本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)自行式的插入裝置。

背景技術(shù)：

一般情況下，內(nèi)窺鏡裝置等插入裝置被插入到管腔內(nèi)。在這種插入裝置中，公知有被稱為旋轉(zhuǎn)自行式等的插入裝置。在旋轉(zhuǎn)自行式的內(nèi)窺鏡裝置中，例如在插入部的外周面上設(shè)置有形成螺旋形狀的翅片的被稱為螺旋管等的旋轉(zhuǎn)框體。當(dāng)旋轉(zhuǎn)框體旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)框體上形成的翅片與管腔內(nèi)壁接觸而產(chǎn)生摩擦力。通過(guò)該摩擦力，插入部在插入方向或拔出方向上自動(dòng)行進(jìn)。例如在日本特開(kāi)2014-064686號(hào)公報(bào)中進(jìn)行了與這種旋轉(zhuǎn)自行式的插入裝置有關(guān)的提案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一般的插入裝置具有在用于使旋轉(zhuǎn)框體旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流成為閾值以上時(shí)使馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)停止的扭矩限制功能。這里，在使旋轉(zhuǎn)框體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部與旋轉(zhuǎn)框體之間配置有橡膠制的傳遞部件。橡膠具有硬度根據(jù)周圍的溫度變化而變化的特性。當(dāng)旋轉(zhuǎn)部的硬度變化時(shí)，使旋轉(zhuǎn)框體旋轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動(dòng)電流變化。因此，對(duì)螺旋管施加的負(fù)荷不固定，扭矩限制功能會(huì)以與本來(lái)的希望使扭矩限制功能進(jìn)行動(dòng)作的負(fù)荷不同的負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)作。

本發(fā)明是鑒于所述情況而完成的，其目的在于，提供能夠與周圍溫度無(wú)關(guān)地使扭矩限制功能進(jìn)行動(dòng)作的插入裝置。

為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的一個(gè)方式的插入裝置具有：細(xì)長(zhǎng)形狀的插入部；旋轉(zhuǎn)框體，其以能夠繞長(zhǎng)度軸旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在所述插入部的外周面上；馬達(dá)，其使所述旋轉(zhuǎn)框體旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)控制部，其對(duì)所述馬達(dá)供給驅(qū)動(dòng)電流，對(duì)所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制；驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)部，其檢測(cè)所述馬達(dá)中流過(guò)的驅(qū)動(dòng)電流；扭矩限制值保持部，其保持作為所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值的扭矩限制值；溫度檢測(cè)部，其設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)框體上，檢測(cè)該旋轉(zhuǎn)框體的溫度；溫度測(cè)定部，其根據(jù)所述溫度檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果測(cè)定所述旋轉(zhuǎn)框體附近的溫度；以及扭矩限制值校正部，其根據(jù)由所述溫度測(cè)定部測(cè)定的溫度，對(duì)所述扭矩限制值進(jìn)行校正。

附圖說(shuō)明

圖1是示出作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的插入裝置的一例的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略的圖。

圖2是放大示出旋轉(zhuǎn)部的剖視圖。

圖3是扭矩限制設(shè)定表的例子。

圖4是旋轉(zhuǎn)控制的流程圖。

圖5是扭矩限制控制的流程圖。

圖6是扭矩限制值的校正控制的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的插入裝置的一例的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略的圖。如該圖所示，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1具有內(nèi)窺鏡100、控制單元200、旋轉(zhuǎn)操作單元360。

內(nèi)窺鏡100是旋轉(zhuǎn)自行式的內(nèi)窺鏡，具有插入部110。插入部110是細(xì)長(zhǎng)形狀，構(gòu)成為被插入到活體內(nèi)。并且，內(nèi)窺鏡100具有安裝在插入部110上且用于進(jìn)行內(nèi)窺鏡100的各種操作的操作部160。操作部160由使用者保持。內(nèi)窺鏡100的操作部160和控制單元200通過(guò)通用纜線190連接。下面，將插入部110的前端的一側(cè)稱為前端側(cè)。并且，將插入部110的設(shè)置有操作部160的一側(cè)稱為基端側(cè)。設(shè)從插入部110的前端側(cè)到基端側(cè)的方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向。

