CN113876282A - 内窥镜 - Google Patents

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CN113876282A CN202111327085.0A CN202111327085A CN113876282A CN 113876282 A CN113876282 A CN 113876282A CN 202111327085 A CN202111327085 A CN 202111327085A CN 113876282 A CN113876282 A CN 113876282A
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axis
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assembly
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王建辰
查传兵
孙强
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Shenzhen Edge Medical Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种内窥镜，其包括：手柄部，所述手柄部上设有拨杆部；前端部；支撑部，所述支撑部的一端与所述手柄部连接，所述支撑部的另一端与所述前端部连接；所述拨杆部用于向第一方向拨动时，驱动所述前端部向与所述第一方向对应的第一预定方向转动；所述拨杆部还用于向第二方向拨动时，驱动所述前端部向与所述第二方向对应的第二预定方向转动。该内窥镜的拨杆部拨动时，拨杆部的动力经支撑部传递至前端部，以驱动前端部弯曲，增加成像范围。

Description

内窥镜
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种内窥镜。
背景技术
内窥镜是指经自然管道或切口进入人体，以观察人体内部状况的医疗仪器。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变，因此它对治疗非常有用。如借助内窥镜医生可以观察胃内的溃疡或肿瘤，据此制定出最佳的治疗方案。现有技术中，内窥镜的摄像头伸入体内后其弯曲方向受限，导致成像范围有限。此外，内窥镜的传动机构一般为连杆机构，其结构复杂，在体内占用空间较大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内窥镜，该内窥镜的拨杆部拨动时，拨杆部的动力经支撑部传递至前端部，以驱动前端部弯曲，增加成像范围。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种内窥镜，所述内窥镜包括：
手柄部，所述手柄部上设有拨杆部；
前端部，用于获取图像；
支撑部，所述支撑部的一端与所述手柄部连接，所述支撑部的另一端与所述前端部连接；
所述拨杆部用于向第一方向拨动时，驱动所述前端部向与所述第一方向对应的第一预定方向转动；所述拨杆部还用于向第二方向拨动时，驱动所述前端部向与所述第二方向对应的第二预定方向转动。
优选地，上述内窥镜中，所述内窥镜还包括与所述拨杆部连接的第一关节组件，以及与所述前端部连接的第二关节组件，所述拨杆部用于向所述第一方向拨动时，带动所述第一关节组件向所述第一方向转动，进而驱动所述第二关节组件向所述第一预定方向转动；所述拨杆部还用于向所述第二方向拨动时，带动所述第一关节组件向所述第二方向转动，进而驱动所述第二关节组件向所述第二预定方向转动。
优选地，上述内窥镜中，所述第一关节组件包括依次排布的第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节与所述第二关节转动连接，所述第三关节与所述第二关节转动连接，所述第一关节与所述拨杆部固定连接，所述第三关节与所述支撑部连接；和/或所述第二关节组件包括依次排布的第四关节、第五关节和第六关节，所述第四关节一端与所述支撑部连接、另一端与所述第五关节转动连接，所述第五关节与所述第六关节转动连接，所述第六关节与所述前端部固定连接。
优选地，上述内窥镜中，所述第一关节与所述第二关节的转动轴线为第一轴线，所述第二关节与所述第三关节的转动轴线为第二轴线，所述第一轴线和第二轴线之间的夹角大于0°；和/或
所述第四关节与所述第五关节的转动轴线为第三轴线，所述第五关节与所述第六关节的转动轴线为第四轴线，所述第三轴线和第四轴线之间的夹角大于0°。
优选地，上述内窥镜中，所述第一轴线与所述第四轴线平行，所述第二轴线与所述第三轴线平行；或所述第一轴线与所述第三轴线平行，所述第二轴线与所述第四轴线平行。
优选地，上述内窥镜中，所述第一轴线与所述第二轴线垂直，所述第三轴线与所述第四轴线垂直。
优选地，上述内窥镜中，所述第一关节的宽度与所述第六关节的宽度之比为第一预定比例；或所述第一关节的宽度大于所述第六关节的宽度。
优选地，上述内窥镜中，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第一牵引绳和第二牵引绳，所述第一牵引绳和第二牵引绳的一端均固定于所述第一关节，另一端均固定于所述第六关节；或所述第一牵引绳的一端固定于所述第一关节，另一端固定于所述第六关节，所述第二牵引绳的一端固定于所述第二关节，另一端固定于所述第六关节。
优选地，上述内窥镜中，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第三牵引绳和第四牵引绳，所述第三牵引绳与所述第一牵引绳相对设置，且二者与所述第一关节组件、第二关节组件中对应关节的连接方式相同；所述第四牵引绳与所述第二牵引绳相对设置，且二者与所述第一关节组件、第二关节组件中对应关节的连接方式相同。
