本公開(kāi)的主題涉及用于沿著路徑推進(jìn)物品的系統(tǒng)和方法領(lǐng)域。

背景

與導(dǎo)管結(jié)合使用的外翻套管的原理在醫(yī)療裝置領(lǐng)域已為人所知多年。這種套管用于使得能夠進(jìn)入諸如結(jié)腸系統(tǒng)或尿道系統(tǒng)的不同體腔，并在相應(yīng)的生物內(nèi)腔內(nèi)導(dǎo)航。以下是其中使用了具有外翻套管的裝置的多個(gè)現(xiàn)有技術(shù)示例。

us4,493,711公開(kāi)了一種具有反向可外翻的非彈性管的導(dǎo)管，該反向可外翻的非彈性管具有自始至終都等于或大于導(dǎo)管主體的直徑、在遠(yuǎn)端處的軸向?qū)?zhǔn)的端部開(kāi)口以及用于在內(nèi)翻和外翻期間保持端部密封的遠(yuǎn)端的多重構(gòu)造。

us2003/208223公開(kāi)了一種含有用于沿著患者的體腔定位的細(xì)長(zhǎng)中空元件的設(shè)備。中空元件具有前導(dǎo)區(qū)域和尾部區(qū)域，并且尾部區(qū)域被布置成沿著中空元件從前導(dǎo)區(qū)域逐漸地外翻，從而隨著尾部區(qū)域跟隨而不斷地延伸以逐漸地沿著體腔。

us4,043,345公開(kāi)了一種導(dǎo)管，其包括附接到剛性管的一個(gè)端部的柔性軟管，通過(guò)該剛性管可以施加流體壓力以將所述軟管從所述管內(nèi)的套進(jìn)位置外翻到從所述管向外延伸的外露位置，在所述軟管的遠(yuǎn)端形成閥，該閥當(dāng)軟管處于套進(jìn)位置時(shí)保持關(guān)閉并且當(dāng)軟管處于其外露位置時(shí)打開(kāi)。

本公開(kāi)主題的概述

根據(jù)本公開(kāi)主題的一個(gè)方面，提供了一種用于沿著路徑推進(jìn)物品的系統(tǒng)，包括：

頭部構(gòu)件；

調(diào)度構(gòu)件(dispatchingmember)；以及

外翻套管，其配置有外側(cè)部分、外翻部分和內(nèi)側(cè)部分，外側(cè)部分具有被配置成固定到調(diào)度構(gòu)件的套管端部，外翻部分被配置成用于滑動(dòng)地聯(lián)接至頭部構(gòu)件，內(nèi)側(cè)部分配置成從外翻部分朝向調(diào)度構(gòu)件延伸；

所述內(nèi)側(cè)部分和所述外側(cè)部分配置成在其間形成空間，所述空間用于接收推進(jìn)流體以在外翻部分上施加力，從而使內(nèi)側(cè)部分的一段朝著頭部構(gòu)件逐漸前進(jìn)，使得其相對(duì)于頭部構(gòu)件滑動(dòng)地移位并逐漸地將外翻部分的相應(yīng)的段推進(jìn)到外側(cè)部分中，從而將所述外翻套管從里向外翻并使頭部構(gòu)件沿著路徑前進(jìn)；

其中所述頭部構(gòu)件配置有內(nèi)部部分，該內(nèi)部部分用于保持外翻部分并且有助于外翻部分相對(duì)于頭部構(gòu)件滑動(dòng)。

根據(jù)本公開(kāi)主題的另一方面，提供了一種用于沿著路徑推進(jìn)物品的裝置，包括：

頭部構(gòu)件；

調(diào)度構(gòu)件；

外翻套管，其配置有外側(cè)部分、外翻部分和內(nèi)側(cè)部分，外側(cè)部分具有固定到調(diào)度構(gòu)件的套管端部，外翻部分滑動(dòng)地聯(lián)接到頭部構(gòu)件，內(nèi)側(cè)部分從外翻部分朝向調(diào)度構(gòu)件延伸；和

