弹性管、探测器插入结构及柔性探测器的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种弹性管、探测器插入结构及柔性探测器。


背景技术：

2.目前在内窥镜领域，内窥镜主管体多采用塑料管或金属管，其中，塑料管主要采用塑料挤出工艺生产，该工艺生产的塑料管不同位置的性能较为一致，且不能适配于各个位置需要不同性能的使用场合。此外，塑料管的生产工艺复杂且加工周期较长，生产效率低下。金属管主要是通过在管材上切割纹路而获得，金属管可通过在管材上的不同位置切割不同的纹路，使得金属管不同位置具备不同的性能，但金属管上纹路较为复杂，生产周期较长，并且该类金属管多在弯曲时没有任何的限位，较易发生断裂和变形，缩短了金属管的使用寿命，并增加了内窥镜中主管体的使用成本。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种弹性管、探测器插入结构及柔性探测器，克服了现有的探测器主管体弯曲无限位的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种弹性管，具有绕所述弹性管的周向且沿所述弹性管的轴线方向延伸的螺旋切割槽，所述螺旋切割槽包括相对设置的第一槽壁和第二槽壁，所述第一槽壁和所述第二槽壁形成有至少一个弯曲限位结构；
5.所述弯曲限位结构包括第一突伸部和第二突伸部，所述第一突伸部由所述第一槽壁向所述第二槽壁侧延伸形成，所述第二突伸部由所述第二槽壁向所述第一槽壁侧延伸形成；当所述弹性管轴向弯曲至最大角度时，至少一个弯曲限位结构中的所述第一突伸部和所述第二突伸部相互锁合。
6.可选的，所述第一突伸部具有凹槽，所述第二突伸部在所述凹槽中与所述第一突伸部相对移动。
7.可选的，所述第一突伸部和所述第二突伸部分别独立地为l形或t形。
8.可选的，所述弯曲限位结构包括两个所述第一突伸部和一个所述第二突伸部，所述第二突伸部设置在两个所述第一突伸部形成的所述凹槽中。
9.可选的，所述第一突伸部具有第一表面，所述第二突伸部具有第二表面，所述第一表面和所述第二表面相对设置并预留有间隙，所述第一表面和所述第二表面抵接使所述第一突伸部和所述第二突伸部相互锁合。
10.可选的，所述螺旋切割槽上沿弹性管轴向相邻的两圈中的弯曲限位结构在所述弹性管的周向上错开设置。
11.可选的，所述第一槽壁和所述第二槽壁还形成有至少一个扭转限位结构，所述扭转限位结构包括凹陷部和插入所述凹陷部的第三突伸部；所述凹陷部由所述第一槽壁和所述第二槽壁中的一者形成，所述第一槽壁和所述第二槽壁中的另一者形成所述第三突伸
部；当所述弹性管周向扭转时，所述凹陷部和所述第三突伸部在周向上保持相对静止。
12.可选的，所述扭转限位结构和所述弯曲限位结构的数量均为多个，所有所述扭转限位结构在所述螺旋切割槽的延伸方向上间隔设置，相邻的两个所述扭转限位结构之间设置一个所述弯曲限位结构。
13.为实现上述目的，本实用新型还提供一种探测器插入结构，包括任一项所述的弹性管。
14.为实现上述目的，本实用新型还提供一种柔性探测器，包括依次连接的手柄、所述的探测器插入结构以及摄像模组。
15.在本实用新型提供的弹性管、探测器插入结构及柔性探测器中，通过在弹性管上设置有至少一个弯曲限位结构，至少一个弯曲限位结构中的第一突伸部和第二突伸部在弹性管轴向弯曲时能够同步产生相对移动。当弹性管轴向弯曲到一定角度时，第一突伸部和第二突伸部能够相互锁合，以此限定弹性管的最大弯曲角度，从而解决了弹性管轴向弯曲无限位的问题，并能降低弹性管的变形和断裂的风险，延长弹性管的使用寿命。同时，该弹性管简化了金属弹性管中切割纹路的复杂度，且具有较低的加工成本和较短的生产周期，经济效益较高。此外，该弹性管还可具有良好的适应性，能够方便的应用在各类产品中，应用场景较为灵活。