优选地，上述内窥镜中，所述内窥镜还包括套设于所述第一牵引绳和所述第二牵引绳上的管体，所述管体用于向所述第一牵引绳和第二牵引绳提供抵触力，而改变自所述第一关节组件和所述第二关节组件之间的所述第一牵引绳和所述第二牵引绳的延伸方向。
优选地，上述内窥镜中，所述内窥镜还包括设于所述支撑部内的换向轮，所述换向轮用于改变自所述第一关节组件和所述第二关节组件之间的所述第一牵引绳和所述第二牵引绳的延伸方向。
优选地，上述内窥镜中，所述第四关节与所述第五关节的转动轴线为第三轴线，所述第六关节与所述第五关节的转动轴线为第四轴线，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第一牵引绳、第二牵引绳、第三牵引绳和第四牵引绳；
所述第一牵引绳和第三牵引绳分别位于所述第四轴线的两侧，通过所述第一牵引绳和第三牵引绳驱动所述第六关节围绕第四轴线转动，所述第一预定方向为所述前端部绕第四轴线转动；所述第二牵引绳和第四牵引绳分别位于所述第三轴线的两侧，通过所述第二牵引绳和第四牵引绳驱动所述第五关节围绕第三轴线转动，所述第二预定方向为所述前端部围绕第三轴线转动。
优选地，上述内窥镜中，所述拨杆部包括与所述第一关节组件固定连接的帽体部，以及与所述帽体部固定连接的转动阻尼件，所述转动阻尼件用于在所述第一关节和第二关节转动过程中产生阻力。
优选地，上述内窥镜中，所述转动阻尼件包括***所述第一关节组件内的阻尼棒，以及横向穿过所述阻尼棒的销钉；所述帽体部上设有通孔，所述销钉用于***所述通孔内而与所述帽体部固定连接。
优选地，上述内窥镜中，所述第一关节组件的第一关节的偏摆角θ与第二关节组件的第六关节的偏摆角α之间的函数关系为：
α＝±Kθ；
其中，“+”表示所述第一关节组件与第二关节组件的转动方向相同；“-”表示所述第一关节组件与所述第二关节组件的转动方向相反。
优选地，上述内窥镜中，所述第一关节组件所在的直线和所述第二关节组件所在的直线相交。
优选地，上述内窥镜中，所述第一关节组件和/或所述第二关节组件还包括用于连接相邻两个关节的连接件，所述连接件包括支撑杆和自所述支撑杆的末端凸设的两个凸起部；
每个关节上各设有一固定孔，所述凸起部用于卡入对应的所述固定孔内，并在所述相邻两个关节相对转动时，所述凸起部在所述固定孔内转动。
优选地，上述内窥镜中，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第一牵引绳，所述第一牵引绳的一端固定于所述第一关节，另一端固定于所述第六关节；所述连接件还包括贯穿所述支撑杆的贯穿孔，每个关节设有绳孔；所述第一牵引绳用于依次穿过每个关节的所述绳孔，以及所述连接件的贯穿孔后终止于所述第六关节。
优选地，上述内窥镜中，每个所述关节在所述绳孔的相邻位置设置有收容孔，所述收容孔用于供所述内窥镜的光源线缆穿过。
优选地，上述内窥镜中，所述连接件的偏摆角为ε，所述ΔLside为第一牵引绳的长度变化量，b’为所述第一牵引绳和与所述第一牵引绳相对的牵引绳在第二关节组件的固定点之间的距离，
Sinε＝ΔLside/b’。
在实际使用过程中，第一方向与第一预定方向相同，第二方向与第二预定方向相同时，第一方向可以为前后方向，拨杆部向前拨动时，驱动前端部向前转动；拨杆部向后拨动时，驱动前端部向后转动；第二方向可以为左右方向，拨杆部向左拨动时，驱动前端部向左转动；拨杆部向右拨动时，驱动前端部向右转动。或者，第一方向与第一预定方向相反，第二方向与第二预定方向相反时，第一方向可以为前后方向，拨杆部向前拨动时，驱动前端部向后转动；拨杆部向后拨动时，驱动前端部向前转动；第二方向可以为左右方向，拨杆部向左拨动时，驱动前端部向右转动；拨杆部向右拨动时，驱动前端部向左转动。由上可知，拨杆部可以前后左右方向拨动，以使前端部前后左右的转动，从而可以增加内窥镜的成像范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例提供的内窥镜的结构示意图；
图2为图1中内窥镜的拨杆部向第一方向拨动的示意图；
图3为图1中内窥镜的拨杆部向第二方向拨动的示意图；
图4为图1中去掉支撑部和手柄部后的结构示意图；
图5为图1中第一关节组件和第二关节组件与支撑部装配的示意图；
图6为图5中第一关节和第六关节对称弯曲的示意图；
图7为第一关节和第六关节向与图6中相反的方向对称弯曲的示意图；
图8为图5中第二关节和第五关节对称弯曲的示意图；
图9为第二关节和第五关节向与图8中相反的方向对称弯曲的示意图；
图10为第一关节组件标注第一轴线和第二轴线的示意图；
图11为第二关节组件标注第三轴线和第四轴线的示意图；
图12为牵引绳穿过管体的示意图；
图13为拨杆部与第一关节组件装配的示意图；
图14为具有连接件的关节组件的结构示意图；
图15为图14中关节组件转动90°的结构示意图；
图16为图14中连接件的结构示意图；
图17为图4中第一关节的结构示意图；
图18为图4中第二关节的结构示意图；
图19为图4中第三关节的结构示意图；
图20为图4中第一关节和第二关节之间具有连接件的关节组件的结构示意图；
图21为图20中第一关节组件转动90°的结构示意图；
图22为两组关节组件及牵引绳的各参数标注图；
图23为两组关节组件及牵引绳的数学模型图。
在图1-23中：
100-内窥镜、101-手柄部、102-拨杆部、1021-帽体部、103-支撑部、1031-管体、104-第二关节组件、1041-第四关节、1042-第五关节、1043-第六关节、105-前端部、106-摄像头、107-第一关节组件、1071-第一关节、1072-第二关节、1073-第三关节、1081-第一牵引绳、1082-第二牵引绳、1083-第三牵引绳、1084-第四牵引绳、109-连接件、109a-第一连接件、109b-第二连接件、1091-支撑杆、1092-凸起部、1093-贯穿孔、1010-销钉、1011-阻尼棒；1020-通孔；
