结肠镜操控装置的制作方法

[0001]
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种结肠镜操控装置。


背景技术：

[0002]
传统的医护行业面临着医护人员长时间、高负荷和快周转等问题，随着我国人口老龄化加剧，一方面人力成本显著提高，另一方面社会医疗需求愈发增大。因此，医护行业的自动化智能化是解决上述问题的有效举措，也是该行业发展的必然趋势。智慧医疗作为破解成本、提高效率的有效解决方案，可以极大地较低医护人员的劳动强度，提高手术效率和治愈成功率。结肠癌是全球发病率第三的恶性肿瘤，而结肠镜是发现、预防并治疗结肠癌的有效工具。
[0003]
而目前的基于人工操作的结肠镜技术严重依赖操作者的经验和繁重的体力劳动，无法实现结肠检查的高效性、安全性和易操作性。


技术实现要素：

[0004]
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种结肠镜操控装置，以解决现有结肠镜操作冗繁，检查效率低的问题。
[0005]
根据本发明实施例的一种结肠镜操控装置，包括：
[0006]
操作机构，所述操作机构包括轨迹球和轨迹采集组件，所述轨迹球与所述轨迹采集组件连接；
[0007]
控制机构，所述控制机构包括控制器，所述控制器的输入端与所述轨迹采集组件连接；
[0008]
输出机构，所述输出机构包括驱动组件和结肠镜镜头，所述驱动组件与所述控制器的输出端连接，所述驱动组件的驱动端与所述结肠镜镜头连接。
[0009]
本发明实施例提供的结肠镜操控装置，通过设置操作机构、控制机构和输出机构，轨迹采集组件采集轨迹球的转动轨迹信息，控制器接收轨迹信息后转化为电信号传输至驱动组件，驱动组件驱动结肠镜镜头转动，进而实现对结肠镜镜头的操控，简化操作，降低劳动强度，实现结肠检查的高效性、安全性和精准性。
[0010]
根据本发明的一个实施例，所述操作机构还包括第一保护盒，所述第一保护盒设有第一保护盖，所述第一保护盒内设有支撑基座，所述轨迹球设于所述支撑基座上，所述第一保护盖设有与所述轨迹球相适配的操作孔。
[0011]
根据本发明的一个实施例，所述轨迹采集组件设于所述第一保护盒内，所述轨迹采集组件包括第一摩擦轴、第一编码器、第二摩擦轴和第二编码器；
[0012]
所述第一摩擦轴的第一端与固定在所述第一保护盒内的第一轴承基座连接，所述第一摩擦轴与所述轨迹球相切，所述第一摩擦轴的第二端通过第一联轴器与所述第一编码器连接，所述第一编码器与所述控制器连接；
[0013]
所述第二摩擦轴的第一端与固定在所述第一保护盒内的第二轴承基座连接，所述
第二摩擦轴与所述轨迹球相切，所述第二摩擦轴的第二端通过第二联轴器与所述第二编码器连接，所述第二编码器与所述控制器连接。
[0014]
根据本发明的一个实施例，所述轨迹采集组件还包括均与所述控制器连接的第一电磁锁和第二电磁锁，所述第一电磁锁通过第一固定基座固定在所述第一保护盒内，所述第一电磁锁的输出轴的端部与所述轨迹球阻尼适配；
[0015]
所述第二电磁锁通过第二固定基座固定在所述第一保护盒内，所述第二电磁锁的输出轴的端部与所述轨迹球阻尼适配。
[0016]
根据本发明的一个实施例，所述第一摩擦轴的轴线与所述第二摩擦轴的轴线垂直，所述第一电磁锁的输出轴的轴线与所述第二电磁锁的输出轴的轴线垂直，所述第一电磁锁和所述第一电磁锁分别设于所述轨迹球的相对两侧，所述第二电磁锁和所述第二电磁锁分别设于所述轨迹球的相对两侧。
[0017]
根据本发明的一个实施例，所述第一电磁锁的输出轴的端部套设有第一阻尼套，所述第二电磁锁的输出轴的端部套设有第二阻尼套。
[0018]
根据本发明的一个实施例，所述轨迹球的周侧均匀设有第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第四振动传感器，所述第一振动传感器、所述第二振动传感器、所述第三振动传感器和所述第四振动传感器分别设于所述第一保护盒的内壁上。
[0019]
根据本发明的一个实施例，所述输出机构还包括第二保护盒，所述第二保护盒设有第二保护盖，所述驱动组件包括调节手柄、第一齿轮、第二齿轮和角度保持旋钮，所述调节手柄的第一端与所述结肠镜镜头连接，所述调节手柄套设有用以套设所述第一齿轮的第一旋钮和用以套设所述第二齿轮的第二旋钮，所述角度保持旋钮与所述调节手柄的第二端连接，所述第二保护盖上设有与所述角度保持旋钮相适配的第一通孔，所述第二保护盒的一侧壁设有与所述结肠镜镜头探出适配的第二通孔。