插入部110具有前端硬性部112、彎曲部114、蛇管部116。前端硬性部112是插入部110的最前端的部分，具有不會(huì)彎曲的結(jié)構(gòu)。

前端硬性部112具有攝像元件120。攝像元件120例如生成基于插入部110的前端側(cè)的被攝體像的圖像信號(hào)。由攝像元件120生成的圖像信號(hào)經(jīng)由穿過(guò)插入部110和通用纜線190的圖像信號(hào)線傳送到控制單元的圖像處理部201。彎曲部114是形成在前端硬性部112的基端側(cè)的部分，構(gòu)成為根據(jù)設(shè)置在操作部160上的未圖示的操作部件的操作而主動(dòng)彎曲。蛇管部116是形成在彎曲部114的基端側(cè)的部分，由于外力而被動(dòng)彎曲。

在蛇管部116上安裝有旋轉(zhuǎn)部130。并且，在旋轉(zhuǎn)部130的前端側(cè)安裝有作為旋轉(zhuǎn)框體的螺旋管132。圖2是放大示出旋轉(zhuǎn)部130的剖視圖。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)部130具有主體130a、驅(qū)動(dòng)齒輪130b、驅(qū)動(dòng)軸130c、旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d。主體130a是圓筒形狀的主體，是伴隨內(nèi)置于操作部160中的馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的部分。驅(qū)動(dòng)齒輪130b與主體130a卡合，將從驅(qū)動(dòng)軸130c傳遞的馬達(dá)150的驅(qū)動(dòng)力傳遞到主體130a。驅(qū)動(dòng)軸130c與馬達(dá)150連接，伴隨馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，由此將馬達(dá)150的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)齒輪130b。旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d呈覆蓋主體130a的外裝的圓筒形狀，是如下的驅(qū)動(dòng)力傳遞部件：伴隨主體130a的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，由此將馬達(dá)150的驅(qū)動(dòng)力傳遞到螺旋管132。

螺旋管132例如通過(guò)橡膠或樹(shù)脂等軟性材料形成為筒形狀。在該螺旋管132的外周面，沿著螺旋管132的長(zhǎng)度軸設(shè)置有螺旋形狀的翅片134。另外，螺旋管132也可以構(gòu)成為能夠從旋轉(zhuǎn)部130取下。

并且，在插入部110的旋轉(zhuǎn)部130的附近設(shè)置有作為溫度檢測(cè)部的溫度傳感器118。溫度傳感器118是用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)部130的內(nèi)部、更加優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)部130的旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的溫度的傳感器。溫度傳感器118的輸出信號(hào)經(jīng)由穿過(guò)插入部110和通用纜線190傳感器信號(hào)線傳送到控制單元200的溫度測(cè)定部204。作為溫度傳感器118，例如使用熱電偶或熱敏電阻這樣的接觸式的溫度傳感器、輻射溫度計(jì)這樣的非接觸式的溫度傳感器。如圖2所示，接觸式的溫度傳感器配置成與旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d接觸。非接觸式的溫度傳感器配置在旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的附近。本實(shí)施方式中的溫度傳感器118只要能夠檢測(cè)旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的附近的溫度即可，不限于特定構(gòu)造的傳感器。并且，在圖2的例子中，溫度傳感器118配置成測(cè)定旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的一個(gè)部位的溫度。與此相對(duì)，溫度傳感器118也可以配置成測(cè)定旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的多個(gè)部位的溫度。該情況下，多個(gè)部位的溫度的平均值等成為旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的溫度。

并且，旋轉(zhuǎn)部130與馬達(dá)150連接。馬達(dá)150經(jīng)由穿過(guò)操作部160和通用纜線190的致動(dòng)器電流信號(hào)線而與控制單元200的驅(qū)動(dòng)控制部202連接。