a-第一轴线、b-第二轴线、c-第三轴线、d-第四轴线；e-凹槽、f-绳孔、g-收容孔、h-凸起、i-固定孔。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种内窥镜100，该内窥镜100的拨杆部102拨动时，拨杆部102的动力经支撑部103传递至前端部105，以驱动前端部105弯曲，增加成像范围。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，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。
如图1所示，本发明提供的内窥镜100包括手柄部101、拨杆部102、前端部105以及支撑部103。其中，拨杆部102设置在手柄部101上，操作人员手握手柄部101的同时可以操作拨杆部102，具体地，操作人员手握手柄部101的同时，其大拇指和/或食指可以操作拨杆部102。前端部105用于获取图像。具体地，前端部105包括摄像头106，前端部105伸入体内并在体内弯曲，以实现摄像头106在不同角度成像。支撑部103的一端与手柄部101连接，支撑部103的另一端与前端部105连接。支撑部103用于连接手柄部101和前端部105，同时支撑部103还用于实现拨杆部102与前端部105之间的传动。
如图2所示，拨杆部102用于向第一方向拨动时，拨杆部102的动力经支撑部103传动，进而驱动前端部105向与第一方向对应的第一预定方向转动。如图3所示，拨杆部102还用于向第二方向拨动时，拨杆部102的动力经支撑部103传动，进而驱动前端部105向与第二方向对应的第二预定方向转动。
第一方向与第一预定方向相同，第二方向与第二预定方向相同，即拨杆部102拨动时，前端部105同向转动。或者，第一方向与第一预定方向相反，第二方向与第二预定方向相反，即拨杆部102拨动时，前端部105反向转动。
在实际使用过程中，第一方向与第一预定方向相同，第二方向与第二预定方向相同时，第一方向可以为向前或向后方向，拨杆部102向前拨动时，驱动前端部105向前转动；拨杆部102向后拨动时，驱动前端部105向后转动；第二方向可以为向左或向右方向，拨杆部102向左拨动时，驱动前端部105向左转动；拨杆部102向右拨动时，驱动前端部105向右转动。或者，第一方向与第一预定方向相反，第二方向与第二预定方向相反时，第一方向可以为向前或向后方向，拨杆部102向前拨动时，驱动前端部105向后转动；拨杆部102向后拨动时，驱动前端部105向前转动；第二方向可以为向左或向右方向，拨杆部102向左拨动时，驱动前端部105向右转动；拨杆部102向右拨动时，驱动前端部105向左转动。由上可知，拨杆部102可以前后左右方向拨动，以使前端部105前后左右的转动，实现了前端部105的四方向转动。
当然，实际应用时，第一方向也可以与前后方向之间具有夹角，第一方向与前后方向之间的夹角可以为30°、60°等任意角度。同样地，第二方向也可以与左右方向之间具有夹角，第二方向与左右方向之间的夹角可以为30°、60°等任意角度，在此不作限定。
如图4所示，内窥镜100还包括第一关节组件107和第二关节组件104。其中，第一关节组件107与拨杆部102连接，第二关节组件104与前端部105连接。具体地，拨杆部102用于向第一方向拨动时，拨杆部102带动第一关节组件107向第一方向转动，进而第一关节组件107的动力传递至第二关节组件104，以使第二关节组件104向第一预定方向转动，最终实现第二关节组件104带动前端部105向第一预定方向转动。拨杆部102还用于向第二方向拨动时，拨杆部102带动第一关节组件107向第二方向转动，进而第一关节组件107的动力传递至第二关节组件104，以使第二关节组件104向第二预定方向转动，最终实现第二关节组件104带动前端部105向第二预定方向转动。该实施例中，通过第一关节组件107和第二关节组件104之间的联动，实现拨杆部102与前端部105之间的联动，从而使拨杆部102拨动时，前端部105相对于支撑部103转动。
第一关节组件107位于拨杆部102和支撑部103之间，第一关节组件107的一端与拨杆部102连接，第一关节组件107的另一端与支撑部103连接。如图5所示，第二关节组件104位于前端部105和支撑部103之间，第二关节组件104的一端与前端部105连接，第二关节组件104的另一端与支撑部103连接。
如图5所示，第一关节组件107包括第一关节1071、第二关节1072和第三关节1073，并且第一关节1071、第二关节1072和第三关节1073依次排布，第二关节1072位于第一关节1071和第三关节1073之间。第一关节1071与第二关节1072转动连接，第三关节1073与所述第二关节1072转动连接。具体地，第二关节1072靠近第一关节1071的一端与第一关节1071转动连接，第二关节1072靠近第三关节1073的一端与第三关节1073转动连接。第二关节1072的两端分别与第一关节1071和第二关节1072铰接。第一关节1071与拨杆部102固定连接，第三关节1073与支撑部103连接。具体地，第一关节1071与拨杆部102可以过盈配合、螺纹连接、螺钉连接或者为一体结构等，第三关节1073与支撑部103可以过盈配合、螺纹连接、螺钉连接或者为一体结构等，在此不作限定。
第二关节组件104包括第四关节1041、第五关节1042和第六关节1043，并且第四关节1041、第五关节1042和第六关节1043依次排布，第五关节1042位于第四关节1041和第六关节1043之间。第四关节1041与第五关节1042转动连接，第六关节1043与第五关节1042转动连接。具体地，第五关节1042靠近第四关节1041的一端与第四关节1041转动连接，第五关节1042靠近第六关节1043的一端与第六关节1043转动连接。第五关节1042的两端分别与第四关节1041和第六关节1043铰接。第六关节1043与前端部105固定连接，第四关节1041与支撑部103连接。具体地，第六关节1043与前端部105可以过盈配合、螺纹连接、螺钉连接或者为一体结构等，第四关节1041与支撑部103可以过盈配合、螺纹连接、螺钉连接或者为一体结构等，在此不作限定。