空間，其形成在所述內(nèi)側(cè)部分和所述外側(cè)部分之間，用于接收推進(jìn)流體以在外翻部分上施加力，從而使內(nèi)側(cè)部分的一段朝向頭部構(gòu)件逐漸前進(jìn)，使得其相對(duì)于頭部構(gòu)件滑動(dòng)地移位，并逐漸地將外翻部分的相應(yīng)的段推進(jìn)到外側(cè)部分中，從而將所述外翻套管從里向外翻并使頭部構(gòu)件沿著路徑前進(jìn)；

其中所述頭部構(gòu)件配置有內(nèi)部部分，該內(nèi)部部分用于保持外翻部分并且有助于外翻部分相對(duì)于頭部構(gòu)件滑動(dòng)。

在此處說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“物品”表示其上安裝有或未安裝有電氣或機(jī)械單元的頭部構(gòu)件、攝像機(jī)、靜止照相機(jī)、成像系統(tǒng)、感測(cè)系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、工作工具、通訊系統(tǒng)、治療裝備等。

在此處說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“路徑”表示管道、通道、空腔、隧道、地下通道、腔道、管、內(nèi)腔、導(dǎo)管等。

在此處說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“流體”表示氣態(tài)流體(例如空氣、氦氣等)或液態(tài)流體(例如水、油等)。

本公開(kāi)的主題的外翻套管由回彈性和/或柔性材料制成，其允許其上安裝有頭部構(gòu)件的外翻套管沿著彎曲路徑推進(jìn)，具有在前進(jìn)過(guò)程中當(dāng)接觸到路徑的壁時(shí)使外翻套管彎曲和撓曲的能力，從而沿著路徑前進(jìn)。在外翻套管的前進(jìn)過(guò)程中，它將沿最小阻力的路徑前進(jìn)，因此當(dāng)撓曲發(fā)生時(shí)，外翻套管將沿著路徑前進(jìn)。

外翻過(guò)程涉及通過(guò)把外翻套管從里向外翻轉(zhuǎn)來(lái)展開(kāi)外翻套管。這允許使外翻套管及其頭部構(gòu)件在路徑的可能是粗糙的且可能沿著其包括各種障礙物的內(nèi)部表面內(nèi)以基本上較低的摩擦力前進(jìn)，從而允許頭部構(gòu)件沿著路徑容易且可靠地自我推進(jìn)。最終，外翻過(guò)程是這樣的，套管的外側(cè)部分相對(duì)于路徑的壁保持基本上靜止，且可能與路徑摩擦的主要元件是頭部構(gòu)件。

下面的特征、設(shè)計(jì)和構(gòu)造中的任何一個(gè)或更多個(gè)可以獨(dú)立地或以其各種組合被包含在本公開(kāi)主題的系統(tǒng)和裝置中。

頭部構(gòu)件可以由基本上剛性的材料制成，當(dāng)推進(jìn)流體在外翻部分上施加的力減小或終止時(shí)(即，空間內(nèi)的推進(jìn)流體的壓力下降)時(shí)，該頭部構(gòu)件仍保持其形狀。這可以允許頭部構(gòu)件和/或整個(gè)裝置在推進(jìn)流體的壓降存在時(shí)沿著路徑在任何位置處執(zhí)行其指定的功能。

外翻部分可以配置有外部表面和內(nèi)部表面，該外部表面接合頭部構(gòu)件的內(nèi)部部分，在該內(nèi)部表面上將施加推進(jìn)流體的力。

頭部構(gòu)件的內(nèi)部部分可以配置成具有至少一個(gè)窄部分和至少一個(gè)寬部分，該至少一個(gè)窄部分具有垂直于其長(zhǎng)度截取的第一橫截面直徑d1，至少一個(gè)寬部分具有垂直于其長(zhǎng)度截取的第二橫截面直徑d2，d2大于d1。至少一個(gè)窄部分配置成接合外翻部分的外部表面并且防止頭部構(gòu)件相對(duì)于外翻部分的軸向移位，而允許外翻部分相對(duì)于內(nèi)部部分滑動(dòng)地移位。

