Механізм керування гнучкою частиною ендоскопа

Для керування гнучкою частиною ендоскопа використовуються різні механізми, найбільш поширені з яких представлені на рисунку 4.9.

Рис. 4.9. Схема керування дистальним кінцем ендоскопа: а) з рейковою передачею; б) з ланцюговою передачею; в) з шківом

Для відхилення дистального кінця 1 в потрібному напрямку (рисунок 4.9, а) обертальний рух рукоятки 2 із зубчастим колесом 3 перетворюється в поступальне переміщення зубчастих рейок 4, з якими пов'язані гнучкі тяга-троси 5. Ця тяга проходить через гнучкі оболонки 6, зчленування 7 і іншим кінцем кріпляться до об'єктивної частини. При обертанні рукоятки 2 із зубчастим колесом 3 зубчастих рейки 4 переміщаються в протилежні сторони, натягуючи одну і відпускаючи іншу тягу 5. За рахунок різниці зусиль дистальний кінець з гнучким зчленуванням обертається вбік з великим зусиллям тяги.

У ряді сучасних гнучких ендоскопів обертальний рух зубчастого колеса перетворюється в поступальну ходу тяги-тросів за допомогою ланцюгової передачі 8 (рисунок 4.9, б).

У ендоскопах з малогабаритними механізмами керування на одній осі з рукояткою (рисунок 4.9, в) встановлюється шків 9. Для завдання просторового положення гнучкого зчленування одна група тяги за допомогою рукоятки намотується на шків, а інша змотується з шківа. За рахунок зміни довжини тяги гнучке зчленування змінює свою траєкторію незалежно від довжини гнучкої частини і кривизни її вигину.

Зміна довжини тяги 1 визначається в основному діаметром шківа 2 і відстанню між тягою в гнучкому зчленуванні (рисунок 4.10) [38]. З врахуванням експлуатаційних вимог, кут відхилення ручки керування 3 обмежується діапазоном ±90°. Кут відхилення дистального кінця 4 задається технічними вимогами. При вибраній відстані між тягою діаметр шківа розраховується по зміні довжини тяги гнучкої частини при вигині по радіусу:

; ; .

Рис. 4.10. Схема розрахунку шківа

З врахуванням зміни довжини тяги на довжина дуги окружності повороту шківа на кут 90° складе . Тоді діаметр шківа визначається за формулою або після її перетворення:

.

Вибір внутрішнього діаметру гнучкої оболонки проводиться з умови забезпечення вільного переміщення (навантаження) тяги, оскільки особливих механічних навантажень оболонка не несе.

При необхідності відхилення дистального кінця не в одній, а в різних площинах потрібне ускладнення механізму керування, який містить не одну рукоятку керування, а дві співвіснорозміщених. Кожна з рукояток керує натягненням своєї пари тросів, розташованих в двох взаємно перпендикулярних площинах, тим самим забезпечуючи відхилення дистального кінця в різних напрямах.