專利名稱：管道鏡、管道鏡的鉸接部件以及利用該鉸接部件的遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的公開內(nèi)容涉及管道鏡和視頻示波器。
背景技術(shù)：
本部分提供與本實(shí)用新型的公開內(nèi)容相關(guān)的背景資料，但并不一定是現(xiàn)有技術(shù)。用于檢查視覺模糊位置的管道鏡和視頻示波器(又稱為遠(yuǎn)程檢查裝置)一般定制用于特別應(yīng)用。比如，有些遠(yuǎn)程檢查裝置已定制用于管道工檢查管道和排水管。同樣，其它類型的遠(yuǎn)程檢查裝置已定制用于機(jī)械工檢查需修理機(jī)器的內(nèi)部隔室。已知管道鏡的成像器頭部能夠鉸接以朝向目標(biāo)遠(yuǎn)程引導(dǎo)成像器頭部以進(jìn)行觀察。 延伸柔性電纜的從圖像觀察裝置到成像器頭部的長(zhǎng)度的控制線的使用也是已知的。用于這些應(yīng)用的已知柔性電纜通常分成兩類，第一設(shè)計(jì)具有多段，每個(gè)段具有形成有該段或附裝 (比如通過焊接)到引導(dǎo)控制線的單獨(dú)段上的一個(gè)或多個(gè)控制線管。獨(dú)立的段通常相互鉸接或銷接。多段的設(shè)計(jì)對(duì)于生產(chǎn)和建造是昂貴的，并由于在電纜彎曲期間各段相互接觸而限制了彎曲半徑。第二設(shè)計(jì)用柔性彈簧代替多個(gè)獨(dú)立段，該柔性彈簧消除了各段之間的銷或連接并允許電纜的更大靈活性。但是，這些設(shè)計(jì)允許彈簧在電纜彎曲時(shí)軸向壓縮，從而如果將電纜操作成多段彎曲，彈簧的盤圈彼此相對(duì)聯(lián)結(jié)，這顯著地增大了操作成像器頭部所需的力，增加了控制線的摩擦磨損，并能夠阻止成像器頭部向后朝向其無效或直線位置彈性回復(fù)。用于減小固定到彈簧圈上的彈簧的軸向壓縮的裝置在該裝置的至少一個(gè)平面內(nèi)防止彈簧的全程彎曲。

實(shí)用新型內(nèi)容本部分提供本實(shí)用新型公開內(nèi)容的一般概要，而并非其完全范圍或其全部特征的詳盡公開。根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例，布置在柔性電纜與管道鏡的成像器頭部之間的鉸接部件包括具有限定中央腔的多個(gè)線盤圈的彈簧。軸向基本上不可壓縮的部件自由定位在彈簧的中央腔內(nèi)。該不可壓縮部件允許彈簧和成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止彈簧的任意盤圈之間的盤圈與盤圈的接觸。根據(jù)其它實(shí)施例，管道鏡包括具有貫穿柔性電纜的長(zhǎng)度布置的信號(hào)載體的柔性電纜。成像器頭部照亮緊鄰成像器頭部的目標(biāo)。鉸接部件布置在柔性電纜與成像器頭部之間。鉸接部件包括具有限定中央腔的盤圈線的彈簧和定位在彈簧的中央腔內(nèi)從附裝到柔性電纜的端部的連接器延伸至成像器頭部的軸向不可壓縮部件，該不可壓縮部件允許成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)避免盤圈線的軸向壓縮引起單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸。根據(jù)另外的實(shí)施例，管道鏡包括柔性電纜，柔性電纜具有貫穿柔性電纜的長(zhǎng)度布置的信號(hào)載體。成像器頭部提供用于照亮緊鄰成像器頭部的目標(biāo)。鉸接部件布置在柔性電纜與成像器頭部之間。鉸接部件包括具有限定中央腔并具有多個(gè)盤圈線環(huán)的盤圈線的彈簧，連續(xù)多個(gè)環(huán)相對(duì)于下一個(gè)或上一個(gè)環(huán)以規(guī)則的角增量進(jìn)行定位。軸向基本上不可壓縮的部件定位在彈簧的中央腔內(nèi)，從附裝到柔性電纜端部的連接器延伸到成像器頭部。該不可壓縮部件允許成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)避免盤圈線的軸向壓縮引起單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸。根據(jù)又一實(shí)施例，管道鏡包括具有貫穿柔性電纜的長(zhǎng)度布置的信號(hào)載體的柔性電纜。成像器頭部設(shè)置用于照亮目標(biāo)。鉸接部件布置在柔性電纜與成像器頭部之間。鉸接部件包括具有限定中央腔的盤圈線的彈簧和限定定位在彈簧的中央腔內(nèi)的拉簧并從附裝到柔性電纜的端部的連接器延伸到成像器頭部的軸向基本上不可壓縮的部件。該不可壓縮部件允許成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)避免盤圈線的軸向壓縮引起單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸。信號(hào)載體布置在軸向不可壓縮部件的中央腔內(nèi)，用于穿過鉸接部件。在進(jìn)一步的其它實(shí)施例中，利用布置在柔性電纜與成像器頭部之間的鉸接部件的遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)包括柔性電纜和用于照亮目標(biāo)的成像器頭部。鉸接部件布置在柔性電纜與成像器頭部之間。鉸接部件包括具有限定中央腔的多盤圈線的彈簧和自由地定位在彈簧的中央腔內(nèi)的軸向基本上不可壓縮的部件。該不可壓縮部件允許彈簧和成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止彈簧的任意盤圈之間的盤圈與盤圈的接觸。