第一关节1071、第二关节1072、第三关节1073与第六关节1043、第五关节1042、第四关节1041可以对称设置。具体应用时，如图6所示和图7所示，第一关节1071沿第一方向顺时针或逆时针转动时，动力传递至第六关节1043，以使第六关节1043沿第一预定方向转动。第一方向具体为第一关节1071绕第二关节1072和第一关节1071之间转动轴线转动。如图8所示和图9所示，第一关节1071绕和第二关节1072沿第二方向顺时针或逆时针转动时，动力传递至第六关节1043，以使第六关节1043和第五关节1042沿第二预定方向转动。第二方向具体为第一关节1071绕第二关节1072和第三关节1073之间转动轴线转动。
进一步地，如图10所示，第一关节1071与第二关节1072的转动轴线为第一轴线a，即第一关节1071能够相对于第二关节1072围绕第一轴线a转动。第三关节1073与第二关节1072的转动轴线为第二轴线b，即第二关节1072能够相对于第三关节1073围绕第二轴线b转动。第一轴线a和第二轴线b之间的夹角大于0°。换言之，第一轴线a和第二轴线b相互不平行。
如图11所示，第四关节1041与第五关节1042的转动轴线为第三轴线c，即第五关节1042能够相对于第四关节1041围绕第三轴线c转动。第五关节1042与第六关节1043的转动轴线为第四轴线d，即第六关节1043能够相对于第五关节1042围绕第四轴线d转动。第三轴线c和第四轴线d之间的夹角大于0°。换言之，第三轴线c和第四轴线d相互不平行。
第一关节组件107和第二关节组件104对称设置时，第一轴线a与第四轴线d平行，并且第二轴线b与第三轴线c平行，此时拨杆部102带动第一关节1071转动时，动力传递至第六关节1043以使第六关节1043反向转动。当然，也可以第一轴线a与第三轴线c平行，并且第二轴线b与第四轴线d平行，此时第一关节组件107和第二关节组件104非对称设置，拨杆部102带动第一关节1071转动时，动力传递至第六关节1043以使第六关节1043反向转动。
在一优选实施例中，第一轴线a和第二轴线b相互垂直，并且第三轴线c与第四轴线d垂直。如此设置，第六关节1043带动前端部105围绕第三轴线c转动时的弯曲方向与第六关节1043带动前端部105围绕第四轴线d转动时的弯曲方向垂直，前端部105的四个弯曲方向沿周向均布，更加有利于医学观察。
在一具体实施例中，第一关节1071的宽度与第六关节1043的宽度之比为第一预定比例，如1:1、2:1、3:2和4:3等合理比值。其中，第一关节1071的宽度为第一关节1071上最远的两个点之间的距离，第六关节1043的宽度为第六关节1043上最远的两个点之间的距离。第一关节1071和第六关节1043之间的传动比与第一预定比例成反比，通过调整第一预定比例进而调整第一关节1071和第六关节1043之间的传动比，以使第六关节1043带动前端部105的弯曲适用于体内空间，同时第一关节1071和拨杆部102的转动适用于工作人员的手操作。
此外，还可以第一关节1071的宽度大于第六关节1043的宽度，以便于第六关节1043伸入体内，同时第一关节1071的宽度较大更加便于操作。
第一关节1071和第六关节1043可以均为圆筒状，此时第一关节1071的宽度为第一关节1071的直径，第六关节1043的宽度为第六关节1043的直径。
如图10和图11所示，在另一优选实施例中，内窥镜100还包括第一牵引绳1081和第二牵引绳1082。第一牵引绳1081和第二牵引绳1082均穿设于支撑部103内。第一牵引绳1081和第二牵引绳1082的一端均固定于第一关节1071，另一端均固定于第六关节1043。即第一牵引绳1081的两端分别与第一关节1071和第六关节1043固定，第二牵引绳1082的两端也分别与第一关节1071和第六关节1043固定。拨杆部102拨动时，带动第一关节1071转动，通过第一牵引绳1081和第二牵引绳1082将动力传递至第六关节1043，以使第六关节1043带动前端部105转动。
或者，第一牵引绳1081的一端固定于第一关节1071，另一端固定于第六关节1043，第二牵引绳1082的一端固定于第二关节1072，另一端固定于第六关节1043。具体地，第一牵引绳1081的两端分别与第一关节1071和第六关节1043固定，第二牵引绳1082的两端分别与第二关节1072和第六关节1043固定。拨杆部102拨动时，带动第一关节1071沿第一方向转动，通过第一牵引绳1081将动力传递至第六关节1043，以使第六关节1043带动前端部105沿第一预定方向转动。拨杆部102拨动时，还可以带动第二关节1072沿第二方向转动，通过第二牵引绳1082将动力传递至第六关节1043，以使第六关节1043带动前端部105沿第二预定方向转动。
进一步地，内窥镜100还包括第三牵引绳1083和第四牵引绳1084，第三牵引绳1083和第四牵引绳1084均穿设于支撑部103内。并且，第三牵引绳1083与第一牵引绳1081相对设置，且二者与第一关节组件107、第二关节组件104中对应关节的连接方式相同。即第一牵引绳1081和第三牵引绳1083位于同一侧端部与同一关节固定。第四牵引绳1084与第二牵引绳1082相对设置，且二者与第一关节组件107、第二关节组件104中对应关节的连接方式相同。即第二牵引绳1082和第四牵引绳1084位于同一侧端部与同一关节固定。
上述实施例中，摄像头106在体内弯曲时，只需拉动牵引绳即可实现较长距离、狭小空间内的精确传动，牵引绳顺着支撑部103的长度延伸，牵引绳与关节组件之间连接关系简单，操作便捷；而且，摄像头106距第三轴线c和第四轴线d距离较小，从而使摄像头106弯曲直径较小，弯曲时占用空间较小，不易与其它手术器械发生碰撞干涉。
第一牵引绳1081和第三牵引绳1083位于第一关节组件107侧的端部之间的距离与第一牵引绳1081和第三牵引绳1083位于第二关节组件104侧的端部之间的距离之比为第二预定比例，第二牵引绳1082和第四牵引绳1084位于第一关节组件107侧的端部之间的距离与第二牵引绳1082和第四牵引绳1084位于第二关节组件104侧的端部之间的距离之比为第三预定比例，根据实际情况，调整第二预定比例与第三预定比例即可。所述第二预定比例、第三预定比例可以与所述第一预定比例相同，也可以不同。