窄部分可以形成為在頭部構(gòu)件中形成的周向槽。

至少一個(gè)窄部分可以比至少一個(gè)寬部分更靠近外側(cè)部分設(shè)置。

至少一個(gè)窄部分可以設(shè)置在兩個(gè)所述寬部分之間。

頭部構(gòu)件還可以包括保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件配置成用于接合外翻部分的內(nèi)部表面并在其上施加向外按壓的力，從而將外翻部分保持靠近內(nèi)部部分同時(shí)允許外翻部分相對(duì)于內(nèi)部部分滑動(dòng)地移位。

保持構(gòu)件可以定位成緊靠著內(nèi)部部分的寬部分。保持構(gòu)件可以具有外表面，該外表面具有模仿寬部分的形狀的形狀。

保持構(gòu)件可以具有用于允許內(nèi)側(cè)部分從中通過(guò)的中心開(kāi)口。

保持構(gòu)件可以具有環(huán)面形狀(torusshape)。

頭部構(gòu)件還可以配置有具有圓形輪廓的前部分。圓形輪廓可以是球形輪廓。

調(diào)度構(gòu)件可以具有環(huán)形形狀，并且可以配置有：周邊緣，其用于密封地周向地固定到套管端部；管嘴，其用于允許內(nèi)部部分從中通過(guò)；以及入口，其用于與配置用于將推進(jìn)流體引入空間內(nèi)的泵送機(jī)構(gòu)相接。

調(diào)度構(gòu)件可以配置有設(shè)置在其中心處的管嘴。

系統(tǒng)和裝置可以包括用于將推進(jìn)流體引入空間中的泵送機(jī)構(gòu)，從而在其中產(chǎn)生正壓并且在外翻部分上施加力。

外翻套管可以由以下材料中的一種制成：絲、尼龍、橡膠、可變形塑性材料。

外翻套管可以由不透流體的材料制成。

空間可以與外界密封。

內(nèi)部部分的內(nèi)部可以界定細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)腔，該內(nèi)腔允許在調(diào)度構(gòu)件周?chē)难b置外部和頭部構(gòu)件及其周?chē)g通過(guò)該內(nèi)腔電氣地或機(jī)械地連通。細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)腔可以允許通過(guò)其中引入物體(例如，內(nèi)窺鏡、測(cè)量?jī)x器、傳感器、工作工具)、纜線(例如，電纜、鮑登纜線、光纖)或管。

頭部構(gòu)件可以安裝到操作單元，該操作單元包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)：攝像機(jī)、靜物照相機(jī)、成像系統(tǒng)、感測(cè)系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、工作工具和通信系統(tǒng)。

頭部構(gòu)件和操作單元可以集成到單個(gè)單元中。

頭部構(gòu)件可以安裝到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有連接到頭部構(gòu)件的前端部的主體構(gòu)件。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)配置成用于在頭部構(gòu)件沿著路徑推進(jìn)物品期間引導(dǎo)頭部構(gòu)件。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以包括至少一對(duì)輪和至少一個(gè)控制機(jī)構(gòu)，該至少一個(gè)控制機(jī)構(gòu)配置成用于控制所述對(duì)輪的方向。

控制機(jī)構(gòu)可以包括沿著細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔延伸的至少一條鮑登纜線和安裝到至少一條鮑登纜線用于控制所述一對(duì)輪的方向的張緊機(jī)構(gòu)。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以包括相對(duì)于彼此和相對(duì)于頭部構(gòu)件連續(xù)布置的兩對(duì)輪。兩對(duì)輪中的前面的一對(duì)可以是通過(guò)控制機(jī)構(gòu)可控制的。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以允許頭部構(gòu)件沿著路徑以大約90°或大于90°的角度執(zhí)行急轉(zhuǎn)彎。

從空間抽出推進(jìn)流體可以減小外翻部分上的力，從而允許逐漸地將內(nèi)側(cè)部分的一段朝向調(diào)度構(gòu)件拉回并將外側(cè)部分的相應(yīng)的段朝向頭部構(gòu)件推進(jìn)，從而沿著路徑向后拉回頭部構(gòu)件。