馬達(dá)150通過(guò)使用旋轉(zhuǎn)操作單元360的操作而進(jìn)行動(dòng)作。馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)力傳遞到旋轉(zhuǎn)部130。其結(jié)果為，設(shè)置在螺旋管132上的翅片134繞長(zhǎng)度軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)翅片134例如在與管腔內(nèi)壁這樣的壁部接觸的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生使插入部110自動(dòng)行進(jìn)的摩擦力。例如在小腸和大腸中，翅片134與存在于小腸和大腸的內(nèi)壁上的褶皺接觸，由此對(duì)插入部110作用有摩擦力。通過(guò)該摩擦力，插入部110自動(dòng)行進(jìn)。插入部110自動(dòng)行進(jìn)，由此，輔助使用者進(jìn)行的插入部110的插入作業(yè)和拔出作業(yè)。并且，馬達(dá)150具有脈沖產(chǎn)生部。脈沖產(chǎn)生部生成與馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)(旋轉(zhuǎn)速度信號(hào))，經(jīng)由穿過(guò)通用纜線190的旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)線將旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)輸入到控制單元200。通過(guò)該旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)對(duì)馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制。

旋轉(zhuǎn)操作單元360例如是腳踏開(kāi)關(guān)。腳踏開(kāi)關(guān)具有由使用者踏入的踏板，發(fā)出與踏板的踏入量對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)。

控制單元200對(duì)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的各部進(jìn)行控制?？刂茊卧?00具有圖像處理部201、驅(qū)動(dòng)控制部202、扭矩限制值保持部203、溫度測(cè)定部204、扭矩限制值校正部205。

圖像處理部201對(duì)經(jīng)由插入部110和通用纜線190輸入到圖像處理部201的圖像信號(hào)實(shí)施圖像處理。并且，圖像處理部201通過(guò)將處理后的圖像信號(hào)輸入到未圖示的顯示單元，使顯示單元顯示內(nèi)窺鏡圖像。

驅(qū)動(dòng)控制部202例如由asic構(gòu)成，取入由旋轉(zhuǎn)操作單元360生成的指令信號(hào)并取得指令值。并且，驅(qū)動(dòng)控制部202具有驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)部2021，取得馬達(dá)150的驅(qū)動(dòng)電流值。然后，驅(qū)動(dòng)控制部202根據(jù)指令值生成驅(qū)動(dòng)電力。進(jìn)而，將驅(qū)動(dòng)電力供給到馬達(dá)150，對(duì)馬達(dá)150進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。并且，驅(qū)動(dòng)控制部202對(duì)驅(qū)動(dòng)電流值與扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值進(jìn)行比較，在驅(qū)動(dòng)電流成為扭矩限制值以上時(shí)，使馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)停止。通過(guò)這種扭矩限制功能，抑制馬達(dá)150產(chǎn)生過(guò)度的轉(zhuǎn)矩。因此，能夠降低對(duì)管腔內(nèi)壁施加不必要的力的可能性。

扭矩限制值保持部203保持用于使扭矩限制功能進(jìn)行動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)電流的閾值即扭矩限制值。扭矩限制值保持部203例如由非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成。

溫度測(cè)定部204根據(jù)溫度傳感器118的輸出來(lái)測(cè)定旋轉(zhuǎn)部130的溫度。例如，溫度測(cè)定部204取入與溫度傳感器118中檢測(cè)到的溫度成比例地產(chǎn)生的信號(hào)，將所取入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度。