如图12所示，内窥镜100还包括管体1031，管体1031套设在第一牵引绳1081和第二牵引绳1082上。管体1031用于向第一牵引绳1081和第二牵引绳1082提供抵触力，而改变第一关节组件107和第二关节组件104之间的第一牵引绳1081和第二牵引绳1082的延伸方向。管体1031弯曲时，管体1031的内壁抵触第一牵引绳1081和第二牵引绳1082以使第一牵引绳1081和第二牵引绳1082弯曲。
同样地，第三牵引绳1083和第四牵引绳1084上也可以套设有管体1031，管体1031用于向第三牵引绳1083和第四牵引绳1084提供抵触力，而改变第一关节组件107和第二关节组件104之间的第三牵引绳1083和第四牵引绳1084的延伸方向。
另一实施例中，内窥镜100还包括设于支撑部103内的换向轮(图中未示出)，换向轮用于改变第一关节组件107和第二关节组件104之间的第一牵引绳1081和第二牵引绳1082的延伸方向。具体地，第一牵引绳1081和第二牵引绳1082各自绕过换向轮，实现第一牵引绳1081和第二牵引绳1082的弯曲转向。换向轮还可以用于改变第一关节组件107和第二关节组件104之间的第三牵引绳1083和第四牵引绳1084的延伸方向。即第三牵引绳1083和第四牵引绳1084各自绕过换向轮，实现第三牵引绳1083和第四牵引绳1084的弯曲转向。
如图11所示，在一优选实施例中，第四关节1041与第五关节1042的转动轴线为第三轴线c，第六关节1043与第五关节1042的转动轴线为第四轴线d，内窥镜100还包括穿设于支撑部103内的第一牵引绳1081、第二牵引绳1082、第三牵引绳1083和第四牵引绳1084。
第一牵引绳1081和第三牵引绳1083分别位于第四轴线d的两侧，通过第一牵引绳1081和第三牵引绳1083驱动第六关节1043围绕第四轴线d转动，第一预定方向为前端部105绕第四轴线d转动。第二牵引绳1082和第四牵引绳1084分别位于第三轴线c的两侧，通过第二牵引绳1082和第四牵引绳1084驱动第五关节1042围绕第三轴线c转动，第二预定方向为前端部105围绕第三轴线c转动。
具体地，拉动第一牵引绳1081或第三牵引绳1083能够使第六关节1043围绕第四轴线d朝向一侧转动或朝向另一侧转动。此时，第六关节1043带动前端部105围绕第四轴线d转动，第一预定方向为前端部105围绕第四轴线d转动。
具体地，拉动第二牵引绳1082或第四牵引绳1084能够使第五关节1042和第六关节1043共同围绕第三轴线c朝向一侧转动或朝向另一侧转动。此时，第六关节1043带动前端部105围绕第三轴线c转动，第二预定方向为前端部105围绕第三轴线c转动。
如图4所示，为了便于工作人员操作，第一关节组件107所在的直线和第二关节组件104所在的直线相交。第一关节组件107所在直线沿着第一关节1071、第二关节1072和第三关节1073的排布方向，第二关节组件104所在直线沿着第四关节1041、第五关节1042和第六关节1043的排布方向，第一关节1071、第二关节1072和第三关节1073的排布方向与第四关节1041、第五关节1042和第六关节1043的排布方向不同。如此设置，可以根据实际情况设计第一关节组件107所在的直线和第二关节组件104所在的直线的相对位置，以适用于不同类型内窥镜100的使用方式。
如图13所示，为了便于操作，拨杆部102包括与第一关节组件107固定连接的帽体部1021，帽体部1021可以与第一关节1071固定连接。
其中，帽体部1021可以为圆筒状，帽体部1021罩设在第一关节1071上。帽体部1021一端与第一关节1071固定连接，帽体部1021的另一端为操作端。第一关节组件107位于手柄部101内部，帽体部1021的操作端露在手柄部101外侧，操作人员可以手持手柄部101，拇指和/或食指操作帽体部1021的操作端即可。
如图12所示，拨杆部102还包括与帽体部1021固定连接的转动阻尼件(图中未标示)，转动阻尼件用于在第一关节1071和第二关节1072转动过程中产生阻力。
具体地，转动阻尼件包括阻尼棒1011和销钉1010，阻尼棒1011***第一关节组件107内，即阻尼棒1011***第一关节1071、第二关节1072和第三关节1073内。销钉1010横向穿过阻尼棒1011，帽体部1021上开设有通孔1020，销钉1010用于***帽体部1021的通孔1020内，以实现销钉1010与帽体部1021固定连接。
阻尼棒1011与第一关节1071、第二关节1072和第三关节1073的内壁具有间隙，第一关节1071和第二关节1072转动时带动阻尼棒1011逐渐变形，以产生阻力。阻尼棒1011的材质可以为记忆合金，或其它弹性棒，在此不作限定。转动阻尼件也可以设置于第二关节组件104内，在此不作限定。
当然，转动阻尼件还可以为扭簧等部件，在此不作限定。
如图14和图15所示，第一关节组件107和/或第二关节组件104还包括用于连接相邻两个关节的连接件109。如图16所示，连接件109包括支撑杆1091和自支撑杆1091的末端凸设的两个凸起部1092。
每个关节上各设有一固定孔i，凸起部1092用于卡入对应的固定孔i内，并在相邻两个关节相对转动时，凸起部1092在固定孔i内转动。
连接件109的数量可以为多个。多个连接件109包括第一连接件109a和第二连接件109b。下文以第一关节组件107为例进行说明，第一连接件109a与第一关节1071和第二关节1072连接，第二连接件109b与第二关节1072和第三关节1073连接。