系統(tǒng)和裝置還可以包括卷軸，內(nèi)部部分被卷繞在卷軸上，用于在向空間中供應(yīng)推進(jìn)流體期間通過(guò)調(diào)度構(gòu)件來(lái)供給外翻套管。

根據(jù)本公開(kāi)的主題的另一方面，提供了一種用于組裝沿著路徑推進(jìn)物品的系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括：具有內(nèi)部部分的頭部構(gòu)件、具有管嘴的調(diào)度構(gòu)件以及外翻套管，該方法包括：

(i)經(jīng)由所述管嘴引入所述外翻套管的部分；

(ii)將外翻套管從里向外翻，從而形成具有套管端部的外側(cè)部分、外翻部分以及從該外翻部分朝向調(diào)度構(gòu)件延伸的內(nèi)側(cè)部分；和

(iii)將所述外翻部分安裝到所述內(nèi)部部分，以便保持外翻部分并有利于其相對(duì)于頭部部件滑動(dòng)；和

(iv)將所述套管端部密封地固定到所述調(diào)度構(gòu)件，從而在其間形成空間，該空間用于接收推進(jìn)流體以在外翻部分上施加力。

該用于組裝的方法還可以包括：將所述外翻套管的所述部分引導(dǎo)穿過(guò)所述保持構(gòu)件的步驟，該步驟在步驟(i)和步驟(ii)之間執(zhí)行；以及將保持構(gòu)件定位在外翻部分的內(nèi)部表面處以在內(nèi)部表面上施加向外按壓的力的步驟，該步驟在步驟(iii)和步驟(iv)之間執(zhí)行。

步驟(iv)還可以包括將保持構(gòu)件定位在頭部構(gòu)件的寬部分內(nèi)的步驟。

根據(jù)本公開(kāi)主題的另一方面，提供了一種使用用于沿著路徑推進(jìn)物品的裝置的方法，包括：

(i)提供裝置，該裝置包括：頭部構(gòu)件；調(diào)度構(gòu)件；外翻套管，其配置成具有外側(cè)部分、外翻部分和內(nèi)側(cè)部分，外側(cè)部分具有固定到調(diào)度構(gòu)件的套管端部，外翻部分滑動(dòng)地聯(lián)接到頭部構(gòu)件，內(nèi)側(cè)部分從外翻部分朝向調(diào)度構(gòu)件延伸；以及空間，其形成在所述內(nèi)側(cè)部分和所述外側(cè)部分之間；所述頭部構(gòu)件配置有內(nèi)部部分，該內(nèi)部部分用于保持外翻部分并且有助于外翻部分相對(duì)于頭部構(gòu)件滑動(dòng)。

(ii)將所述裝置定位在路徑上的特定位置處，其中頭部構(gòu)件沿著路徑朝向前進(jìn)方向；和

(iii)將推進(jìn)流體引入到空間中以在外翻部分上施加力，從而使內(nèi)側(cè)部分的一段朝向頭部構(gòu)件逐漸前進(jìn)，使其相對(duì)于頭部構(gòu)件滑動(dòng)地移位，并逐漸地將外翻部分的相應(yīng)的段推進(jìn)到外側(cè)部分中，從而將所述外翻套管從里向外翻過(guò)來(lái)并使頭部構(gòu)件沿著前進(jìn)方向前進(jìn)。

該方法還包括以下步驟：為裝置提供轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有連接到頭部構(gòu)件的前端部的主體構(gòu)件；以及操作轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以引導(dǎo)頭部構(gòu)件的前進(jìn)方向。

附圖簡(jiǎn)述

為了更好地理解本文公開(kāi)的主題并且舉例說(shuō)明可以如何在實(shí)踐中實(shí)施它，現(xiàn)在將參照附圖僅通過(guò)非限制性示例來(lái)描述實(shí)施例，在附圖中：