遠(yuǎn)程顯示裝置連接到與成像器頭部相對(duì)的柔性電纜上并提供觀察屏以遠(yuǎn)程觀察目標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種布置在管道鏡的柔性電纜與成像器頭部之間的鉸接部件，該鉸接部件包括彈簧，該彈簧具有限定中央腔的多個(gè)線盤圈；以及基本軸向不可壓縮構(gòu)件，基本軸向不可壓縮構(gòu)件自由地定位在彈簧的中央腔中，不可壓縮構(gòu)件允許彈簧和成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止彈簧的任何盤圈之間的盤圈與盤圈的接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種管道鏡，該管道鏡包括柔性電纜，該柔性電纜具有布置在其整個(gè)長(zhǎng)度上的信號(hào)載體；成像器頭部，用于照射靠近成像器頭部的目標(biāo)；鉸接部件，布置在柔性電纜和成像器頭部之間，該鉸接部件包括彈簧，該彈簧具有限定中央腔的盤圈線；和基本軸向不可壓縮構(gòu)件，基本軸向不可壓縮構(gòu)件定位在彈簧的中央腔中，從附連到柔性電纜的端部上的連接器延伸到成像器頭部，不可壓縮構(gòu)件允許成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止盤圈線的軸向壓縮和單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種管道鏡，該管道鏡包括柔性電纜，柔性電纜具有布置在其整個(gè)長(zhǎng)度上的信號(hào)載體；成像器頭部，成像器頭部用于照射靠近成像器頭部的目標(biāo)；鉸接部件，鉸接部件直接地連接到柔性電纜以及成像器頭部上；鉸接部件包括彈簧，彈簧具有限定中央腔的盤圈線，盤圈線具有盤圈線的多個(gè)環(huán)，環(huán)中的連續(xù)環(huán)相對(duì)于下一個(gè)環(huán)或前一個(gè)環(huán)以規(guī)則的角增量定位；和沿軸向方向基本不可壓縮構(gòu)件，其定位在彈簧的中央腔中，從附連到柔性電纜的端部上的連接器延伸到成像器頭部，不可壓縮構(gòu)件允許成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止盤圈線的軸向壓縮和單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸。根據(jù)本發(fā)明的還一方面，提供一種管道鏡，該管道鏡包括柔性電纜，柔性電纜具有布置在整個(gè)長(zhǎng)度上的信號(hào)載體；成像器頭部，成像器頭部用于照射目標(biāo)；鉸接部件，鉸接部件布置在柔性電纜以及成像器頭部之間；鉸接部件包括彈簧，彈簧包括限定中央腔的盤圈線；和基本軸向不可壓縮構(gòu)件，其限定拉簧，拉簧定位在彈簧的中央腔中并且從附連到柔性電纜的端部的連接器延伸到成像器頭部，不可壓縮構(gòu)件允許成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止盤圈線的軸向壓縮和單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸；以及信號(hào)載體，信號(hào)載體布置在軸向不可壓縮構(gòu)件的中央腔中以用于通過鉸接部件。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種使用布置在柔性電纜與成像器頭部之間的鉸接部件的遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)，該遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)包括柔性電纜；成像器頭部，成像器頭部用于照射目標(biāo)；鉸接部件，鉸接部件布置在柔性電纜與成像器頭部之間；鉸接部件包括彈簧，彈簧具有限定中央腔的多個(gè)線盤圈；和基本軸向不可壓縮構(gòu)件，基本軸向不可壓縮構(gòu)件自由地定位在彈簧的中央腔中，不可壓縮構(gòu)件允許彈簧和成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止彈簧的任何盤圈之間的盤圈與盤圈的接觸；以及遠(yuǎn)程顯示裝置，遠(yuǎn)程顯示裝置與成像器頭部相對(duì)地連接到柔性電纜上并且提供觀察屏以遠(yuǎn)程地觀察目標(biāo)。
適用范圍的其它領(lǐng)域?qū)脑诖颂峁┑恼f明中變得更加明顯。本概要中的說明和特定例子僅用于例證的目的，而非意圖限制本實(shí)用新型公開內(nèi)容的范圍。

在此說明的附圖僅用于選定實(shí)施例而非所有可能實(shí)施方式的例示性目的，并不預(yù)期限制本實(shí)用新型公開內(nèi)容的范圍。圖1是具有本實(shí)用新型公開內(nèi)容的鉸接成像器的成像器裝置的右前透視圖；圖2是圖1的區(qū)域2的左前透視圖；圖3是圖1的鉸接部件彎曲之后的前視圖；圖4是在圖2的截面4截取的剖面頂平面視圖；圖5是鉸接部件的另一個(gè)實(shí)施例的類似于圖4的剖面頂平面視圖；圖6是圖1的成像器頭部和鉸接部件的左后透視圖；圖7是在圖6的截面7截取的剖面前視圖；圖8是本實(shí)用新型公開內(nèi)容的盤簧的另一個(gè)實(shí)施例的前視圖；以及圖9是鉸接部件的另一個(gè)實(shí)施例的類似于圖4的剖面頂平面圖。在整個(gè)附圖的幾個(gè)視圖中，相應(yīng)的參考數(shù)字表示相應(yīng)的部件。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖更全面的說明示例性的實(shí)施例。提供示例性實(shí)施例以使本公開更加完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)其保護(hù)范圍。闡述許多細(xì)節(jié)，比如特定部件、裝置和方法的例子，以提供對(duì)本公開的實(shí)施例的全面理解。