16.在本实用新型提供的弹性管、探测器插入结构及柔性探测器中，还通过至少一个扭转限位结构来确保弹性管在轴向上顺利的传导扭转力，从而可解决弹性管抗扭性能差的问题，避免弹性管扭转时产生形变和损坏，进一步延长弹性管的使用寿命。
附图说明
17.图1为本实用新型优选实施例中弹性管的主视图，其中，w为弹性管的螺距；
18.图2为本实用新型优选实施例中螺旋切割槽的展开结构示意图。
19.图中：螺旋切割槽1；弯曲限位结构2；第一突伸部21；第一表面211；第二突伸部22；第二表面221；间隙23；第三突伸部31。
具体实施方式
20.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.以下结合附图和优选实施例对本实用新型作详细的说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
25.如图1～图2所示，本实用新型一优选实施例提供了一种弹性管，所述弹性管由金属管切割而成并能在轴向上进行弯曲。在一优选实施例中，所述弹性管为柔性探测器(如内窥镜)上的主管体。当然，在其他实施例中，该弹性管还可用于其他需要弯曲和扭转的设备中。
26.所述弹性管经切割后形成螺旋切割槽1，所述螺旋切割槽1绕所述弹性管的周向且沿所述弹性管的轴线方向延伸，且螺旋切割槽1包括相对设置的第一槽壁(未标号)和第二槽壁(未标号)，所述第一槽壁和所述第二槽壁形成有至少一个弯曲限位结构2；弯曲限位结构2包括第一突伸部21和第二突伸部22，第一突伸部21由第一槽壁向第二槽壁侧延伸形成，第二突伸部22由第二槽壁向第一槽壁侧延伸形成；当所述弹性管轴向弯曲至最大角度时，至少一个弯曲限位结构中的第一突伸部21和第二突伸部22能够相互靠近直至相互锁合。
27.为了使弹性管具有轴向弯曲限位能力，本技术在弹性管上切割以形成螺旋切割槽1，螺旋切割槽1可在弹性管的周向外壁上形成螺旋绕制的多圈结构，且螺旋切割槽1具有因切割形成的第一槽壁和第二槽壁，并且第一槽壁和第二槽壁形成有至少一个弯曲限位结构2。也就是说，可将螺旋切割槽1看作是弹性管上的切割路径，切割路径的两侧即为螺旋切割槽1的槽壁，且切割可得到特定形状的槽壁，该特定形状的槽壁包括至少一个弯曲限位结构2。具体的，当弹性管发生轴向弯曲时，第一槽壁和第二槽壁轴向受力变形而相互远离，且第一突伸部21和第二突伸部22能够分别跟随第一槽壁和第二槽壁产生位移而发生相对移动，还能够相对移动至极限位置时相互锁合，从而限制弹性管的最大弯曲角度。如此设置，不仅解决了弹性管轴向弯曲无限位的问题，还能将弹性管的弯曲角度限制在一定的范围内，降低了弹性管的变形和断裂的风险，并延长弹性管的使用寿命。同时，还简化了制作金属弹性管中切割纹路的复杂度，且具有较低的加工成本和较短的生产周期，经济效益较高。此外，所述弹性管还可具有良好的适应性，能够方便的应用在各类产品中，应用场景较为灵活。
28.应理解，当弹性管受到的弯折力(即使弹性管发生轴向弯曲的力)较小时，每个弯曲限位结构2中的第一突伸部21和第二突伸部22相对移动而并不实际接触；但当弹性管受到的弯折力大于预设阈值时，在弹性管的受力拉伸的一侧，每个弯曲限位结构2中的第一突伸部21和第二突伸部22便相互抵接在一起形成锁合状态而限制各自的移动，从而使得弹性管不能继续发生弯曲，此时弹性管获得最大弯曲角度，并能够在弯曲方向上承载一定的弯折力。具体的，在弹性管进行弯曲时，弹性管的一侧受力拉伸，使得弹性管受拉一侧的槽壁上的至少一个弯曲限位结构中的第一突伸部21和第二突伸部22发生相互靠近直至相互锁合，以在弹性管弯曲至最大角度时进行弯曲方向上的限位，而此时弹性管受压一侧的槽壁上的第一突伸部21和第二突伸部22由于未受到拉伸力而保持原位置不改变。