第一连接件109a的两个凸起部1092分别卡入第一关节1071和第二关节1072的固定孔i内，并且凸起部1092能够在固定孔i内转动。第一连接件109a的两个凸起部1092的轴线和第一轴线a平行，且第一轴线a和第一连接件109a的两个凸起部1092的轴线位于同一平面内。第一连接件109a的两个凸起部1092的轴线和第一轴线a沿着三个关节的排布方向依次排布。三个关节的排布方向垂直于第一轴线a和第二轴线b。如此设置，第一关节1071相对于第二关节1072转动时，第一连接件109a的两个凸起部1092在固定孔i内转动，带动第一连接件109a摆动，以保证第一关节1071转动更加平稳。另外，第一连接件109a还可以防止第一关节1071和第二关节1072分离。
第二关节1072和第三关节1073均开设有供凸起部1092卡入的固定孔i。第二连接件109b的两个凸起部1092分别卡入第二关节1072和第三关节1073的固定孔i内，并且凸起部1092能够在固定孔i内转动。第二连接件109b的两个凸起部1092的轴线和第二轴线b平行，且第二轴线b和第二连接件109b的两个凸起部1092的轴线位于同一平面内。第二连接件109b的两个凸起部1092的轴线和第二轴线b沿着三个关节的排布方向依次排布。三个关节的排布方向垂直于第一轴线a和第二轴线b。如此设置，第二关节1072相对于第三关节1073转动时，第二连接件109b的两个凸起部1092在固定孔i内转动，带动第二连接件109b摆动，以保证第二关节1072转动更加平稳。另外，第二连接件109b还可以防止第三关节1073和第二关节1072分离。
以第一关节组件107为例进行说明，第一关节1071和第二关节1072中的一个上设置有凸起h，第一关节1071和第二关节1072中的另一个上设置有凹槽e。凹槽e的内壁和凸起h的顶面均为弧面，凸起h能够卡入凹槽e内以使第一关节1071和第二关节1072能够相对转动，从而实现第一关节1071和第二关节1072的转动连接。凸起h卡入凹槽e内后，弧面围绕第一轴线a延伸，弧面的截面为弧线。
和/或，如图17-图19所示，第二关节1072和第三关节1073中的一个上设置有凸起h，第二关节1072和第三关节1073中的另一个上设置有凹槽e，凹槽e的内壁和凸起h的顶面均为弧面，凸起h能够卡入凹槽e内以使第二关节1072和第三关节1073能够相对转动，从而实现第二关节1072和第三关节1073的转动连接。凸起h卡入凹槽e内后，弧面围绕第二轴线b延伸，弧面的截面为弧线。
优选地，第二关节1072的两端均设置有凸起h，第一关节1071和第三关节1073设置有凹槽e。第二关节1072一端的凸起h卡入第一关节1071的凹槽e内，第二关节1072另一端的凸起h卡入第三关节1073的凹槽e内，以实现第二关节1072的两端分别与第一关节1071和第三关节1073转动连接。
第一关节1071和第二关节1072之间通过两个凹槽e和分别卡入两个凹槽e内的两个凸起h转动连接。即第一关节1071开设有两个凹槽e，第二关节1072的第一端设置有与第一关节1071的两个凹槽e配合的两个凸起h，第二关节1072的第一端的两个凸起h分别卡入第一关节1071的两个凹槽e内，以实现第一关节1071和第二关节1072的转动连接。或者，第一关节1071设置有两个凸起h，第二关节1072的第一端设置有与第一关节1071的两个凸起h配合的两个凹槽e，第一关节1071的两个凸起h分别卡入第二关节1072的第一端的两个凹槽e内，以实现第一关节1071和第二关节1072的转动连接。
同样地，第二关节1072和第三关节1073之间通过两个凹槽e和分别卡入两个凹槽e内的两个凸起h转动连接。即第三关节1073开设有两个凹槽e，第二关节1072的第二端设置有与第三关节1073的两个凹槽e配合的两个凸起h，第二关节1072的第二端的两个凸起h分别卡入第三关节1073的两个凹槽e内，以实现第二关节1072和第三关节1073的转动连接。或者，第三关节1073设置有两个凸起h，第二关节1072的第二端设置有与第三关节1073的两个凸起h配合的两个凹槽e，第三关节1073的两个凸起h分别卡入第二关节1072的第二端的两个凹槽e内，以实现第三关节1073和第二关节1072的转动连接。
当然第二关节1072和第三关节1073之间也可以通过一个凹槽e和一个卡入凹槽e内的凸起h转动连接，第二关节1072和第一关节1071之间也可以通过一个凹槽e和一个卡入凹槽e内的凸起h转动连接，在此不作限定。
如图20所示，第一连接件109a的数量为两个，第一关节1071和第二关节1072之间的两组匹配的凹槽e和凸起h分别位于两个第一连接件109a的两个凸起部1092之间。具体地，第一关节1071和第二关节1072通过两组凹槽e和凸起h转动连接，每组凹槽e和卡入凹槽e的凸起h位于其中一个第一连接件109a的两个凸起部1092之间。
如图21所示，第二连接件109b的数量为两个，第二关节1072和第三关节1073之间的两组匹配的凹槽e和凸起h分别位于两个所述第二连接件109b的两个所述凸起部1092之间。具体地，第二关节1072和第三关节1073通过两组凹槽e和凸起h转动连接，每组凹槽e和卡入凹槽e的凸起h位于其中一个第二连接件109b的两个凸起部1092之间。
第二关节组件104与第一关节组件107结构相同，在此不再赘述。
所述第一牵引绳1081的一端固定于第一关节1071，另一端固定于第六关节1043，即第一牵引绳1081的两端分别与第一关节1071和第六关节1043固定。如图16所示，连接件109还包括贯穿支撑杆1091的贯穿孔1093，每个关节设有绳孔f，第一牵引绳1081用于依次穿过每个关节的绳孔f，以及连接件109的贯穿孔1093后终止于第六关节1043。如此设置，第一牵引绳1081与连接件109的两凸起部1092的轴线垂直，因此当拉动第一牵引绳1081时，不会带动与连接件109配合的两个关节相对转动。
为了便于内窥镜***的光源线缆从关节组件内部穿过，每个关节在绳孔f的相邻位置设置有收容孔g，收容孔g用于供内窥镜100的光源线缆穿过。其中，光源线缆可以为LED线缆、光纤线缆等。