圖1a是根據(jù)本公開(kāi)主題的一個(gè)示例的裝置的分解透視圖，該裝置構(gòu)成用于沿著路徑推進(jìn)物品的系統(tǒng)；

圖1b是處于其初始狀態(tài)的圖1a的裝置的后透視圖；

圖1c是沿圖1b的裝置的a1部分的線a-a截取的橫截面圖；

圖1d是沿著圖1b的裝置的線b-b截取的橫截面圖；

圖2a是處于其伸長(zhǎng)狀態(tài)的圖1b的裝置的后透視圖；

圖2b是沿圖2a的裝置的線c-c截取的橫截面圖；

圖3是沿著路徑處于其伸長(zhǎng)狀態(tài)的圖1b的裝置的俯視圖；

圖4是配置有安裝到其頭部構(gòu)件的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的圖2a的裝置的后透視圖；

圖5a是處于其伸長(zhǎng)狀態(tài)特別是沿著具有直角轉(zhuǎn)彎的路徑推進(jìn)物品的圖4的裝置的俯視圖；和

圖5b是沿著路徑在直角轉(zhuǎn)彎處進(jìn)一步推進(jìn)物品的圖5a的裝置。

具體實(shí)施方式

首先將注意力轉(zhuǎn)向圖1a至圖1d，根據(jù)本公開(kāi)主題的一個(gè)示例，其中示出了用于沿著路徑推進(jìn)物品的系統(tǒng)1'(圖1a)和裝置1(圖1b至1d)。裝置1構(gòu)成系統(tǒng)1'的組裝形式，并且因此，盡管關(guān)于裝置1進(jìn)行了以下說(shuō)明，但是它們同樣與系統(tǒng)1'相關(guān)。

裝置1包括頭部構(gòu)件10、保持構(gòu)件30、調(diào)度構(gòu)件50、外翻套管60以及泵90形式的泵送機(jī)構(gòu)。裝置1可以可選地包括操作單元100，該操作單元100可以在需要時(shí)安裝到頭部構(gòu)件10。

如圖1a中所示，外翻套管60是纏繞在卷取卷軸70周?chē)募?xì)長(zhǎng)套管。在圖1a中示出了外翻套管60，其前端部被從里向外翻出，從而形成三個(gè)主要部分：內(nèi)側(cè)部分62、外翻部分64以及外側(cè)部分66，外側(cè)部分66相對(duì)于未外翻的內(nèi)側(cè)部分62被翻過(guò)來(lái)180°的角度。如圖1c中所示，外翻部分64被定義為外翻套管60的在套管的假想圓m和n之間延伸的部分。應(yīng)該指出，外翻部分64的位置以及內(nèi)側(cè)部分62和外側(cè)部分66的長(zhǎng)度分別是動(dòng)態(tài)的，并且取決于外翻套管60的外翻程度，如下所述。

外翻套管60由不透流體的材料(例如尼龍)制成。當(dāng)被置于壓力下時(shí)，由于外翻套管60是回彈性的且柔性的，所以允許頭部構(gòu)件10沿著彎曲的路徑前進(jìn)，如下面參考圖3所解釋的。盡管圖1a的外翻部分64以其非變形狀態(tài)示出，但是當(dāng)組裝裝置1時(shí)，并且特別地當(dāng)頭部構(gòu)件10和保持構(gòu)件30被安裝到外翻部分時(shí)，外翻部分的形狀根據(jù)頭部構(gòu)件10和保持構(gòu)件30的結(jié)構(gòu)改變(如圖1c所示)。

如下面以詳細(xì)方式說(shuō)明的，在裝置1的操作中，將推進(jìn)流體引入到裝置1的內(nèi)部中使外翻套管60持續(xù)地外翻，同時(shí)增加了外側(cè)部分66的長(zhǎng)度并減小了內(nèi)側(cè)部分62的長(zhǎng)度。這種外翻之后是頭部構(gòu)件10相對(duì)于外翻套管60的滑動(dòng)移位，這導(dǎo)致頭部構(gòu)件10沿著沿裝置1的長(zhǎng)度延伸的伸長(zhǎng)x軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

