实施例中，旋转部件4为内窥镜的弯曲拨杆7的拨杆主轴5或内窥镜的卷绕轮6。即在一种实施方式中，如图1所示，旋转部件4为内窥镜的拨杆主轴5。在另一种实施方式中，如图8所示，旋转部件4为内窥镜的卷绕轮6，即将锁紧块3直接抵接卷绕轮6外周面，产生摩擦阻尼进行弯曲锁紧。该实施方式中，凸轮轴及锁紧块等其他部件的结构及连接关系均可参考上述实施例，此处不再赘述。
61.基于上述实施例中提供的弯曲锁紧装置，本实用新型还提供了一种内窥镜，该内窥镜包括上述实施例中任意一种弯曲锁紧装置。由于该内窥镜采用了上述实施例中的弯曲锁紧装置，所以该内窥镜的有益效果请参考上述实施例。且由于弯曲锁紧装置简单可靠、安装容易、成本低廉，有利于降低内窥镜结构成本和售后维护成本。且该弯曲锁紧装置适合单手操控，操作者可通过握持手开启或关闭弯曲锁紧装置的同时进行角度控制的操作。
62.凸轮轴2与锁紧块3具体可以设置为内窥镜操作部的外壳内，外壳内还设置有弯曲拨杆7及与弯曲拨杆7连接的卷绕轮6，卷绕轮6上缠绕有钢丝500，钢丝500通过设置在挠性管300内的钢管400与弯曲部200前端固定，从而牵拉弯曲部200往两侧钢丝500对应的方向弯曲。如图9所示，操作带有该弯曲锁紧装置的内窥镜的过程为：操作者通过手指推动弯曲拨杆7转动，带动卷绕轮6对钢丝500进行牵引。钢丝500牵拉弯曲部200往上下两个方向弯曲，达到将头端部100对准腔内某一部位进行详细检查或病灶处理的目的。此时如果需要稳定头端部100所在位置，以采集清晰的内窥镜图像或施行取活检等操作，操作者可通过手指再推动凸轮轴2到锁紧位置，具体可以通过推动锁紧拨杆8实现，使弯曲部200的弯曲角度得到保持。特别地，由于弯曲锁紧装置对弯曲控制机构采用的是摩擦阻尼进行运动干涉，操作该锁紧装置处于锁紧状态后，操作者用稍大的力度仍能够对弯曲拨杆7进行控制，实现对弯曲角度的微调。
63.外壳具体可以包括可拆卸连接的第一外壳11和第二外壳12，则上述的滑动导向槽14具体可以设置于第一外壳11内侧且沿拨杆主轴5的径向。凸轮轴2与第一外壳11的安置孔15转动连接。上述的支撑筋13也设置在第一外壳11内侧。
64.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
65.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。