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯的是不必提供特定細(xì)節(jié)，示例性實(shí)施例可以許多不同形式實(shí)施，且不應(yīng)該解釋為限制本公開的范圍。在某些示例性實(shí)施例中，眾所周知的方法、眾所周知的裝置結(jié)構(gòu)和眾所周知的技術(shù)不作詳細(xì)說明。在此使用的術(shù)語僅用于描述具體示例性實(shí)施例的目的，而不意圖限制。如在此所用的單數(shù)形式“一”和“該”可意指也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確表示不是這樣。術(shù)語 “包括”、“包含”、“包含在內(nèi)”和“具有”是包括在內(nèi)的，因此確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、 元件、和/或部件的存在，但不防止其中一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或增加。在此說明的方法步驟、過程和操作并非解釋為必需以所述或所示特定次序執(zhí)行它們，除非特別標(biāo)識(shí)為一種執(zhí)行次序。也可以理解，可采用附加或可選擇的步
馬聚ο當(dāng)元件或?qū)臃Q為“在另一個(gè)元件或?qū)由稀?、“接合到”、“連接到”、或“聯(lián)接到”另一個(gè)元件或?qū)由蠒r(shí)，其可以直接在另一個(gè)元件或?qū)由稀⒅苯咏雍?、連接或聯(lián)接到另一個(gè)元件或?qū)由?，或可以存在中間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件稱為“直接在另一個(gè)元件或?qū)由稀?、“直接接合到”、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一個(gè)元件或?qū)由蠒r(shí)，可以不存在中間的元件或?qū)印?br> 用于描述元件之間關(guān)系的其它詞語應(yīng)該以類似方式理解(比如，“在......之間”相比“直
接在......之間”、“鄰接”相比“直接鄰接”等等)。如在此所用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)
或多個(gè)相關(guān)的列出項(xiàng)目的任意和所有組合。盡管在此可以使用術(shù)語第一、第二、第三等等以描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/ 或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語可僅用于使一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)區(qū)域、層或部分區(qū)別開。當(dāng)在此使用術(shù)語比如“第一”、“第二”及其它數(shù)值術(shù)語時(shí)，其并不包含順序或次序，除非上下文中明確指出。因此，在不脫離示例性實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下，以下所述第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以解釋為術(shù)語第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。在此可以使用相對(duì)空間術(shù)語——比如“內(nèi)部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等——以便于說明書描述如附圖所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(多個(gè))元件或(多個(gè))特征的關(guān)系。相對(duì)空間術(shù)語可包括除附圖描述的方位之外的使用中或操作中的裝置的不同方位。比如，如果附圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則描述為在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件將定位在其它元件或特征的“上方”。因此，示例術(shù)語“下方”可包括上方和下方兩個(gè)方位。裝置可以以不同方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或其它方位)，由此理解在此使用的相對(duì)空間描述語。參照?qǐng)D1，成像器裝置10包括從其自身光源(比如LED)向成像器頭部12附近的周圍區(qū)域發(fā)射光的成像器頭部12，并且還包括接收從作為圖像的目標(biāo)14反射的光并將圖像轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字電信號(hào)的光接收部件。該電信號(hào)從成像器頭部12經(jīng)由柔性光纖線或限定信號(hào)載體16的導(dǎo)線束并通過柔性電纜20傳輸，以用于在遠(yuǎn)程顯示裝置M的觀察屏22 上進(jìn)行觀察，信號(hào)載體16保護(hù)在柔性鉸接部件18內(nèi)。柔性防護(hù)蓋沈包繞鉸接部件18的元件并保護(hù)這些元件免受環(huán)境條件的影響。連接管觀能夠定位在鉸接部件18與柔性電纜20之間以過渡并引導(dǎo)第一控制線30和第二控制線32，第一控制線30和第二控制線32 貫穿鉸接18和柔性電纜20被可滑動(dòng)地容納。提供遠(yuǎn)程鉸接成像器頭部12的能力提供了將目標(biāo)14的圖像返回遠(yuǎn)程顯示裝置M 的增大的能力。