[0020]
根据本发明的一个实施例，所述输出机构还包括均与所述控制器连接的第一电机和第二电机，所述第一电机的输出端穿设在所述第二保护盒内，且设置有第三齿轮，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合；
[0021]
所述第二电机的输出端穿设在所述第二保护盒内，且设置有第四齿轮，所述第四齿轮与所述第一齿轮啮合。
[0022]
根据本发明的一个实施例，所述第一齿轮两侧的调节手柄上分别套设第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板通过第一螺栓连接；
[0023]
所述第二齿轮两侧的调节手柄上分别套设第三固定板和第四固定板，所述第三固定板和所述第四固定板通过第二螺栓连接。
[0024]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0025]
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0026]
图1为本发明实施例的结肠镜操控装置的结构示意图；
[0027]
图2为本发明实施例的结肠镜操控装置中操作机构的结构示意图；
[0028]
图3为本发明实施例的结肠镜操控装置中输出机构的结构示意图。
[0029]
附图标记：
[0030]
1、操作机构；2、输出机构；3、第一保护盖；4、第一保护盒；5、操作孔；6、轨迹球；7、穿线孔；8、第二保护盖；9、第二保护盒；10、第一通孔；11、角度保持旋钮；12、第二通孔；13、结肠镜镜头；14、第一电机；15、第二电机；16、支撑基座；17、第一摩擦轴；18、第一轴承基座；19、第一联轴器；20、第一安装座；21、第一编码器；22、第二摩擦轴；23、第二轴承基座；24、第二联轴器；25、第二安装座；26、第二编码器；27、第一电磁锁；28、第一固定基座；29、第一阻尼套；30、第二电磁锁；31、第二固定基座；32、第二阻尼套；33、第一振动传感器；34、第二振动传感器；35、第三振动传感器；36、第四振动传感器；37、调节手柄；39、第三联轴器；40、第三齿轮；41、第二齿轮；42、第二旋钮；43、第四固定板；44、第三固定板；46、第四联轴器；47、第四齿轮；48、第一齿轮；49、第一旋钮；50、第二固定板；51、第一固定板。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0032]
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
[0034]
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0035]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征
进行结合和组合。
[0036]
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种结肠镜操控装置，包括：
[0037]
操作机构1，所述操作机构1包括轨迹球6和轨迹采集组件，所述轨迹球6与所述轨迹采集组件连接；
[0038]
控制机构，所述控制机构包括控制器，所述控制器的输入端与所述轨迹采集组件连接；
[0039]
输出机构2，所述输出机构2包括驱动组件和结肠镜镜头13，所述驱动组件与所述控制器的输出端连接，所述驱动组件的驱动端与所述结肠镜镜头13连接。可以理解的是，操作机构1作为控制机构的操控信息输入机构，控制机构将操控信息转化操控电信号，并传输至输出机构2，实现对结肠镜镜头13的操控。具体的，操作机构1与输出机构2独立设置，方便独立对操作机构1进行操作，同时输出机构2可独立执行对结肠镜镜头13的转动，提高操控的灵活性。
[0040]
进一步地，操作机构1包括轨迹球6和轨迹采集组件，操作人员通过操作旋转滑动轨迹球6，轨迹采集组件采集轨迹球6的旋转运动轨迹信息。控制机构包括控制器，控制器的输入端与轨迹采集组件连接，用以接收运动轨迹信息，并计算转化为操控电信号。
[0041]
其中，输出机构2包括驱动组件和结肠镜镜头13，控制器的输出端与驱动组件连接，实现将操控电信号传输至驱动组件，驱动组件的驱动端与结肠镜镜头13连接，驱动组件根据操控电信号输出动力，并作用于结肠镜镜头13，使结肠镜镜头13根据结肠检查的需要进行转动，实现对结肠镜镜头13的操控。也就是说，通过对轨迹球6的操作，即可实现对结肠镜镜头13的操控。
