[发明专利]一种可变刚度的柔性胃镜

说明书

一种可变刚度的柔性胃镜，包括柔性胃镜机构本体、控制电路以及末端图像采集装置，柔性胃镜机构本体包括两个前后相接的软体臂，即软体臂a与软体臂b，位于后端的软体臂上设置末端图像采集装置；所述软体臂的实体部分包括橡胶管、外壳以及前后端盖，所述橡胶管的中央设置有一个内腔，所述内腔通过气管连接至气动比例阀，所述气动比例阀与控制电路连接，所述前端盖与后端盖间固连有外壳和橡胶管；所述外壳上等间距分布有外楔形块，所述外楔形块间形成近似直角梯形的楔形槽，所述橡胶管的外侧等间距分布有内楔形块。本发明通过改变气压大小的方式，来控制该可变刚度的柔性胃镜的刚度大小，以实现进入消化道时的自适应程度和末端方向的有效控制。

技术领域

本发明属于医疗器械，涉及一种胃镜。

背景技术

与刚性机器人相比，软性机器人在面对抓取柔性物体、狭小空间作业、人机交互频繁的场景具有明显的优势。在触碰人员时，软体机器人需要保持较小的刚度，以保证其自适应性，保证人员的安全性。而在抓取操作物体时，软体机器人需要保持更高的刚度，以保证软体机器人的抓持力和控制性能。

现有的胃镜一般为软式的内窥镜，虽然能有效地防止胃镜末端对食道与胃的伤害，但是提升自适应性的同时也造成了控制能力的不足。当胃镜发现病灶时，胃镜由于其存在较大的柔性，使得末端无法精确对准病灶位置。

中国专利号CN201810883664提出了一种基于磁流变液的可软硬变换的胃镜，但是存在磁流变液泄漏的危险性问题。

发明内容

为了克服已有胃镜的刚性不可变或者可变结构存在安全隐患的不足,本发明提供了一种可变刚度的柔性胃镜。本发明可通过改变气压大小的方式，来控制该可变刚度的柔性胃镜的刚度大小，以实现进入消化道时的自适应程度和末端方向的有效控制。本发明综合了硬式胃镜易于控制的优势和柔式胃镜的安全性，旨在解决可控性与自适应性的矛盾。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可变刚度的柔性胃镜，包括柔性胃镜机构本体、控制电路以及末端图像采集装置，所述柔性胃镜机构本体包括两个前后相接的软体臂，即软体臂a与软体臂b，位于后端的软体臂上设置末端图像采集装置；

所述软体臂的实体部分包括橡胶管、外壳以及前后端盖，所述橡胶管的中央设置有一个内腔，所述内腔通过气管连接至气动比例阀，所述气动比例阀与控制电路连接，所述前端盖与后端盖间固连有外壳和橡胶管；在没有供气的情况下，橡胶管与壳体分离；所述外壳上等间距分布有外楔形块，所述外楔形块间形成近似直角梯形的楔形槽，所述橡胶管的外侧等间距分布有内楔形块，充气膨胀时所述橡胶管上内楔形块嵌入壳体上的楔形槽中，形成刚度可变的结构。

进一步，所述外壳上还等角度分布有三个气室，气室a，气室b以及被剖去的一个气室，用户可通过气动比例阀组来控制三个气室的气压，实现软体臂朝不同的方向弯曲。

再进一步，所述外壳上还等角度分布有三个通孔，所述通气孔a，通气孔b以及被剖去的通孔分别为电缆管道、供水管道和充气管道，所述电缆管道用于为LED灯以及摄像头供电和信号的传输，所述供水管道用于为清洗喷头提供清洁水；所述充气管道用于为充气孔供气。

更进一步，所述软体臂a前端盖上有10个通孔分别为软体臂a通气孔a、软体臂a通气孔b、软体臂a通气孔c、软体臂b通气孔a、软体臂b通气孔b、软体臂b通气孔c、电缆管道、供水管道、充气管道以及内腔通气孔，所述软体臂a通气孔a、软体臂a通气孔b以及软体臂a通气孔c三个通气孔一端连接至气动比例阀，另一端分别与软体臂a的三个气室相连，通过改变三个气室的气压实现软体臂a的弯曲运动；所述软体臂b通气孔a、软体臂b通气孔b以及软体臂b通气孔c三个通气孔一端连接至气动比例阀，另一端分别与软体臂b的三个气室相连；通过改变三个气室的气压实现软体臂b的弯曲运动。