4.2.2 Механизм управления гибкой частью эндоскопа

 

Для управления гибкой частью эндоскопа используются различные механизмы, наиболее распространенные из которых представлены на рисунке 80.

Для отклонения дистального конца 1 в нужном направлении (рисунок 80а) вращательное движение рукоятки 2 с зубчатым колесом 3 преобразовывается в поступательное перемещение зубчатых реек 4, с которыми связаны гибкие тяги-тросы 5. Эти тяги проходят через гибкие оболочки 6, сочленение 7 и другим концом крепятся к объективной части. При вращении рукоятки 2 с зубчатым колесом 3 зубчатые рейки 4 перемещаются в противоположные стороны, натягивая одну и отпуская другую тягу 5. За счет разности усилий дистальный конец с гибким сочленением поворачивается в сторону с большим усилием тяги.

Рисунок 80 – Схема управления дистальным концом эндоскопа: а) с реечной передачей; б) с цепной передачей; в) со шкивом

В ряде современных гибких эндоскопов вращательное движение зубчатого колеса преобразовывается в поступательное движение тяг-тросов при помощи цепной передачи 8 (рисунок 80б)

В эндоскопах с малогабаритными механизмами управления наодной оси с рукояткой (рисунок 80в) устанавливается шкив 9. Для задания пространственного положения гибкого сочленения одна группа тяг с помощью рукоятки наматывается на шкив, а другая сматывается со шкива. За счет изменения длины тяг гибкое сочленение изменяет свою траекторию независимо от длины гибкой части и кривизны ее изгиба.

Изменение длины тяг 1 определяется в основном диаметром d_ш шкива 2 и расстоянием d между тягами в гибком сочленении (рисунок 81) [38]. С учетом эксплуатационных требований, угол отклонения b ручки управления 3 ограничивается диапазоном ±90°. Угол отклонения дистального конца 4 задается техническими требованиями. При выбранном расстоянии d между тягами диаметр шкива d_ш рассчитывается по изменению длины тяги DL гибкой части L₀ при изгибе по радиусу:

;

;

.

С учетом изменения длины тяги на DL длина дуги окружностиот поворота шкива на угол 90° составит . Тогда диаметр шкива определяется по формуле  или после ее преобразования:

.

Выбор внутреннего диаметра гибкой оболочки производится из условия обеспечения свободного перемещения (нагрузки) тяги, так как особых механических нагрузок оболочка не несет.

При необходимости отклонения дистального конца не в одной, а в разных плоскостях требуется усложнение механизма управления, который содержит не одну рукоятку управления, а две соосно расположенных. Каждая из рукояток управляет натяжением своей пары тросов, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, тем самым обеспечивая отклонение дистального конца в различных направлениях.

Рисунок 81 – Схема расчета шкива