29.应理解，本技术对弯曲限位结构2的结构不作限定，弯曲限位结构2仅需具有能够
在弹性管的弯曲方向上相互限位的第一突伸部21和第二突伸部22即可。还应理解，本技术对第一突伸部21和第二突伸部22的形状不作限定，例如第一突伸部21和第二突伸部22可分别独立地为l形或t形等，此处可以理解为，第一突伸部21和第二突伸部22均为l形或均为t形，或者其中一个突伸部为l形，另一个为t形。
30.本实施例还提供了一种探测器插入结构(未图示)，包括所述弹性管。进一步的，本实施例还提供了一种柔性探测器(未图示)，包括依次连接的手柄、探测器插入结构以及摄像模组。在实际使用中，弹性管能够插入人体中并进行弯曲或扭转，以对疾病进行检测或治疗。应理解，本技术实施例涉及的柔性探测器包括但不限于内窥镜，本技术以内窥镜为例来说明所述弹性管的结构特点，但本领域技术人员应当知晓，该弹性管还能够应用于其他医疗和工业领域的柔性探测器中。
31.在一实施例中，所述第一突伸部21具有凹槽(未标号)，第二突伸部22在凹槽中与第一突伸部21相对移动。优选的，第一突伸部21设置在第二突伸部22沿弹性管周向的至少一侧。当弹性管发生弯曲时，第二突伸部22在凹槽中移动；当弹性管弯曲至最大角度时，每个弯曲限位结构2中的第二突伸部22和设置在第二突伸部22至少一侧的第一突伸部21相互锁合并限位，以限位弹性管的弯曲角度。
32.参考图1所示，在本实施例中，所述弯曲限位结构中包括两个第一突伸部21和一个第二突伸部22，即第二突伸部22沿弹性管周向的两侧分别设置一个第一突伸部21，且第二突伸部22设置在两个第一突伸部21形成的凹槽中。如此设置，一方面可使第二突伸部22与两侧的第一突伸部21均能够相互锁合并限位，从而在弹性管达到最大弯曲角度时，增大第一突伸部21与第二突伸部22的接触面积，提高弹性管在弯曲方向上承载的弯折力；另一方面，即使第二突伸部22一侧的第一突伸部21损坏时，另一侧的第一突伸部21也能够与第二突伸部22相锁合，从而进一步保证了弹性管的弯曲限位能力。
33.进一步的，可将第一突伸部21对称或不对称的设置在第二突伸部22沿弹性管周向的两侧，优选对称设置，以降低弯曲限位结构2的加工难度，并提高弹性管的切割效率。
34.继续参照图1和图2，第一突伸部21具有第一表面211，第二突伸部22具有第二表面221，第一表面211和第二表面221相对设置并预留有间隙23，第一表面211和第二表面221抵接使第一突伸部21和第二突伸部22相互锁合。在本实施例中，第一突伸部21为l形结构，第二突伸部22为t形结构，且第一突伸部21的第一表面211与第二突伸部22的第二表面221在轴向上面对面设置。在弹性管发生弯曲时，第一突伸部21和第二突伸部22相互靠近移动，即第一表面211和第二表面221作相互靠近的移动；随着弹性管弯曲角度的增大，第一表面211与第二表面221最终相接触并限位，此时第一突伸部21和第二突伸部22之间形成面接触，如此可进一步增大弹性管在弯曲方向上的弯折力，还可避免由于第一突伸部21或第二突伸部22相接触的面积较小而发生的损坏或磨损，从而延长弹性管的使用寿命。此外，间隙23的设置还可使弹性管受到轴向上的拉力时具有一定的位移；并且当弹性管被拉伸到一定的距离时，第一表面211和第二表面221能够抵接并限位，以使弹性管不能在轴向上被继续拉伸，从而限定弹性管在轴向上的拉伸距离，以使弹性管能够在需要进行拉伸的场合中使用。