扭矩限制值校正部205具有扭矩限制設(shè)定表2051，從扭矩限制設(shè)定表2051取得與由溫度測(cè)定部204測(cè)定的溫度對(duì)應(yīng)的扭矩限制值ith_t，進(jìn)行校正以使得對(duì)扭矩限制值保持部203的設(shè)定進(jìn)行改寫。一般情況下，橡膠的硬度根據(jù)溫度變化而變化。例如，關(guān)于旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d中使用的橡膠，與室溫(20℃左右)相比，體溫(36℃左右)更為柔軟。伴隨旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d變得柔軟，通過(guò)馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)，螺旋管132容易旋轉(zhuǎn)。因此，即使本來(lái)產(chǎn)生需要使扭矩限制功能進(jìn)行動(dòng)作的螺旋管132的旋轉(zhuǎn)，也可能由于驅(qū)動(dòng)電流低于扭矩限制值而使扭矩限制功能不進(jìn)行動(dòng)作。因此，在本實(shí)施方式中，根據(jù)旋轉(zhuǎn)部130的內(nèi)部、更加優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)部130的旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的溫度對(duì)扭矩限制值進(jìn)行校正，由此，與旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的溫度無(wú)關(guān)地使扭矩限制功能在相同條件下進(jìn)行動(dòng)作。扭矩限制設(shè)定表2051是存儲(chǔ)了這種溫度與扭矩限制值的關(guān)系的表。

圖3是扭矩限制設(shè)定表2051的例子。如圖3所示，扭矩限制設(shè)定表2051是將0.5℃單位或1℃單位這樣的每個(gè)預(yù)定測(cè)定點(diǎn)的扭矩限制值ith_t對(duì)應(yīng)起來(lái)的表。另外，扭矩限制設(shè)定表2051中的扭矩限制值ith_t例如是通過(guò)實(shí)際測(cè)量而得到的，圖3的值只不過(guò)是一例。并且，圖3所示的測(cè)定點(diǎn)之間的溫度的扭矩限制值ith_t是通過(guò)使用該溫度的高溫側(cè)和低溫側(cè)的附近2個(gè)測(cè)定點(diǎn)的扭矩限制值ith_t的插值運(yùn)算而計(jì)算出的。

這里，在圖1的例子中，扭矩限制設(shè)定表設(shè)置在控制單元200中。與此相對(duì)，也可以在內(nèi)窺鏡100中設(shè)置扭矩限制設(shè)定表。

下面，對(duì)本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖4是內(nèi)窺鏡100的馬達(dá)150的旋轉(zhuǎn)控制的流程圖。圖5是扭矩限制控制的流程圖。圖6是扭矩限制值的校正控制的流程圖。例如不同步地進(jìn)行圖4、圖5、圖6的控制。當(dāng)然，也可以同步進(jìn)行圖4、圖5、圖6的控制。

首先，參照?qǐng)D4對(duì)旋轉(zhuǎn)控制進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制部202進(jìn)行圖4的處理。例如，當(dāng)對(duì)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的旋轉(zhuǎn)操作單元360進(jìn)行操作后，開(kāi)始進(jìn)行圖4的處理。在步驟s101中，驅(qū)動(dòng)控制部202從旋轉(zhuǎn)操作單元360接收指令信號(hào)，根據(jù)該指令信號(hào)，生成與使用者對(duì)旋轉(zhuǎn)操作單元360的踏板的踏入對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度的指令值。

在步驟s102中，驅(qū)動(dòng)控制部202接收來(lái)自馬達(dá)150的脈沖產(chǎn)生部的旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)，根據(jù)該旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)取得旋轉(zhuǎn)速度的當(dāng)前值。

在步驟s103中，驅(qū)動(dòng)控制部202生成與指令值和當(dāng)前值的偏差對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)。然后，驅(qū)動(dòng)控制部202將所生成的旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)供給到馬達(dá)150，對(duì)馬達(dá)150進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。然后，處理返回到步驟s101。

接著，參照?qǐng)D5對(duì)扭矩限制控制進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制部202進(jìn)行圖5的處理。例如，當(dāng)圖4的旋轉(zhuǎn)控制開(kāi)始后，開(kāi)始進(jìn)行圖5的處理。在步驟s201中，驅(qū)動(dòng)控制部202取得當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)電流值imtr。