[0042]
本发明实施例提供的结肠镜操控装置，通过设置操作机构1、控制机构和输出机构2，轨迹采集组件采集轨迹球6的转动轨迹信息，控制器接收轨迹信息后转化为电信号传输至驱动组件，驱动组件驱动结肠镜镜头13转动，进而实现对结肠镜镜头13的操控，简化操作，降低劳动强度，实现结肠检查的高效性、安全性和精准性。
[0043]
根据本发明的一个实施例，所述操作机构1还包括第一保护盒4，所述第一保护盒4设有第一保护盖3，所述第一保护盒4内设有支撑基座16，所述轨迹球6设于所述支撑基座16上，所述第一保护盖3设有与所述轨迹球6相适配的操作孔5。可以理解的是，第一保护盒4的上侧设有第一保护盖3，构成封闭盒体，实现对第一保护盒4内的部件的保护。第一保护盒4内设有支撑基座16，轨迹球6设置在支撑基座16上，轨迹球6可在支撑基座16上自由滚动。第一保护盖3设有与轨迹球6相适配的操作孔5，操作孔5的尺寸小于轨迹球6的直径，但需要保证轨迹球6的上侧通过操作孔5露在第一保护盒4的外侧，保证操作人员可对轨迹球6进行操控。值得说明的是，第一保护盒4的尺寸和重量需满足方便操作人员的抓持。
[0044]
根据本发明的一个实施例，第一保护盒4的侧壁上设有穿线孔7，用以穿设设置电源电线及信号传输线。
[0045]
根据本发明的一个实施例，所述轨迹采集组件设于所述第一保护盒4内，所述轨迹采集组件包括第一摩擦轴17、第一编码器21、第二摩擦轴22和第二编码器26；所述第一摩擦轴17的第一端与固定在所述第一保护盒4内的第一轴承基座18连接，所述第一摩擦轴17与所述轨迹球6相切，所述第一摩擦轴17的第二端通过第一联轴器19与所述第一编码器21连接，所述第一编码器21与所述控制器连接；所述第二摩擦轴22的第一端与固定在所述第一
保护盒4内的第二轴承基座23连接，所述第二摩擦轴22与所述轨迹球6相切，所述第二摩擦轴22的第二端通过第二联轴器24与所述第二编码器26连接，所述第二编码器26与所述控制器连接。可以理解的是，轨迹采集组件设于第一保护盒4内，实现对轨迹采集组件的保护。当轨迹球6在第一摩擦轴17的轴向方向的运动分量不为零时，轨迹球6则根据其与第一摩擦轴17的直径比带动第一摩擦轴17旋转，当第一摩擦轴17旋转时，第一编码器21通过第一联轴器19记录第一摩擦轴17旋转的角度和速度，并将上述物理量的信息实时传递给控制器。当轨迹球6在第二摩擦轴22的轴向方向的运动分量不为零时，轨迹球6则根据其与第二摩擦轴22的直径比带动第二摩擦轴22旋转，当第二摩擦轴22旋转时，第二编码器26通过第二联轴器24记录第二摩擦轴22旋转的角度和速度，并将上述物理量的信息实时传递给控制器。
[0046]
其中，第一编码器21通过第一安装座20安装于第一保护盒4内，第二编码器26通过第二安装座25安装于第一保护盒4内。
[0047]
根据本发明的一个实施例，所述轨迹采集组件还包括均与所述控制器连接的第一电磁锁27和第二电磁锁30，所述第一电磁锁27通过第一固定基座28固定在所述第一保护盒4内，所述第一电磁锁27的输出轴的端部与所述轨迹球6阻尼适配；所述第二电磁锁30通过第二固定基座31固定在所述第一保护盒4内，所述第二电磁锁30的输出轴的端部与所述轨迹球6阻尼适配。
[0048]
根据本发明的一个实施例，所述第一电磁锁27的输出轴的端部套设有第一阻尼套29，所述第二电磁锁30的输出轴的端部套设有第二阻尼套32。可以理解的是，轨迹球6的球心位于第一电磁锁27的输出轴的轴线和第二电磁锁30的输出轴的轴线上。当继续沿着与第一电磁锁27的输出轴垂直的方向旋转时会有刺穿肠壁的风险时，第一电磁锁27的输出轴自动伸长，使其输出轴上的第一阻尼套29与轨迹球6接触，增加轨迹球6旋转时的阻尼，从而提醒操作者减小在该方向的操作量以防止刺穿肠壁；当继续沿着与第二电磁锁30的输出轴垂直的方向旋转时会有刺穿肠壁的风险时，第二电磁锁30的输出轴自动伸长，使其输出轴上的第二阻尼套32与轨迹球6接触，增加轨迹球6旋转时的阻尼，从而提醒操作者减小在该方向的操作量以防止刺穿肠壁。
[0049]