調(diào)度構(gòu)件50包括環(huán)形殼體54，環(huán)形殼體54具有用于密封地將封閉件52接收在其中的開(kāi)口55。殼體54配置有周邊緣56。如圖1b和1c中所示，外側(cè)部分66的套管端部67密封地固定到周邊緣56。封閉件52具有設(shè)置在其中心處的管嘴53，以允許內(nèi)側(cè)部分62從中通過(guò)。殼體54還具有用于與泵90相接的入口57，以使它們之間流體連通。內(nèi)側(cè)部分62從外翻部分64朝向調(diào)度構(gòu)件50延伸，并且從那里延伸到卷取卷軸70。外翻部分64配置有外部表面72(圖1a中所示)和內(nèi)部表面74(如圖1c中所示)。外部表面72與頭部構(gòu)件10的內(nèi)部部分12接合。頭部構(gòu)件10被構(gòu)造成使得外翻部分64保持與其鄰近，同時(shí)允許和便于其相對(duì)于內(nèi)部部分12滑動(dòng)。特別地，如圖1c中所示，內(nèi)部部分12構(gòu)造成具有窄部分13，該窄部分13具有垂直于其沿x軸的長(zhǎng)度截取的第一橫截面直徑d1。窄部分13是形成在頭部構(gòu)件10中的周向槽。內(nèi)部部分12進(jìn)一步構(gòu)造成具有寬部分14，該寬部分14具有垂直于其沿著x軸的長(zhǎng)度截取的第二橫截面直徑d2。d2大于d1。窄部分13通過(guò)接合外部表面72而保持外翻套管，并防止頭部構(gòu)件10相對(duì)于外翻部分64沿x軸移位，同時(shí)允許外翻套管60相對(duì)于內(nèi)部部分12滑動(dòng)地移動(dòng)。

根據(jù)其它示例，頭部構(gòu)件可以配置成具有多于一個(gè)窄部分和/或具有多于一個(gè)寬部分。窄部分和寬部分可以相對(duì)于彼此以不同的組合定位。

除了頭部構(gòu)件10的結(jié)構(gòu)之外，保持構(gòu)件30也用于將頭部構(gòu)件10保持到外翻套管60。

保持構(gòu)件30是具有環(huán)面形狀的中空回彈性構(gòu)件，其外表面模仿寬部分14的表面的形狀。

頭部構(gòu)件10對(duì)外翻套管60的保持是通過(guò)將保持構(gòu)件30從內(nèi)部表面74側(cè)定位在寬部分14處來(lái)執(zhí)行的，從而使外翻部分64設(shè)置在保持構(gòu)件30和頭部構(gòu)件10之間。在該位置，保持構(gòu)件30向內(nèi)部表面74施加向外按壓的力，從而將外翻部分64保持靠近內(nèi)部部分12，同時(shí)允許外翻部分64相對(duì)于內(nèi)部部分12滑動(dòng)地移動(dòng)。

在圖1c中最好地看出，在裝置1內(nèi)在內(nèi)側(cè)部分62和外側(cè)部分66之間形成有不透流體的可密封空間80?？臻g80通過(guò)連接到入口57的軟管92與泵90流體連通?？臻g80與裝置1的外界密封，并且構(gòu)造成用于接收來(lái)自泵90的空氣的形式的推進(jìn)加壓流體。泵90可以手動(dòng)或電動(dòng)操作。

現(xiàn)在參考圖2a和2b，以便解釋將空氣引入空間80中如何使外側(cè)部分66的長(zhǎng)度增加同時(shí)外側(cè)部分66保持不動(dòng)，從而通過(guò)使頭部構(gòu)件10隨著相對(duì)于外翻套管60的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)推進(jìn)而使頭部構(gòu)件10沿x軸前進(jìn)。