為了達(dá)到上述目的，通過操作者旋轉(zhuǎn)設(shè)置有遠(yuǎn)程顯示裝置M的第一控制輪 34，可以操作第一控制線30以在由旋轉(zhuǎn)箭頭“A”和“B”表示的第一平面內(nèi)相對(duì)于柔性電纜 20和連接管觀旋轉(zhuǎn)成像器頭部12。通過操作者旋轉(zhuǎn)設(shè)置有遠(yuǎn)程顯示裝置M的第二控制輪36，能夠操作第二控制線32以在旋轉(zhuǎn)箭頭“C”和“D”表示的第二平面(朝向和遠(yuǎn)離如在圖1中可見的觀察者)內(nèi)相對(duì)于柔性電纜20和連接管觀旋轉(zhuǎn)成像器頭部12。通過同時(shí)旋轉(zhuǎn)第一和第二控制輪34、36，成像器頭部12能夠在多平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)以例如朝向目標(biāo)14引導(dǎo)成像器頭部12。因此，柔性電纜20能夠按需彎曲以緊鄰目標(biāo)14大致定位成像器頭部12，然后能夠利用由鉸接部件18提供的第二柔性將成像器頭部12特定地導(dǎo)向目標(biāo)14。控制線30、32中的每一個(gè)環(huán)繞滑輪，該滑輪與第一控制輪34和第二控制輪36中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。例如，第一控制線30環(huán)繞滑輪37，該滑輪37與第一控制輪34相連并且通過第一控制輪34的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。第二滑輪39 (在該視圖中不可見)類似地設(shè)置有第二控制輪36。第一控制線30因此可分為第一控制線的第一部分31和第一控制線的第二部分 33。第一控制線30的第一部分31和第二部分33在成像器頭部12的兩個(gè)相對(duì)側(cè)處固定到成像器頭部12上。朝向遠(yuǎn)程顯示裝置M拉動(dòng)第一部分31將減小在成像器頭部與滑輪37 之間的第一部分31的長(zhǎng)度，從而導(dǎo)致成像器頭部12圍繞旋轉(zhuǎn)箭頭“A”轉(zhuǎn)動(dòng)。第二部分33 將同時(shí)伸長(zhǎng)以容許該彎曲運(yùn)動(dòng)。反向地轉(zhuǎn)動(dòng)第一控制輪34(以及因此的滑輪37)將減小第二部分33的長(zhǎng)度并且拉長(zhǎng)第一部分31，從而提供成像器頭部12圍繞旋轉(zhuǎn)箭頭“B”的轉(zhuǎn)動(dòng)。 第二控制線32類似地構(gòu)造到第二控制輪36上并且類似地操作以控制成像器頭部12圍繞旋轉(zhuǎn)箭頭“C”或“D”中的任一個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在此不作進(jìn)一步地討論。參照?qǐng)D2，出于清楚的目的沒有示出撓性的防護(hù)蓋26。鉸接部件18包括彈簧38， 該彈簧38是一組連續(xù)的線圈盤40，該線圈盤40可以具有在從參照?qǐng)D3示出和描述的端部看去時(shí)的大致的圓形形狀。根據(jù)若干實(shí)施方式，線圈盤40的重復(fù)模式的單獨(dú)的更小直徑的環(huán)42、44、46、48 (在該視圖中環(huán)48不可見)向內(nèi)延伸到彈簧38的中央腔‘ ”內(nèi)，并且定位成連續(xù)環(huán)(例如，42、44)以相對(duì)于在后或在前(相對(duì)于縱向軸線50)的環(huán)90度的增量旋轉(zhuǎn)。第一控制線30的第一部分31和第二部分33顯示為延伸通過相對(duì)地定位的環(huán)的180 度。在示例性實(shí)施方式中，第一部分31自由地延伸穿過環(huán)42，而第二部分33自由地延伸穿過環(huán)46。第二控制線32的第一部分35和第二部分35’(在該視圖中只有第一部分35可見)也顯示為延伸通過相對(duì)地定位的環(huán)的180度。用于控制線32、34的材料可以是細(xì)尺度鋼絲、或者在拉伸時(shí)具有有限軸向伸長(zhǎng)的塑性材料。在示出的示例性實(shí)施方式中，第一部分 35自由地延伸穿過環(huán)44，而第二部分33 (不可見)自由地延伸穿過環(huán)48 (不可見)。例如通過拉動(dòng)或者減小第一控制線30的第一部分31在方向“F”上的長(zhǎng)度，同時(shí)使得第二部分 33在相反的方向“G”上變長(zhǎng)可以對(duì)成像器頭部12進(jìn)行操作以使成像器頭部12圍繞旋轉(zhuǎn)箭頭“A”運(yùn)動(dòng)。根據(jù)若干實(shí)施方式，鉸接部件18設(shè)置在撓性纜線20與管道鏡21的成像器頭部12 之間并且包括彈簧38，彈簧38具有限定中央腔“E”的多個(gè)線圈盤40?；旧陷S向不可壓縮構(gòu)件52自由地定位在彈簧38的中央腔“E”內(nèi)。軸向不可壓縮構(gòu)件52允許彈簧38和成像器頭部12相對(duì)于撓性纜線20進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止了在彈簧38的線圈盤40、40’中的任何線圈盤之間的盤圈對(duì)盤圈的接觸。軸向不可壓縮構(gòu)件被防止與在示出的平直位置或者在參照?qǐng)D3示出和描述的彎曲位置中的彈簧38的外盤圈部分53相接觸。參照?qǐng)D3，彈簧38提供了在彈簧38的彎曲位置中的連續(xù)環(huán)(例如環(huán)42、42’ )之間的軸向空間間隔“H”，以允許參照?qǐng)D1描述的成像器頭部12的多平面運(yùn)動(dòng)。在單組環(huán)中的連續(xù)環(huán)(例如環(huán)42、42’)之間的空間間隔“H”防止了在彈簧38的彎曲過程中在這些環(huán)中的任意連續(xù)環(huán)之間的盤圈對(duì)盤圈的接觸。這允許成像器頭部12相對(duì)于連接管觀進(jìn)行至少180度的彎曲角a。環(huán)的軸向間隙設(shè)置用于利用鉸接部件18使成像器頭部12運(yùn)動(dòng)，以有效地指引其向后朝向操作人員查看，從而提供了從圖2中示出的零或無偏轉(zhuǎn)位置的至少 180度的彎曲。軸向不可壓縮構(gòu)件52共軸地設(shè)置在縱向軸線50上并且在彈簧38的整個(gè)彎