根据本发明的一个实施例，所述第一摩擦轴17的轴线与所述第二摩擦轴22的轴线垂直，所述第一电磁锁27的输出轴的轴线与所述第二电磁锁30的输出轴的轴线垂直，所述第一电磁锁27和所述第一电磁锁27分别设于所述轨迹球6的相对两侧，所述第二电磁锁30和所述第二电磁锁30分别设于所述轨迹球6的相对两侧。可以理解的是，如图2所示，第一摩擦轴17设于轨迹球6的后侧，第一电磁锁27设于轨迹球6的前侧，第一电磁锁27的输出轴的轴线与第一摩擦轴17的轴线垂直；第二摩擦轴22设于轨迹球6的左侧，第二电磁锁30设于轨迹球6的右侧，第二电磁锁30的输出轴的轴线与第二摩擦轴22的轴线垂直；第一电磁锁27的输出轴的轴线与第二电磁锁30的输出轴的轴线垂直，第一摩擦轴17的轴线与第二摩擦轴22的轴线垂直。
[0050]
根据本发明的一个实施例，所述轨迹球6的周侧均匀设有第一振动传感器33、第二振动传感器34、第三振动传感器35和第四振动传感器36，所述第一振动传感器33、所述第二振动传感器34、所述第三振动传感器35和所述第四振动传感器36分别设于所述第一保护盒4的内壁上。可以理解的是，第一振动传感器33设于第一保护盒4的后侧壁上，第二振动传感器34设于第一保护盒4的右侧壁上，第三振动传感器35设于第一保护盒4的前侧壁上，第四
振动传感器36设于第一保护盒4的左侧壁上。当操作者继续沿着某个方向操控轨迹球6会有刺穿肠壁的风险时，对应方向的振动传感器开始振动，且风险越大时，对应的振动传感器的振动频率越高。
[0051]
根据本发明的一个实施例，所述输出机构2还包括第二保护盒9，所述第二保护盒9设有第二保护盖8，所述驱动组件包括调节手柄37、第一齿轮48、第二齿轮41和角度保持旋钮11，所述调节手柄37的第一端与所述结肠镜镜头13连接，所述调节手柄37套设有用以套设所述第一齿轮48的第一旋钮49和用以套设所述第二齿轮41的第二旋钮42，所述角度保持旋钮11与所述调节手柄37的第二端连接，所述第二保护盖8上设有与所述角度保持旋钮11相适配的第一通孔10，所述第二保护盒9的一侧壁设有与所述结肠镜镜头13探出适配的第二通孔12。
[0052]
根据本发明的一个实施例，所述输出机构2还包括均与所述控制器连接的第一电机14和第二电机15，所述第一电机14的输出端穿设在所述第二保护盒9内，且设置有第三齿轮40，所述第三齿轮40与所述第二齿轮41啮合；所述第二电机15的输出端穿设在所述第二保护盒9内，且设置有第四齿轮47，所述第四齿轮47与所述第一齿轮48啮合。可以理解的是，第一电机14通过接收控制器传来的控制信号，按照控制指令以特定的速度运动到指定的位置，通过第三齿轮40带动与之啮合的第二齿轮41，第二齿轮41带动第二旋钮42，进而带动调节手柄37转动，实现结肠镜镜头13的旋转，从而使结肠镜的完成全部运动并配合完成结肠检查工作，同时第一电机14实时通过第三联轴器39实时记录第一电机14的旋转角度和旋转速度并传输至控制器，通过控制器记录第一电机14的电流环并通过动力学计算输出力矩。第二电机15通过接收控制器传来的控制信号，按照控制指令以特定的速度运动到指定的位置，通过第四齿轮47带动与之啮合的第一齿轮48，第一齿轮48带动第一旋钮49，进而带动调节手柄37转动，实现结肠镜镜头13的旋转，从而使结肠镜的完成全部运动并配合完成结肠检查工作，同时第二电机15实时通过第四联轴器46实时记录第二电机15的旋转角度和旋转速度并传输至控制器，通过控制器记录第二电机15的电流环并通过动力学计算输出力矩。
[0053]
根据本发明的一个实施例，所述第一齿轮48两侧的调节手柄37上分别套设第一固定板51和第二固定板50，所述第一固定板51和所述第二固定板50通过第一螺栓连接；所述第二齿轮41两侧的调节手柄37上分别套设第三固定板44和第四固定板43，所述第三固定板44和所述第四固定板43通过第二螺栓连接。可以理解的是，第一旋钮49套设在第一齿轮48的第一套孔内，第一旋钮49和第一齿轮48设于第一固定板51和第二固定板50之间，第一固定板51和第二固定板50通过5个均布的第一螺栓固定连接。第二旋钮42套设在第二齿轮41的第二套孔内，第二旋钮42和第二齿轮41设于第三固定板44和第四固定板43之间，第三固定板44和第四固定板43通过6个均布的第二螺栓固定连接。角度保持旋钮11与调节手柄37的第二端连接，用以手动保持结肠镜镜头13的角度。
[0054]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
[0055]
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发
明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。