由于向空間80中引入了預(yù)定量的空氣，在空間80內(nèi)產(chǎn)生了相對(duì)于裝置1的外界的壓力梯度。由于外翻套管60在徑向方向上的有限的回彈性，所以空間80內(nèi)的空氣的壓力產(chǎn)生大致沿著x軸定向的力f(如圖1c中所示)。力f直接地和通過(guò)保持構(gòu)件30施加在外翻部分64上。力f的作用在x軸方向上對(duì)內(nèi)側(cè)部分62施加拉力，使內(nèi)側(cè)部分62的一段隨著卷取卷軸70的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)而朝向頭部構(gòu)件10逐漸地前進(jìn)。該段具有長(zhǎng)度l(如圖1c中所示)。由于施加在其上的拉力，內(nèi)側(cè)部分62的該段在頭部構(gòu)件10和保持構(gòu)件30之間滑動(dòng)，逐漸地將外翻部分64的一段推進(jìn)到外側(cè)部分66中。這導(dǎo)致外側(cè)部分66的長(zhǎng)度增加l/2的長(zhǎng)度并使頭部構(gòu)件在x軸方向上前進(jìn)到l/2的距離。換句話說(shuō)，力f的作用引起外翻套管60外翻具有長(zhǎng)度l的段，這導(dǎo)致頭部構(gòu)件10沿著l/2的距離前進(jìn)(如圖2a中所示)。因此，在將空氣引入空間80期間，內(nèi)側(cè)部分62的前進(jìn)速度是頭部構(gòu)件10的前進(jìn)速度的兩倍。

頭部構(gòu)件10由剛性材料制成，在空間80中的空氣的壓力下降時(shí)，例如當(dāng)頭部構(gòu)件10沿著路徑前進(jìn)到特定位置，并且從裝置1斷開(kāi)泵90時(shí)，該頭部構(gòu)件10仍保持其形狀。頭部構(gòu)件10的這種保持其形狀的能力允許其在空間80內(nèi)存在壓降時(shí)沿著路徑在任何位置處執(zhí)行其指定的功能(例如，測(cè)量、感測(cè)、光學(xué)檢查等)。

頭部構(gòu)件10配置有具有圓形輪廓的前部分，并且配置有設(shè)置在其前邊緣處的附接構(gòu)件15。為了不同的需要，附接構(gòu)件15可以用于將不同的構(gòu)件安裝到頭部構(gòu)件10。根據(jù)圖1a-1d和2a-2b的示例，附接構(gòu)件15可以可選地連接到操作單元100。操作單元100包括在其前端部的照相機(jī)105(如圖1c和2b中所示)。根據(jù)圖4和圖5a-5b的示例，附接構(gòu)件15可以用于將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝到其上。

內(nèi)部部分62的內(nèi)部界定細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔63(如圖1c、1d和2b中所示)，以允許通過(guò)該內(nèi)腔63而在調(diào)度構(gòu)件周?chē)难b置外部與頭部構(gòu)件10及其周?chē)g電氣或機(jī)械連通。內(nèi)腔63可以允許沿著路徑通過(guò)其將不同物體(例如，內(nèi)窺鏡、測(cè)量?jī)x器、傳感器、工作工具)、纜線(例如，電纜、鮑登纜線、光纖)或細(xì)長(zhǎng)元件引入到頭部構(gòu)件的位置。根據(jù)本示例，內(nèi)腔63可以用于通過(guò)其將電纜傳遞到照相機(jī)105以與照相機(jī)105通信并向其提供電力供應(yīng)。

現(xiàn)在參考圖3，其中裝置1被示出在彎曲路徑200內(nèi)。如上所述，外翻套管60由回彈性和/或柔性材料制成，其允許外翻套管60的外側(cè)部分66與安裝到其上的頭部構(gòu)件10一起沿著彎曲結(jié)構(gòu)推進(jìn)。例如，當(dāng)頭部構(gòu)件10沿著路徑200前進(jìn)并且在轉(zhuǎn)折點(diǎn)202處觸到路徑200的壁時(shí)，頭部構(gòu)件10的進(jìn)一步前進(jìn)將引起外側(cè)部分66彎曲，從而遵循路徑200的形狀和結(jié)構(gòu)。