10曲范圍內(nèi)保持中心地設(shè)置在彈簧38內(nèi)。根據(jù)若干實(shí)施方式，構(gòu)件52可以是具有多個(gè)線圈繞組54的拉簧，在構(gòu)件52的所有彎曲位置中內(nèi)線圈端56連續(xù)接觸。構(gòu)件52的軸向不可壓縮性保持空間隔“H”向下到達(dá)構(gòu)件52的最小內(nèi)彎曲半徑58。根據(jù)若干實(shí)施方式，用于構(gòu)件52的拉簧的使用提供了中空的中央芯，在該中央芯內(nèi)設(shè)置有信號(hào)載體16。在其它實(shí)施方式中，構(gòu)件52是實(shí)心截面撓性管，信號(hào)載體16定位在構(gòu)件52的外側(cè)但是仍然在彈簧38的內(nèi)空間‘ ”中。
參照?qǐng)D4，第一控制線30的第一部分31和第二部分33分別延伸穿過環(huán)42、46的相對(duì)通道60、64，而第二控制線32的第一部分35和第二部分35，分別延伸穿過環(huán)42、46的相對(duì)通道62、66。如前述，拉動(dòng)控制線中的一根(例如，朝向觀察者)(在環(huán)42的通道46中的第一部分31)導(dǎo)致鉸接部件18在第一旋轉(zhuǎn)箭頭“A”的方向上彎曲。處在環(huán)46的通道60 中的第一控制線30的第二部分33的長(zhǎng)度增加(離開觀察者)以容許在第一平面中的該彎曲運(yùn)動(dòng)，而處在環(huán)44、48的通道62、66中的第二控制纜線32并未受到影響。如果執(zhí)行第一控制線30和第二控制線32的組合操作，鉸接部件18的多平面運(yùn)動(dòng)是可能的。例如，如果第一控制線30的第一部分和第二控制線32的第二部分35’都被拉動(dòng)相同的量(例如，朝向如圖4中示出的觀察者)，鉸接部件18將在旋轉(zhuǎn)箭頭“J”的方向上移動(dòng)。再次參照?qǐng)D3和4，當(dāng)線圈式拉簧用作構(gòu)件52時(shí)，可獲得內(nèi)通道68以容納信號(hào)載體16。在鉸接部件18彎曲時(shí)，因?yàn)闃?gòu)件52的所有盤圈的一部分彼此接觸，所以在構(gòu)件 52 (或者在其位置上的管狀構(gòu)件)的軸向方向上的不可壓縮性防止了鉸接部件18的壓縮。 因?yàn)闃?gòu)件52防止了彈簧38的環(huán)對(duì)環(huán)壓縮，因此在鉸接部件18在其整個(gè)長(zhǎng)度上在多個(gè)方向上彎曲時(shí)可進(jìn)一步應(yīng)用到該效果，所以鉸接部件18的總長(zhǎng)度在彎曲過程中沒有減小，并且運(yùn)動(dòng)部件的摩擦(例如第一控制線30和第二控制線32的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng))被最小化。使用諸如拉簧之類的中空構(gòu)件作為構(gòu)件52提供了兩個(gè)好處。首先，定位在拉簧的內(nèi)空腔中的信號(hào)載體16不會(huì)經(jīng)歷單獨(dú)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其次，拉簧在其偏移其軸向位置時(shí)的偏置力有助于成像器頭部12回到其初始的、無偏轉(zhuǎn)位置。如前述，軸向不可壓縮構(gòu)件被防止與彈簧38的外盤圈部分53相接觸。這通過保持在這些環(huán)的任何連續(xù)環(huán)(例如示出的環(huán)46、48)的接觸的最近點(diǎn)之間的最大間隔“S”實(shí)現(xiàn)。最大間隔“S”小于軸向不可壓縮構(gòu)件52的直徑“T”，從而防止了軸向不可壓縮構(gòu)件52直接接觸外盤圈部分53。參照?qǐng)D5，構(gòu)件52的中空拉簧顯示為由實(shí)心構(gòu)件52’(例如撓性塑料桿)代替。在這些實(shí)施方式中，信號(hào)載體16不能在實(shí)心構(gòu)件的內(nèi)徑中延伸。信號(hào)載體16因此將定位在與構(gòu)件52共同延伸的中央腔“H”內(nèi)。使用諸如拉簧之類的用于軸向不可壓縮構(gòu)件52的中空構(gòu)件提供了兩個(gè)好處。首先，定位在軸向不可壓縮構(gòu)件52內(nèi)的信號(hào)載體16不會(huì)經(jīng)歷單獨(dú)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且軸向不可壓縮構(gòu)件52的偏置力有助于使得成像器頭部12回到其初始的、 無偏轉(zhuǎn)位置。參照?qǐng)D6，成像器頭部12還可包括第二連接管70，其執(zhí)行與連接管28類似的功能。第二連接管70還作用為容納第一控制線30和第二控制線32的第一部分31、35和第二部分33、35’的固定端。頂構(gòu)件72可釋放地連接到第二連接管70上。頂構(gòu)件72的端蓋 74可包括光接收窗口 76 (例如藍(lán)寶石盤)和光傳輸窗口 78 (例如光導(dǎo)管)。參照?qǐng)D7，第一控制線30的第一部分31的球根狀端部80通過接觸第二連接管70 的保持端部83的接觸面82而保持在第二連接管70內(nèi)。第一控制線30的第二部分33的球根狀部端86和第二控制線32 (在該視圖中不可見)的第一部分35的球根狀端部88以及第二部分35’的球根狀端(在該視圖中不可見)類似地通過保持端部84被保持。信號(hào)載體16連接到一個(gè)或多個(gè)電路板90上以接收代表所見物體的電信號(hào)。