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用于三维尺寸测量的双目光电式内窥镜及内窥系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-08-04 14:42:37

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-08-09 10:20:15
本发明涉及内窥镜的技术领域,公开了用于三维尺寸测量的双目光电式内窥镜以及包括该内窥镜的内窥系统,内窥镜包括依序连接的取像机构、弯曲机构、镜体机构、连接机构以及镜柄机构;取像机构用于摄取外部景像,并将景像转换为数字信号;弯曲机构可以相对轴向摆动,从而带动取像机构摆动,其内设有牵引丝,且该牵引丝一直延伸至镜柄机构中;镜体机构用于固定牵引丝的位置;连接机构用于连接镜体机构及镜柄机构;镜柄机构中设有电机,用于驱动牵引丝前伸或收缩。该内窥镜结构较为简单,较易实现小型化,大大降低成本;可以取像机构的直径控制在10mm以内;采用电机实现牵引丝的前伸及收缩,便于操作,操作更加灵活。
所述蛇骨组件中穿设有偶数个牵引丝,偶数个所述牵引丝呈环绕所述蛇骨组件布置,且对称布置,偶数个所述牵引丝分别延伸穿至所述镜体机构、连接机构及镜柄机构中;所述镜体机构包括设于所述网套后端的镜体外套,所述镜体外套呈中空结构,沿所述镜体外套轴向延伸,所述镜体外套内设有沿所述镜体外套轴向布置的柔性镜体,偶数个所述牵引丝穿过所述柔性镜体;所述连接机构包括卡套及前端套,所述卡套及前端套呈中空结构,所述卡套套设于所述镜体外套后端,所述前端套套设于所述卡套后端,所述镜体外套延伸至所述前端套内,所述镜体外套后端设有分配套,多个所述牵引丝穿过所述分配套;所述镜柄机构包括套设于所述前端套后端的主外套,所述主外套呈中空结构,其与所述前端套包围形成放置空间,所述放置空间中设有电机,各所述电机连接有转轮,两对称的牵引丝分别相对布置于一所述转轮上。

三维立体成像内窥镜是一种可以模拟人眼立体成像的光学仪器,按其使用的侧重 点的不同,主要可应用于以下几个方面:

[0003] 第一、腔内检测:内窥镜检测是指借助专用的光电仪器(工业内窥镜)对肉眼无法 直接接近的区域进行检查,属于无损检测中的目视检查方法(RVI),在航空、航天和航海,医 学诊断、以及工业领域压力容器腔体制造业中,有着广泛的应用。内窥镜检查通常也称为 “孔探”,是内腔及日常维护的五大工具之一,其目的是掌握腔体内壁内部的状况。

[0004] 第二、机器人视觉技术:机器人视觉技术也称人工智能设备双目立体成像技术,是 计算机自动控制人工智能机器人最重要的信息获取手段之一,是自动反馈系统中首先被用 于实际的技术,也是主动测距方法中最重要的距离感知方法,它直接模拟了人类视觉处理 景物的方式,可以在多种条件下灵活的测量景物的立体信息,用于反馈至智能机器人,使机 器人做出实时反应动作,其作用是其它计算机视觉方法所不能取代的,对它的研宄,无论是 从视觉生理角度还是在工程应用中都具有十分重要的意义。

[0005] 第三、显微医学:基于显微立体视觉的三维重构就是通过对体视显微镜采集到的 微观物体的图像对进行立体匹配,通过系统的成像模型,恢复出物体表面的三维信息。通过 对微观物体表面的三维重构,人们不仅可以观察微观物体表面形貌,还可以方便的计算出 微观物体表面的几何参数。显微立体视觉是一门新兴学科,尚未形成一套完整的理论体系, 但其在现实生活中的应用已经显现出了这门学科的生命力和广泛的应用前景。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力,推动我国自主知识产权新工业的建立,成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统,由九个研究平台,国科大深圳先进技术学院,多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究,促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

与现有技术相比,本实施例提供的内窥镜采用双物镜、单图像传感器的结构,为该 领域首创,两物镜摄取的景像通过棱镜进行光轴平移后,都进入图像传感器的靶面上,从而 实现景象与数字信号之间的转换,利用镜柄中的电机控制牵引丝前伸或收缩,使得弯曲机 构可以弯曲,从而实现取像机构的摆动,牵引丝通过镜体机构中的柔性镜体连接,确定位 置,利用连接机构中的分配套,确定在镜柄机构中的位置分配,从而利用电机驱动牵引丝前 伸或收缩。该内窥镜结构较为简单,较易实现小型化,且可以有广泛的选择图像传感器,大 大降低成本;可以取像机构的直径控制在10mm以内,甚至更小,满足小通道腔孔内检查的要 求;该内窥镜采用电机实现牵引丝的前伸及收缩,便于操作,相对于手动双向转轮的方位调 整方式,操作更加灵活。

技术合作


本实施例提供的内窥镜2采用双物镜214、单图像传感器218的结构,两物镜214摄 取的景象通过棱镜215进行光轴平移后,都进入图像传感器218的靶面上,从而实现景象与 数字信号之间的转换,利用镜柄中的电机255控制牵引丝222前伸或收缩,使得弯曲机构22 可以弯曲,从而实现取像机构21的摆动,获取各个方位的景象,牵引丝222通过镜体机构23 中的柔性镜体231连接,确定位置,利用连接机构24中的分配套243,确定在镜柄机构25中的 位置分配,从而利用电机255驱动牵引丝222前伸或收缩。

本实施例中,方位控制件11可以控制摇杆组件,利用摇杆的摆动,实现对取像机构 21摆动方向的控制。

[0078]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。