在步驟s202中，驅(qū)動(dòng)控制部202對(duì)驅(qū)動(dòng)電流值imtr與當(dāng)前的扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值ith進(jìn)行比較，判定是否是imtr<ith。在步驟s202中判定為imtr<ith的情況下，處理返回到步驟s201。在步驟s202中判定為不是imtr<ith的情況下，處理轉(zhuǎn)移到步驟s203。

在步驟s203中，驅(qū)動(dòng)控制部202停止針對(duì)馬達(dá)150的驅(qū)動(dòng)電力的供給，由此使扭矩限制功能進(jìn)行動(dòng)作。然后，處理結(jié)束。在扭矩限制功能進(jìn)行動(dòng)作后，例如當(dāng)踏板的踏入被解除時(shí)，扭矩限制功能被解除。在扭矩限制功能被解除而踏入踏板時(shí)，再次進(jìn)行圖5的處理。

接著，參照?qǐng)D6對(duì)扭矩限制校正控制進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)溫度測(cè)定部204、扭矩限制值校正部205進(jìn)行圖6的處理。例如，當(dāng)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的電源接通后，開(kāi)始進(jìn)行圖6的處理。在步驟s301中，溫度測(cè)定部204根據(jù)溫度傳感器118的輸出，測(cè)定旋轉(zhuǎn)傳遞橡膠130d的溫度。

在步驟s302中，扭矩限制值校正部205從扭矩限制設(shè)定表2051取得與溫度測(cè)定結(jié)果對(duì)應(yīng)的扭矩限制值ith_t。

在步驟s303中，扭矩限制值校正部205判定扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值ith和步驟s302中取得的扭矩限制值ith_t是否不同。在步驟s303中判定為扭矩限制值ith和扭矩限制值ith_t沒(méi)有不同的情況下，處理返回到步驟s301。該情況下，利用扭矩限制值保持部203中此前保持的扭矩限制值ith進(jìn)行圖5的扭矩限制控制。在步驟s303中判定為扭矩限制值ith和扭矩限制值ith_t不同的情況下，處理轉(zhuǎn)移到步驟s304。在步驟s304中，扭矩限制值校正部205進(jìn)行將扭矩限制值ith置換為扭矩限制值ith_t的校正。然后，處理返回到步驟s301。該情況下，利用置換后的扭矩限制值ith進(jìn)行圖5的扭矩限制控制。

如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，根據(jù)螺旋管132的附近的溫度對(duì)扭矩限制值進(jìn)行校正，由此，能夠與旋轉(zhuǎn)部130的溫度無(wú)關(guān)地在實(shí)際施加給螺旋管132的負(fù)荷相同的狀態(tài)下使扭矩限制功能進(jìn)行動(dòng)作。

[變形例]

下面，對(duì)本實(shí)施方式的變形例進(jìn)行說(shuō)明。在所述實(shí)施方式中，參照表對(duì)扭矩限制值進(jìn)行校正。但是，不是必須通過(guò)參照表來(lái)進(jìn)行扭矩限制值的校正。例如，扭矩限制值校正部205也可以構(gòu)成為，在溫度t和扭矩限制值ith_t能夠通過(guò)規(guī)定的近似式(例如直線式)進(jìn)行近似時(shí)，代替表而使用該直線式進(jìn)行校正。

以上根據(jù)實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，當(dāng)然能夠在本發(fā)明的主旨范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形和應(yīng)用。并且，在所述各動(dòng)作流程圖的說(shuō)明中，為了簡(jiǎn)便，使用“首先”、“接著”等對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明，但是，不意味著必須按照該順序?qū)嵤﹦?dòng)作。

并且，上述實(shí)施方式的各處理也可以作為能夠由作為計(jì)算機(jī)的cpu等執(zhí)行的程序進(jìn)行存儲(chǔ)。除此之外，可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡、磁盤、光盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等外部存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)介質(zhì)中進(jìn)行發(fā)布。而且，cpu等讀入該外部存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)的程序，通過(guò)該讀入的程序?qū)?dòng)作進(jìn)行控制，由此能夠執(zhí)行上述處理。