在連接管觀內(nèi)，構(gòu)件52通過保持構(gòu)件92得以保持，該保持構(gòu)件92也作用來在第一控制線30和第二控制線 32轉(zhuǎn)變?yōu)閾闲岳|線20時(shí)間隔開該第一控制線30和第二控制線32。還形成有部分空腔94 以限定出連接構(gòu)件觀的開口端，在該開口端內(nèi)接收和保持彈簧38的一部分96。接收在第二連接管70的空腔98中的信號(hào)載體16的一部分可以包括多個(gè)可膨脹環(huán)(未示出)以提供信號(hào)載體16在鉸接部件18偏轉(zhuǎn)時(shí)的伸長(zhǎng)或收縮。至少一個(gè)發(fā)光二極管100可以定位在成像器頭部12內(nèi)，所述發(fā)光二極管產(chǎn)生由成像器頭部12發(fā)出的光。參照?qǐng)D8，為了減小環(huán)的數(shù)量，在其它實(shí)施方式中，每一個(gè)環(huán)形成在從線圈彈簧 102的上一個(gè)環(huán)的預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)角度弧點(diǎn)處，并且可以大于90度，例如在環(huán)104與連續(xù)環(huán)106之間的450度。線圈彈簧102的這些環(huán)中的連續(xù)第五個(gè)環(huán)(例如環(huán)104、104’)共軸對(duì)準(zhǔn)以產(chǎn)生用于第一控制線和第二控制線中的一個(gè)的縱向通道。在這些環(huán)中的對(duì)準(zhǔn)環(huán)(例如104、 104’ )之間的間距“K”大于在圖3中示出和描述的彈簧38的對(duì)準(zhǔn)環(huán)之間的類似間距。用于線圈彈簧102的盤圈線108的材料可以是諸如彈簧鋼之類的金屬，或者是聚合物材料。參照?qǐng)D9并且在此參照?qǐng)D4，彈簧110包括纏繞線112，類似于彈簧38，盤圈線112 具有在該盤圈線112的內(nèi)周邊處的多個(gè)環(huán)114、116、118、120，但是可以進(jìn)一步變化以包括以匹配例如環(huán)114的連續(xù)環(huán)之類的環(huán)的重復(fù)間距的間隔中心地設(shè)置的環(huán)122(在該視圖中只有一個(gè)可見)。構(gòu)件52以間隙間距124中心地定位在環(huán)122中，該間隙間距124設(shè)置以允許構(gòu)件52’在彈簧110的彎曲過程中軸向延伸。信號(hào)載體16’中心地定位在構(gòu)件52’的內(nèi)通道68’中。彈簧110提供了構(gòu)件52沿彈簧110整個(gè)長(zhǎng)度的正中心定位，以減小在彎曲過程中的摩擦力。本實(shí)用新型公開內(nèi)容的鉸接部件提供了若干優(yōu)點(diǎn)，包括1)使用兩個(gè)彈簧以內(nèi)部地支承具有第一外彈簧和內(nèi)拉簧的鉸接部件18，或者橫向地支承軸向不可壓縮的撓性構(gòu)件；2)具有外彈簧38和軸向不可壓縮構(gòu)件52的彎曲性能，同時(shí)軸向不可壓縮構(gòu)件52的軸向不可壓縮性防止了在外彈簧10的環(huán)之間的鉸接部件18的縱向壓縮；以及3)具有承載在拉簧內(nèi)的電纜的兩個(gè)撓性彈簧由撓性材料防護(hù)蓋包繞，這容許了內(nèi)部撓性構(gòu)件(和信號(hào)載體16)的彎曲以及控制纜線在不接觸/不摩擦防護(hù)蓋的情況下的伸長(zhǎng)和收縮。出于示范和描述的目的提供了以上實(shí)施方式的描述。它并不旨在窮盡地說明或者旨在限定本實(shí)用新型。特定實(shí)施方式的單獨(dú)的元件或特征通常并不限于該特定的實(shí)施方式，而是如果可行，是可以互換的并可應(yīng)用在選定的實(shí)施方式中，即使沒有具體地示出和描述。同樣可以以多種方式進(jìn)行改變。這些改變并不認(rèn)為偏離本實(shí)用新型，并且所有這些修改旨在包含在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種布置在管道鏡的柔性電纜與成像器頭部之間的鉸接部件，其特征在于，所述鉸接部件包括彈簧，所述彈簧具有限定中央腔的多個(gè)線盤圈；以及基本軸向不可壓縮構(gòu)件，所述基本軸向不可壓縮構(gòu)件自由地定位在所述彈簧的中央腔中，所述不可壓縮構(gòu)件允許所述彈簧和所述成像器頭部相對(duì)于所述柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)， 同時(shí)防止所述彈簧的任何盤圈之間的盤圈與盤圈的接觸。
2.如權(quán)利要求1的鉸接部件，其中，所述彈簧進(jìn)一步包括外盤圈部分；以及多個(gè)環(huán)，所述多個(gè)環(huán)從所述外盤圈部分向內(nèi)朝向所述中央腔延伸，所述環(huán)中的連續(xù)環(huán)以相對(duì)于下一個(gè)環(huán)或前一個(gè)環(huán)的規(guī)則角度增量定位。
3.如權(quán)利要求2的鉸接部件，其中，通過在所述多個(gè)環(huán)中的任何鄰近環(huán)之間的間隔，在所述鉸接部件的彎曲過程中防止了所述不可壓縮構(gòu)件接觸所述外盤圈部分。
4.如權(quán)利要求2的鉸接部件，進(jìn)一步包括通過所述柔性電纜和所述鉸接部件布置的一對(duì)控制線，每一個(gè)所述控制線具有第一部分和第二部分，所述一對(duì)控制線中的第一控制線的第一部分穿過環(huán)組中的第一組布置，所述一對(duì)控制線中的第一控制線的第二部分穿過環(huán)組中的反向定位的第二組布置，其中，所述第一部分和第二部分中的一個(gè)的縱向位移使得所述鉸接部件彎曲，從而使得所述成像器頭部的角偏轉(zhuǎn)獨(dú)立于所述柔性電纜。
5.如權(quán)利要求2的鉸接部件，進(jìn)一步包括在所述環(huán)的相反環(huán)中布置的控制線的第一部分和第二部分，所述第一和第二部分中的每一個(gè)連接到所述成像器頭部上并且能夠相反地縱向位移以使得所述成像器頭部自所述柔性電纜的軸線偏轉(zhuǎn)180度。