35.参见图1所示，螺旋切割槽1绕弹性管周向形成，并在弹性管轴向上形成多圈，其中相邻两圈中的弯曲限位结构2在所述弹性管的周向上错开设置。此处的“错开设置”是指相邻两圈中弯曲限位结构2在垂直于弹性管的轴线的同一个投影平面上不完全重合。如此可
使弹性管能够朝不同的方向发生弯曲，以适应弹性管不同的弯曲要求。
36.进一步的，所述弯曲限位结构2通常为多个，在螺旋延伸方向上间隔设置，所有弯曲限位结构2在弹性管轴向端部的投影能够围绕弹性管一周，如此可使弹性管能够进行任意角度的弯曲(即弹性管可在360
°
的周向上进行弯曲)，当所述弹性管作为内窥镜的主管体时，如此设置的弹性管能够在内窥镜进入人体后更灵活的进行工作。此外，所述弹性管还能够适用于各类需要弯曲的设备中，从而扩大弹性管的使用场景。
37.应知晓，当弹性管进行弯曲时，若第一表面211与第二表面221之间的间隙23在弹性管轴向上的长度不同，则弹性管弯曲时的最大弯曲角度不同。具体的，当弹性管发生弯曲时，第一槽壁和第二槽壁随之相对移动，使第一突伸部21和第二突伸部22同步移动直至相互锁合。当第一表面211与第二表面221之间的间隙23较大时，第一突伸部21和第二突伸部22在相互锁合前可具有较大的位移量，此时的弹性管能够弯曲的角度较大，即弹性管弯曲时的最大弯曲角度较大。同样的，当第一表面211与第二表面221之间的间隙23较小时，第一突伸部21和第二突伸部22在相互锁合前则具有较小的位移量，此时的弹性管能够弯曲的角度较小，即弹性管弯曲时的最大弯曲角度较小。
38.因此，在设置弹性管上的弯曲限位结构2时，可根据弹性管的弯曲角度要求设置第一表面211和第二表面221之间的间隙23长度，以使弹性管的最大弯曲角度能够满足不同的使用要求。此外，对于需要各位置具有不同弯曲要求的弹性管来讲，可在弹性管的螺旋切割槽1的不同圈中设置不相同的间隙23长度，此时弹性管上螺旋切割槽1的不同圈能够具备不相同的弯曲能力，以使弹性管在轴向上的不同位置具有不同的弯曲角度，从而满足弹性管复杂的使用要求。
39.参照图1所示，在所述弹性管的主视图中，将螺旋切割槽1中相邻圈之间的距离w为所述弹性管的螺距。当所述弹性管的螺距较大时，相同长度下的弹性管中螺旋切割槽1的圈数相对较少，即此时弹性管中弯曲限位结构2的数量较少，当弹性管上每一弯曲限位结构2能够弯曲的角度相同时，弹性管能够弯曲的总角度较小(即弹性管所有圈的共同弯曲角度)，即此时的弹性管能够进行较大角度的弯曲；同样的，当所述弹性管的螺距较小时，相同长度下的弹性管中螺旋切割槽1的圈数相对较多，即此时弹性管中弯曲限位结构2的数量较多，当弹性管上每一弯曲限位结构2能够弯曲的角度相同时，弹性管能够弯曲的总角度较大(即弹性管所有圈的共同弯曲角度)，即此时的弹性管能够进行较小角度的弯曲。
40.故在弹性管设计时，可通过设置不同的螺距而调整弹性管的总弯曲角度，从而使弹性管能够适应不同的场合中的弯曲要求。此外，所述弹性管还可在不同区域设置不同的螺距，以使弹性管在弯曲时，不同区域具有不同的弯曲角度，从而满足弹性管不同区域的弯曲要求，实现弹性管设计的灵活性和多样性，并使弹性管具有良好的适应性，进而能够方便的应用在各类产品中，使弹性管的应用范围更广。应理解，本文中的“区域”是指弹性管中的一个区段，弹性管的“不同区域”是指位于不同位置的不同区段。
41.优选的，所述第一槽壁和第二槽壁还形成有至少一个扭转限位结构，所述扭转限位结构包括凹陷部(未标号)和插入凹陷部的第三突伸部31。当所述弹性管周向扭转时，凹陷部和第三突伸部31在周向上保持相对静止，以阻止所述弹性管在周向上的相对移动，使弹性管受到扭力后整体扭转。在本实施例中，凹陷部由第一槽壁形成，第三突伸部31由第二槽壁形成。在另一实施例中，第三突伸部31也可由第一槽壁形成，凹陷部由第二槽壁形成。