上述涉及通過(guò)將外翻套管60從里向外翻來(lái)展開(kāi)外翻套管60的外翻過(guò)程允許將頭部構(gòu)件10沿著路徑200以最小的摩擦推進(jìn)，這是因?yàn)橥鈧?cè)部分66在頭部構(gòu)件10推進(jìn)的過(guò)程中不需要在路徑200內(nèi)滑動(dòng)。因此，需要供給到空間80中以用于沿著路徑200推進(jìn)頭部構(gòu)件10的空氣的壓力的程度也是合理的。

應(yīng)當(dāng)指出的是，頭部構(gòu)件10也可以在路徑200內(nèi)例如在完成其預(yù)期操作之后向后前進(jìn)。這可以通過(guò)減小空間80內(nèi)的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而允許沿相反方向逐漸拉動(dòng)內(nèi)側(cè)部分62，導(dǎo)致外側(cè)部分62的長(zhǎng)度減小和頭部構(gòu)件10的相應(yīng)的向后移動(dòng)。

雖然外翻套管60具有有限的長(zhǎng)度，但是通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)中已知的技術(shù)(例如，熱焊接)，其長(zhǎng)度可以通過(guò)密封地連接到另外的外翻套管來(lái)手動(dòng)或自動(dòng)地增加。這可以允許使頭部構(gòu)件10沿著非常長(zhǎng)的甚至比在將頭部構(gòu)件引入到路徑中之前操作者所知道的更長(zhǎng)的路徑前進(jìn)。

現(xiàn)在參考圖4和5a-5b，其中裝置1包括安裝到頭部構(gòu)件10上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)150。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)150配置成用于在頭部構(gòu)件10沿著路徑推進(jìn)物品時(shí)引導(dǎo)頭部構(gòu)件10。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)150包括在其之間樞轉(zhuǎn)地連接的第一主體構(gòu)件152和第二主體構(gòu)件154。第一主體構(gòu)件152樞轉(zhuǎn)地連接到附接構(gòu)件15。第一主體構(gòu)件152具有設(shè)置在其兩側(cè)的第一對(duì)輪153，并且第二主體構(gòu)件154具有設(shè)置在其兩側(cè)的第二對(duì)輪155。輪153和155構(gòu)造成在頭部構(gòu)件10沿著路徑前進(jìn)時(shí)自身旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)150還包括被配置為控制對(duì)輪的方向的控制機(jī)構(gòu)(未示出)。特別地，控制機(jī)構(gòu)被配置為改變第一主體構(gòu)件152和第二主體構(gòu)件154相對(duì)于x軸和相對(duì)于彼此的方向?？刂茩C(jī)構(gòu)配置有兩條鮑登纜線162和164(圖4中所示)，每條連接到其相應(yīng)的主體構(gòu)件152和154。鮑登纜線沿內(nèi)側(cè)部分62的整個(gè)長(zhǎng)度在內(nèi)腔63內(nèi)延伸?？刂茩C(jī)構(gòu)還包括安裝到鮑登纜線162和164的張緊機(jī)構(gòu)，用于控制這些纜線的張力，并且從而改變第一主體構(gòu)件152和第二主體構(gòu)件154相對(duì)于x軸的方向。

在圖5a-5b中示出了具有急直角轉(zhuǎn)彎的路徑300。如圖5b中所示，為了允許頭部構(gòu)件10向左轉(zhuǎn)而不被卡在路徑的禁止處，第二主體構(gòu)件154通過(guò)鮑登纜線164的相應(yīng)張緊而旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)允許頭部構(gòu)件10向左轉(zhuǎn)，并且從而沿著路徑300繼續(xù)推進(jìn)物品。

根據(jù)另一示例，當(dāng)裝置1的操作者不知道路徑的結(jié)構(gòu)時(shí)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以結(jié)合安裝到頭部構(gòu)件或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的攝像機(jī)來(lái)使用。攝像機(jī)可以提供頭部構(gòu)件前面的區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像，并且轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以由用戶使用以將頭部構(gòu)件導(dǎo)向到優(yōu)選的方向。