6.如權(quán)利要求1的鉸接部件，其中，所述彈簧進(jìn)一步包括外盤圈部分，以及在所述外盤圈部分的中央腔內(nèi)的多個(gè)環(huán)，所述多個(gè)環(huán)各自與所述彈簧的縱向軸線共軸對(duì)齊，所述軸向不可壓縮構(gòu)件定位在所述多個(gè)環(huán)的每一個(gè)環(huán)內(nèi)以防止所述軸向不可壓縮構(gòu)件與所述外盤圈部分之間的接觸。
7.如權(quán)利要求1的鉸接部件，進(jìn)一步包括信號(hào)載體，所述信號(hào)載體設(shè)置在定位在所述彈簧的中央腔內(nèi)的柔性電纜的整個(gè)長(zhǎng)度上。
8.如權(quán)利要求1的鉸接部件，進(jìn)一步包括光生成源，所述光生成源定位在所述成像器頭部中，用于照射靠近所述成像器頭部的目標(biāo)。
9.如權(quán)利要求1的鉸接部件，其中，所述軸向不可壓縮構(gòu)件與附連到所述柔性電纜的端部上的連接器和所述成像器頭部中的每一個(gè)接觸，并且在所述連接器和在所述成像器頭部之間延伸。
10.如權(quán)利要求1的鉸接部件，其中，所述軸向不可壓縮構(gòu)件包括拉簧。
11.如權(quán)利要求1的鉸接部件，其中，所述軸向不可壓縮構(gòu)件包括柔性實(shí)體管狀件。
12.—種管道鏡，其特征在于，所述管道鏡包括柔性電纜，所述柔性電纜具有布置在其整個(gè)長(zhǎng)度上的信號(hào)載體；成像器頭部，所述成像器頭部用于照射靠近所述成像器頭部的目標(biāo)；鉸接部件，所述鉸接部件布置在所述柔性電纜和所述成像器頭部之間，所述鉸接部件包括彈簧，所述彈簧具有限定中央腔的盤圈線；以及基本軸向不可壓縮構(gòu)件，所述基本軸向不可壓縮構(gòu)件定位在所述彈簧的中央腔中，從附連到所述柔性電纜的端部上的連接器延伸到所述成像器頭部，所述不可壓縮構(gòu)件允許所述成像器頭部相對(duì)于所述柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止所述盤圈線的軸向壓縮和單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸。
13.如權(quán)利要求12的管道鏡，進(jìn)一步包括所述盤圈線的多個(gè)環(huán)，所述環(huán)定位成使得所述環(huán)中的連續(xù)環(huán)以相對(duì)于下一個(gè)或前一個(gè)環(huán)的規(guī)則角度增量定位；以及一對(duì)控制線，所述一對(duì)控制線通過所述柔性電纜和所述鉸接部件布置，每一個(gè)控制線具有第一部分和第二部分，所述一對(duì)控制線中的第一控制線的第一部分穿過所述環(huán)組中的第一組布置，并且所述一對(duì)控制線中的第一控制線的第二部分穿過所述環(huán)組中的反向定位的第二組布置。
14.如權(quán)利要求13的管道鏡，其中，所述一對(duì)控制線中的第二控制線的第一部分穿過環(huán)組中的第三組布置，所述第三組與所述環(huán)組中的第一組成大約90度進(jìn)行角度定向，并且所述一對(duì)控制線中的第二控制線的第二部分穿過所述環(huán)組中的反向定向的第四組布置，所述第四組相對(duì)于所述環(huán)組中的第三組成180度進(jìn)行角度定向。
15.如權(quán)利要求12的管道鏡，其中，所述盤圈線形成環(huán)，其中所述環(huán)中的連續(xù)環(huán)相對(duì)于下一個(gè)或前一個(gè)環(huán)以規(guī)則的角增量定位，布置在所述環(huán)的相反環(huán)中的控制線部分允許所述成像器頭部從定位在所述柔性電纜的端部處的連接管的軸線偏轉(zhuǎn)180度。
16.如權(quán)利要求12的管道鏡，其中，所述盤圈線形成環(huán)，其中所述環(huán)中的連續(xù)環(huán)相對(duì)于下一個(gè)或前一個(gè)環(huán)以規(guī)則角增量定位，所述環(huán)可被分成多個(gè)環(huán)組，每個(gè)環(huán)組中的環(huán)共軸對(duì)齊。
17.如權(quán)利要求12的管道鏡，其中，單個(gè)的盤圈與盤圈的接觸被防止直到所述鉸接部件的最大彎曲角度，所述最大彎曲角度是相對(duì)于所述柔性電纜的軸線的至少180度。
18.如權(quán)利要求12的管道鏡，其中，所述成像器頭部包括光發(fā)射窗口，用于照射目標(biāo)； 以及光接收窗口，用于從所述目標(biāo)接收反射的光。
19.如權(quán)利要求18的管道鏡，其中，所述成像器頭部進(jìn)一步包括連接到所述信號(hào)載體上的電路板，所述電路板用于將目標(biāo)的圖像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)以便通過所述信號(hào)載體傳輸。
20.一種管道鏡，其特征在于，所述管道鏡包括柔性電纜，所述柔性電纜具有布置在其整個(gè)長(zhǎng)度上的信號(hào)載體；成像器頭部，所述成像器頭部用于照射靠近所述成像器頭部的目標(biāo)；鉸接部件，所述鉸接部件直接地連接到所述柔性電纜以及所述成像器頭部上，所述鉸接部件包括彈簧，所述彈簧具有限定中央腔的盤圈線，所述盤圈線具有所述盤圈線的多個(gè)環(huán)，所述環(huán)中的連續(xù)環(huán)相對(duì)于下一個(gè)環(huán)或前一個(gè)環(huán)以規(guī)則的角增量定位；以及沿軸向方向基本不可壓縮構(gòu)件，其定位在所述彈簧的中央腔中，從附連到所述柔性電纜的端部上的連接器延伸到所述成像器頭部，所述不可壓縮構(gòu)件允許所述成像器頭部相對(duì)于所述柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止所述盤圈線的軸向壓縮和單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸。