如图22所示，k1为第五关节1042和第六关节1043之间的连接件109两凸起部1092中心线之间的距离；k2为第五关节1042和第六关节1043之间的连接件109两凸起部1092中心线之间的距离；k3为第二关节1072和第三关节1073之间的连接件109两凸起部1092中心线之间的距离；k4为第二关节1072和第一关节1071之间的连接件109两凸起部1092中心线之间的距离；m为第一关节组件107中相对的两牵引绳固定点的中心距；W1为相对的两牵引绳中一个在第一关节组件107和第二关节组件104之间的长度；W2为相对的两牵引绳中另一个在第一关节组件107和第二关节组件104之间的长度；γ为第一关节组件107的中心轴线与第二关节组件104的中心轴线之间的夹角；θ为第一关节1071的偏摆角；α为第六关节1043的偏摆角。
确定角度γ和两关节组件的空间位置关系，并给予牵引绳适当预紧力(两端用卡点压紧)，可以使W1、W2之间形成较远距离无回差的传动，再运用以上各参数：k1、k2、k3、k4、W、m、W1、W2、γ之间的几何关系，可以找到第六关节1043的偏摆角α与第一关节1071的偏摆角θ之间的函数关系：
α＝±Kθ；
其中，“+”表示所述第一关节组件107与第二关节组件104的转动方向相同；“-”表示所述第一关节组件107与所述第二关节组件104的转动方向相反。上述实施例中，第一关节1071的偏摆角θ与第六关节1043的偏摆角α之间成比例设置，并且第一关节1071的偏摆方向与第六关节1043的偏摆方向相同或者相反。
系数K值与k1、k2、k3、k4、W、m、W1、W2、γ相关。实际设计时，可以给参数赋值，给θ赋值时，得到一定的ε值，从而实现了第二关节组件104跟随第一关节组件107运动的随动。同理，在第一关节组件107多自由度的运动下，第二关节组件104也可按同样的运动关系跟随首端关节组的运动，实现运动的耦合或分解，将第一关节组件107的空间运动(多自由度的平动和偏摆)相对精确地传递到第二关节组件104，这样首、尾端关节组实现了一般情况下具有运动因果关系的随动运动。
具体地，第一关节组件107、第二关节组件104及牵引绳的数学模型如图23所示，其中AB相当于第六关节1043背离第五关节1042的一端，CD相当于第五关节1042与第六关节1043连接的一端。PQ相当于连接件109的两个凸起部1092的中心线之间的距离。EF相当于第四关节1041与第五关节1042连接的一端，KL相当于第一关节1071的一端，IJ相当于第一关节1071与第二关节1072连接的一端。MN相当于连接件109的两个凸起部1092的中心线之间的距离。GH相当于第二关节1072与第三关节1073连接的一端。
第一关节组件107和第二关节组件104传动过程中构成等腰梯形结构。连接件109的长度不变但可绕各自两端凸起部1092的中心线旋转的特征来保持梯形关节的等腰性。由以上数学模型简单的几何关系，可知：
AB//IJ，β＝β′；
利用以上关节组件及牵引绳，可以把IJ的运动平移地传递到具有一定的较远空间距离的另一端AB，实现较长距离、狭小空间内的精确传动。第一牵引绳1081、第二牵引绳1082、第三牵引绳1083和第四牵引绳1084长度均相等的情况下，第一关节1071和第六关节1043相互平行，可以将第一关节组件107的运动精确地传递到第二关节组件104，实现较长距离的1：1的精确传动，并且传动具有对称性，第一关节1071和第六关节1043的摆动角度相等。
另外，CF长度为L1，PQ长度为L0，DE长度为L2。PQ为连接件109的偏摆角ε。第一牵引绳1081和第二牵引绳1082相对，第三牵引绳1083和第四牵引绳1084相对。第一牵引绳1081和第二牵引绳1082之间的距离为b’。
ΔLside为组成闭环牵引绳长的变化量，例如第一牵引绳1081的长度变化量；b’为所述第一牵引绳和与所述第一牵引绳相对的牵引绳1083在第二关节组件104的固定点之间的距离；由简单几何关系可知：L1＝L0+b’sinε；L2＝L0-b’sinε，又有ΔLside＝L1-L0＝L-L2，由以上三等式可以求得：
Sinε＝ΔLside/b’；
当然，也可以两个关节组件之间的第一牵引绳1081、第二牵引绳1082、第三牵引绳1083和第四牵引绳1084长度均不等。如此设置，第六关节1043会随第一关节1071转动，转动角度不同。
或者，两个关节组件之间的第一牵引绳1081、第二牵引绳1082、第三牵引绳1083和第四牵引绳1084中仅部分牵引绳的长度相等。即四根牵引绳中部分牵引绳的长度相等，其余牵引绳的长度与上述部分牵引绳的长度不同。如此也可以使第一关节组件107的第一关节1071会随第二关节组件104的第一关节1071转动。
第一牵引绳1081、第二牵引绳1082、第三牵引绳1083和第四牵引绳1084的长度可以根据实际情况自行设定。
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。
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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。

Claims (20)

1.一种内窥镜，其特征在于，所述内窥镜包括：
手柄部，所述手柄部上设有拨杆部；
前端部，用于获取图像；
支撑部，所述支撑部的一端与所述手柄部连接，所述支撑部的另一端与所述前端部连接；
所述拨杆部用于向第一方向拨动时，驱动所述前端部向与所述第一方向对应的第一预定方向转动；所述拨杆部还用于向第二方向拨动时，驱动所述前端部向与所述第二方向对应的第二预定方向转动。
2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜还包括与所述拨杆部连接的第一关节组件，以及与所述前端部连接的第二关节组件，所述拨杆部用于向所述第一方向拨动时，带动所述第一关节组件向所述第一方向转动，进而驱动所述第二关节组件向所述第一预定方向转动；所述拨杆部还用于向所述第二方向拨动时，带动所述第一关节组件向所述第二方向转动，进而驱动所述第二关节组件向所述第二预定方向转动。
