[發明專利]一種可變剛度的柔性胃鏡

在審

• 申請號: 201910067343.2
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109770840A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 楊邦出;鮑官軍;陳志培;方醒;楊慶華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: A61B1/273
• 分類號: A61B1/273;A61B1/005;A61B1/015;A61B1/04;A61B1/06;A61B1/12
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述柔性胃鏡包括柔性胃鏡機構本體、控制電路以及末端圖像采集裝置，所述柔性胃鏡機構本體包括兩個前后相接的軟體臂，即軟體臂a與軟體臂b，位于后端的軟體臂上設置末端圖像采集裝置；

所述軟體臂的實體部分包括橡膠管、外殼以及前后端蓋，所述橡膠管的中央設置有一個內腔，所述內腔通過氣管連接至氣動比例閥，所述氣動比例閥與控制電路連接，所述前端蓋與后端蓋間固連有外殼和橡膠管；在沒有供氣的情況下，橡膠管與殼體分離；所述外殼上等間距分布有外楔形塊，所述外楔形塊間形成近似直角梯形的楔形槽，所述橡膠管的外側等間距分布有內楔形塊，充氣膨脹時所述橡膠管上內楔形塊嵌入殼體上的楔形槽中，形成剛度可變的結構。

2.如權利要求1所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述外殼上還等角度分布有三個氣室，氣室a，氣室b以及被剖去的一個氣室，用戶可通過氣動比例閥組來控制三個氣室的氣壓，實現軟體臂朝不同的方向彎曲。

3.如權利要求1或2所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述外殼上還等角度分布有三個通孔，所述通氣孔a，通氣孔b以及被剖去的通孔分別為電纜管道、供水管道和充氣管道，所述電纜管道用于為LED燈以及攝像頭供電和信號的傳輸，所述供水管道用于為清洗噴頭提供清潔水；所述充氣管道用于為充氣孔供氣。

4.如權利要求3所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述軟體臂a前端蓋上有10個通孔分別為軟體臂a通氣孔a、軟體臂a通氣孔b、軟體臂a通氣孔c、軟體臂b通氣孔a、軟體臂b通氣孔b、軟體臂b通氣孔c、電纜管道、供水管道、充氣管道以及內腔通氣孔，所述軟體臂a通氣孔a、軟體臂a通氣孔b以及軟體臂a通氣孔c三個通氣孔一端連接至氣動比例閥，另一端分別與軟體臂a的三個氣室相連，通過改變三個氣室的氣壓實現軟體臂a的彎曲運動；所述軟體臂b通氣孔a、軟體臂b通氣孔b以及軟體臂b通氣孔c三個通氣孔一端連接至氣動比例閥，另一端分別與軟體臂b的三個氣室相連；通過改變三個氣室的氣壓實現軟體臂b的彎曲運動。

5.如權利要求3所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述電纜管道用于LED燈以及攝像頭供電和信號的傳輸；所述供水管道用于為清洗噴頭提供清潔水；所述充氣管道用于為充氣孔供氣；所述內腔充氣孔用于軟體臂a以及軟體臂b的內腔充氣，以實現軟體臂a以及軟體臂b的剛度控制。

6.如權利要求1或2所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述末端圖像采集裝置包括攝像頭，所述軟體臂b后端蓋上裝有清洗噴頭、攝像頭、LED燈以及充氣孔，所述攝像頭用于采集實時的圖像信號，并通過電纜通道把圖像傳輸回工控機；所述清洗噴頭的方向需對準攝像頭，所述LED燈為圖像傳感器的圖像采集提供光源，所述充氣孔采用的是徑向多孔道輸出方式。

7.如權利要求1或2所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述控制電路包括工控機、總線以及各個部件的控制電路，所述工控機連接有人機交互界面HMI，通過HMI觀察到攝像頭采集到的圖像信息，并且通過HMI控制LED燈的通斷、小型水泵的通斷以及氣動比例閥組的壓力控制。

8.如權利要求7所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述工控機與轉接盒通過所述總線實現電連接，所述攝像頭的信號由一個單獨的以太網接口連接；所述轉接盒分別電連接有8個氣動比例閥的模擬量控制信號、電磁鐵的開關量信號、電子開關的觸發信號以及公共端與電源負極共地。

9.如權利要求7所述的一種可變剛度的柔性胃鏡，其特征在于，所述氣動比例閥組中，有3個氣動比例閥用于控制軟體臂a的運動，有3個氣動比例閥用于控制軟體臂b的運動，1個氣動比例閥用于通過充氣孔控制病患胃部的充其量，1個氣動比例閥用于控制柔性胃鏡的剛度大小；所述氣動比例閥組通過氣管連接至柔性胃鏡結構本體；所述電磁鐵由開關量控制，可吸附或釋放銜鐵，用于通斷小型水泵；所述小型水泵為所述清洗噴頭提供壓力水源；所述電子開關可實現對所述LED燈的通斷控制，以實現對病患胃部的照明控制。