21.如權(quán)利要求20的管道鏡，其中，所述環(huán)能夠被分成多個(gè)環(huán)組，每個(gè)環(huán)組中的環(huán)同軸地對(duì)齊。
22.如權(quán)利要求20的管道鏡，進(jìn)一步包括至少兩個(gè)控制線，所述控制線中的每一個(gè)控制線穿過環(huán)組中的一個(gè)組布置并且固定到所述成像器頭部上，其中，施加到所述控制線中的任一個(gè)上的張力使所述成像器頭部相對(duì)于所述柔性電纜的軸線成角度地位移。
23.如權(quán)利要求20的管道鏡，其中，單個(gè)的盤圈與盤圈的接觸被防止直到所述鉸接部件的最大彎曲角度，所述最大彎曲角度是相對(duì)于所述柔性電纜的軸線的至少180度。
24.如權(quán)利要求20的管道鏡，其中，所述軸向不可壓縮構(gòu)件是膨脹彈簧，所述膨脹彈簧具有在所述鉸接部件彎曲的過程中所述膨脹彈簧的處于連續(xù)地彼此接觸的單個(gè)盤圈的至少一部分。
25.如權(quán)利要求20的管道鏡，其中，所述信號(hào)載體布置在所述軸向不可壓縮構(gòu)件的中央腔中。
26.如權(quán)利要求20的管道鏡，其中，所述軸向不可壓縮構(gòu)件是實(shí)體元件，所述實(shí)體元件具有在所述鉸接部件的彎曲過程中向所述軸向不可壓縮構(gòu)件的外部定位的信號(hào)載體。
27.如權(quán)利要求20的管道鏡，進(jìn)一步包括遠(yuǎn)程顯示裝置，所述遠(yuǎn)程顯示裝置與所述成像器頭部相對(duì)地連接到所述柔性電纜上并且提供觀察屏以遠(yuǎn)程地觀察目標(biāo)。
28.—種管道鏡，其特征在于，所述管道鏡包括柔性電纜，所述柔性電纜具有布置在整個(gè)長(zhǎng)度上的信號(hào)載體；成像器頭部，所述成像器頭部用于照射目標(biāo)；鉸接部件，所述鉸接部件布置在所述柔性電纜以及所述成像器頭部之間，所述鉸接部件包括彈簧，所述彈簧包括限定中央腔的盤圈線；以及基本軸向不可壓縮構(gòu)件，其限定拉簧，所述拉簧定位在所述彈簧的中央腔中并且從附連到所述柔性電纜的端部的連接器延伸到所述成像器頭部，所述不可壓縮構(gòu)件允許所述成像器頭部相對(duì)于所述柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止所述盤圈線的軸向壓縮和單獨(dú)的盤圈與盤圈的接觸；以及信號(hào)載體，所述信號(hào)載體布置在所述軸向不可壓縮構(gòu)件的中央腔中以用于通過所述鉸接部件。
29.如權(quán)利要求28的管道鏡，其中，所述彈簧進(jìn)一步包括外盤圈部分；以及在所述外盤圈部分的中央腔內(nèi)的多個(gè)環(huán)，所述多個(gè)環(huán)各自與所述彈簧的縱向軸線共軸對(duì)齊，所述軸向不可壓縮構(gòu)件定位在所述多個(gè)環(huán)的每一個(gè)環(huán)中以防止在所述軸向不可壓縮構(gòu)件和所述外盤圈部分之間的接觸。
30.如權(quán)利要求28的管道鏡，進(jìn)一步包括遠(yuǎn)程顯示裝置，所述遠(yuǎn)程顯示裝置與所述成像器頭部相對(duì)地連接到所述柔性電纜上并且提供觀察屏以遠(yuǎn)程地觀察目標(biāo)。
31.一種使用布置在柔性電纜與成像器頭部之間的鉸接部件的遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)包括柔性電纜；成像器頭部，所述成像器頭部用于照射目標(biāo)；鉸接部件，所述鉸接部件布置在所述柔性電纜與所述成像器頭部之間，所述鉸接部件包括彈簧，所述彈簧具有限定中央腔的多個(gè)線盤圈；以及基本軸向不可壓縮構(gòu)件，所述基本軸向不可壓縮構(gòu)件自由地定位在所述彈簧的中央腔中，所述不可壓縮構(gòu)件允許所述彈簧和所述成像器頭部相對(duì)于所述柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)， 同時(shí)防止所述彈簧 的任何盤圈之間的盤圈與盤圈的接觸；以及遠(yuǎn)程顯示裝置，所述遠(yuǎn)程顯示裝置與所述成像器頭部相對(duì)地連接到所述柔性電纜上并且提供觀察屏以遠(yuǎn)程地觀察目標(biāo)。
32.如權(quán)利要求31的遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)，其中，所述基本軸向不可壓縮構(gòu)件從附連到所述柔性電纜的端部上的連接器延伸到所述成像器頭部。
33.如權(quán)利要求31的遠(yuǎn)程圖像觀察系統(tǒng)，進(jìn)一步包括信號(hào)載體，所述信號(hào)載體連接到所述遠(yuǎn)程顯示裝置上并且布置在所述柔性電纜的整個(gè)長(zhǎng)度以及鉸接部件上并進(jìn)入到所述成像器頭部?jī)?nèi)。
專利摘要一種管道鏡，包括柔性電纜，該柔性電纜具有布置在其整個(gè)長(zhǎng)度上的信號(hào)載體。成像器頭部照射靠近該成像器頭部的目標(biāo)。鉸接部件布置在柔性電纜和成像器頭部之間。該鉸接部件包括彈簧，該彈簧具有限定中央腔的盤圈線；以及軸向不可壓縮構(gòu)件，該軸向不可壓縮構(gòu)件定位在彈簧中央腔中并且從附連到柔性電纜的端部上的連接器延伸到成像器頭部。該不可壓縮構(gòu)件允許成像器頭部相對(duì)于柔性電纜進(jìn)行角偏轉(zhuǎn)，同時(shí)防止了盤圈線的軸向壓縮以及單個(gè)盤圈與盤圈的接觸。
文檔編號(hào)G02B23/24GK202041717SQ20102059658
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者歐文·德拉佩 申請(qǐng)人:視感控器有限公司