3.根据权利要求2所述的内窥镜，其特征在于，所述第一关节组件包括依次排布的第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节与所述第二关节转动连接，所述第三关节与所述第二关节转动连接，所述第一关节与所述拨杆部固定连接，所述第三关节与所述支撑部连接；和/或所述第二关节组件包括依次排布的第四关节、第五关节和第六关节，所述第四关节一端与所述支撑部连接、另一端与所述第五关节转动连接，所述第五关节与所述第六关节转动连接，所述第六关节与所述前端部固定连接。
4.根据权利要求3所述的内窥镜，其特征在于，所述第一关节与所述第二关节的转动轴线为第一轴线，所述第二关节与所述第三关节的转动轴线为第二轴线，所述第一轴线和第二轴线之间的夹角大于0°；和/或
所述第四关节与所述第五关节的转动轴线为第三轴线，所述第五关节与所述第六关节的转动轴线为第四轴线，所述第三轴线和第四轴线之间的夹角大于0°。
5.根据权利要求4所述的内窥镜，其特征在于，所述第一轴线与所述第四轴线平行，所述第二轴线与所述第三轴线平行；或所述第一轴线与所述第三轴线平行，所述第二轴线与所述第四轴线平行。
6.根据权利要求4所述的内窥镜，其特征在于，所述第一轴线与所述第二轴线垂直，所述第三轴线与所述第四轴线垂直。
7.根据权利要求3所述的内窥镜，其特征在于，所述第一关节的宽度与所述第六关节的宽度之比为第一预定比例；或所述第一关节的宽度大于所述第六关节的宽度。
8.根据权利要求3所述的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第一牵引绳和第二牵引绳，所述第一牵引绳和第二牵引绳的一端均固定于所述第一关节，另一端均固定于所述第六关节；或所述第一牵引绳的一端固定于所述第一关节，另一端固定于所述第六关节，所述第二牵引绳的一端固定于所述第二关节，另一端固定于所述第六关节。
9.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第三牵引绳和第四牵引绳，所述第三牵引绳与所述第一牵引绳相对设置，且二者与所述第一关节组件、第二关节组件中对应关节的连接方式相同；所述第四牵引绳与所述第二牵引绳相对设置，且二者与所述第一关节组件、第二关节组件中对应关节的连接方式相同。
10.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜还包括套设于所述第一牵引绳和所述第二牵引绳上的管体，所述管体用于向所述第一牵引绳和第二牵引绳提供抵触力，而改变自所述第一关节组件和所述第二关节组件之间的所述第一牵引绳和所述第二牵引绳的延伸方向。
11.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜还包括设于所述支撑部内的换向轮，所述换向轮用于改变自所述第一关节组件和所述第二关节组件之间的所述第一牵引绳和所述第二牵引绳的延伸方向。
12.根据权利要求3所述的内窥镜，其特征在于，所述第四关节与所述第五关节的转动轴线为第三轴线，所述第六关节与所述第五关节的转动轴线为第四轴线，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第一牵引绳、第二牵引绳、第三牵引绳和第四牵引绳；
所述第一牵引绳和第三牵引绳分别位于所述第四轴线的两侧，通过所述第一牵引绳和第三牵引绳驱动所述第六关节围绕第四轴线转动，所述第一预定方向为所述前端部绕第四轴线转动；所述第二牵引绳和第四牵引绳分别位于所述第三轴线的两侧，通过所述第二牵引绳和第四牵引绳驱动所述第五关节围绕第三轴线转动，所述第二预定方向为所述前端部围绕第三轴线转动。
13.根据权利要求3所述的内窥镜，其特征在于，所述拨杆部包括与所述第一关节组件固定连接的帽体部，以及与所述帽体部固定连接的转动阻尼件，所述转动阻尼件用于在所述第一关节和第二关节转动过程中产生阻力。
14.根据权利要13所述的内窥镜，其特征在于，所述转动阻尼件包括***所述第一关节组件内的阻尼棒，以及横向穿过所述阻尼棒的销钉；所述帽体部上设有通孔，所述销钉用于***所述通孔内而与所述帽体部固定连接。
15.根据权利要求3所述的内窥镜，其特征在于，所述第一关节组件的第一关节的偏摆角θ与第二关节组件的第六关节的偏摆角α之间的函数关系为：
α＝±Kθ；
其中，“+”表示所述第一关节组件与第二关节组件的转动方向相同；“-”表示所述第一关节组件与所述第二关节组件的转动方向相反。
16.根据权利要求2所述的内窥镜，其特征在于，所述第一关节组件所在的直线和所述第二关节组件所在的直线相交。
17.根据权利要求2所述的内窥镜，其特征在于，所述第一关节组件和/或所述第二关节组件还包括用于连接相邻两个关节的连接件，所述连接件包括支撑杆和自所述支撑杆的末端凸设的两个凸起部；
每个关节上各设有一固定孔，所述凸起部用于卡入对应的所述固定孔内，并在所述相邻两个关节相对转动时，所述凸起部在所述固定孔内转动。
18.根据权利要求17所述的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜还包括穿设于所述支撑部内的第一牵引绳，所述第一牵引绳的一端固定于所述第一关节，另一端固定于所述第六关节；所述连接件还包括贯穿所述支撑杆的贯穿孔，每个关节设有绳孔；所述第一牵引绳用于依次穿过每个关节的所述绳孔，以及所述连接件的贯穿孔后终止于所述第六关节。
19.根据权利要求18所述的内窥镜，其特征在于，每个所述关节在所述绳孔的相邻位置设置有收容孔，所述收容孔用于供所述内窥镜的光源线缆穿过。
20.根据权利要求18所述的内窥镜，其特征在于，所述连接件的偏摆角为ε，所述ΔLside为第一牵引绳的长度变化量，b’为所述第一牵引绳和与所述第一牵引绳相对的牵引绳在第二关节组件的固定点之间的距离，
Sinε＝ΔLside/b’。
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