如此设置，可使所述弹性管在扭转时能够通过凹陷部和第三突伸部31的咬合，从而使弹性管的扭转力可以在轴向上顺利的传导，即在发生扭转时整个弹性管可以一同扭转，进而可解决弹性管抗扭性能差的问题，避免弹性管扭转时产生形变和损坏，延长弹性管的使用寿命。
42.具体的，当弹性管的一端发生扭转时，扭转一侧的扭转限位结构中的凹陷部或第三突伸部31发生扭转，并能够带动与其相咬合且远离弹性管一端的扭转限位结构中的第三突伸部31或凹陷部随之扭转，此时远离弹性管一端的扭转限位结构中位于另一侧的凹陷部或第三突伸部31可发生同步扭转，并能够带动与其相咬合且更远离弹性管一端的扭转限位结构的第三突伸部31或凹陷部随之扭转，依次类推，从而使得弹性管一端的扭转力能够顺利的传递至弹性管的另一端，即可实现整个弹性管的同步扭转，提高弹性管的抗扭性能(即抗扭转的能力)。
43.应知晓，在弹性管加工过程中，可在螺旋切割槽1的螺旋方向上对弹性管进行切割，以形成能够相互咬合的凹陷部和第三突伸部31。
44.较优的，所述凹陷部由第一槽壁形成，第一突伸部21和凹陷部在第一槽壁的延伸方向上依次设置，第三突伸部31由第二槽壁形成，第三突伸部31与第二突伸部22在第二槽壁的延伸方向上依次设置，此时可在弹性管的螺旋切割槽1上依次设置多个弯曲限位结构2和多个扭转限位结构3，从而降低弹性管中切割纹路的复杂度，简化弹性管的加工难度，进而降低弹性管的加工成本和生产周期，并具有较高的经济效益。
45.本技术对多个弯曲限位结构2和扭转限位结构在螺旋切割槽1上的连接顺序不作限定，多个弯曲限位结构2和多个扭转限位结构的连接顺序可根据需要进行设置。
46.在一实施例中，所有扭转限位结构在螺旋切割槽1的延伸方向上间隔设置，相邻的两个扭转限位结构之间设置一个或多个弯曲限位结构2，以在保证弹性管的抗扭性能的前提下，通过多个弯曲限位结构2提高弹性管的弯曲限位能力。
47.在另一实施例中，所有弯曲限位结构2在螺旋切割槽1的延伸方向上间隔设置，相邻的两个弯曲限位结构2之间设置一个或多个扭转限位结构，以在保证弹性管的弯曲限位能力的前提下，通过多个扭转限位结构提高弹性管的抗扭性能。
48.参照图2所示，在本实施例中，扭转限位结构和弯曲限位结构2的数量均为多个，所有扭转限位结构在螺旋切割槽1的延伸方向上间隔设置，相邻的两个扭转限位结构之间设置一个弯曲限位结构2，即多个弯曲限位结构2和多个扭转限位结构在螺旋切割槽1的延伸方向上间隔设置，如此可保证每圈螺旋切割槽1均具有较好的弯曲限位能力和抗扭转的能力，并能够保证弹性管各个位置的性能一致，从而避免弹性管在弯曲或扭转时发生部分区域的损坏，延长弹性管的使用寿命。
49.综上，本实用新型提供的弹性管上设置有至少一个弯曲限位结构2，至少一个弯曲限位结构2中的第一突伸部21和第二突伸部22在弯曲时能够同步产生相对移动。当弹性管弯曲到一定角度时，第一突伸部21和第二突伸部22能够相互锁合，以此限定弹性管的最大的弯曲角度，从而解决了弹性管弯曲无限位的问题，并降低了弹性管的变形和断裂的风险，延长弹性管的使用寿命。同时，还简化了金属弹性管中切割纹路的复杂度，且具有较低的加工成本和较短的生产周期，经济效益较高。此外，该弹性管还可具有良好的适应性，能够方便的应用在各类产品中，应用场景较为灵活。
50.本实用新型提供的弹性管还可通过扭转限位结构3的设置，使弹性管在轴向上顺利的传导扭转力，从而可解决弹性管抗扭性能差的问题，避免弹性管扭转时产生形变和损坏，延长弹性管的使用寿命。
51.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型的保护范围。