技术领域
[0001] 本申请涉及柔性部件收纳技术领域，尤其涉及一种收纳装置。
相关背景技术
[0002] 在生产、生活以及医疗等自动化领域经常会涉及到直线移动装置，直线移动装置经常会用到线缆、管路或光纤等柔性部件来传递信号、电源、特殊用途的气体或液体等。
[0003] 目前，为了管理柔性部件，往往用到卷线器或线缆拖链等对柔性部件进行收纳以及限位，以保证柔性部件的可靠使用。
[0004] 一些直线移动装置的结构较为紧凑，无法使用线缆拖链或使用线缆拖链后柔性部件的弯曲半径不符合使用要求。一些柔性部件无法承受较大的拉力，使用现有的卷线器容易损坏柔性部件。
具体实施方式
[0048] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
[0049] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0050] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0051] 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0052] 此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。
[0053] 现有技术中，一些自动化装置设置有直线移动装置。如图1‑图3所示，在经支气管或经输尿管检查或治疗等领域，较为先进的技术手段是使用机器人技术实现柔性内窥镜或导管的插入。柔性内窥镜系统设置有直线移动装置，即插入臂10，该插入臂10包括第一支架11、第二支架12和第三支架13，第二支架12能够相对第一支架11运动，第三支架13能够相对第二支架12运动，通过第一支架11、第二支架12和第三支架13之间的相对运动来实现内窥镜或导管的插入。为了避免与手术室的其他设备之间发生干涉且便于运输，插入臂10的结构较为紧凑。柔性内窥镜系统搭载着视觉、磁导航、光纤导航、拉压力、电机驱动以及温度等诸多传感器，也使用气动或液体管道。这些传感器线缆或管路有着严格的使用要求，很多都无法承受稍大的拉力或弯曲半径较大，大部分都不可以用其它线缆或管路替代。
[0054] 由于线缆拖链会由于拖链的弯折占用较大的空间，很多情况下无足够的空间使用线缆拖链来保护线缆或管路，或者使用线缆拖链后线缆或管路的弯曲半径不符合要求。一些卷线器设置有卷簧，通过卷簧带动线缆或管路卷绕。然而，基于卷簧的卷线器本身扭矩大小和行程相关，存在不同行程下卷线器扭力大小不一导致线缆或管路始终受到较大的拉力且这个拉力与行程相关的问题。为抵消这种拉力的影响，如果使用卷线器收纳线缆或管路需要使用带加强编织层或本身可承受一定拉力的线缆或管路。但是对于很多情况下，末端设备自带的线缆或管路比较脆弱且无法更换的情况下，在卷线器收纳线缆或管路时会使线缆或管路始终受到较大的变化的拉力，影响线缆或管路的使用寿命。
[0055] 经过反复思考与验证，发明人发现，如果设计一种收纳装置，其包括支撑件和转动安装于支撑件的轴体上的收纳轮。收纳轮被配置为自动相对轴体转动。通过收纳轮的转动可以转绕收纳柔性部件，同时，收纳轮上卷绕设置有受力件。当收纳轮卷绕收纳柔性部件时，利用受力件来承受收纳轮的大部分拉力，避免收纳轮拉扯柔性部件而对柔性部件造成损伤。通过设置收纳轮用于卷绕柔性部件的部分的半径可以控制柔性部件的弯曲半径，这样，在结构较为复杂的装置中，可以实现对柔性部件的收纳以及限位，且不会拉扯柔性部件，进而实现对柔性部件的可靠保护，进而保证柔性部件的寿命和可靠性。
[0056] 以下结合附图对本申请实施例提供的收纳装置的技术方案进行详细描述。
[0057] 参照图4至图9所示，本申请实施例提供的收纳装置，收纳装置用于收纳柔性部件20，收纳装置包括支撑件100、收纳轮200和受力件300。支撑件100包括轴体110。收纳轮200转动安装于轴体110上，收纳轮200包括同轴设置的第一收纳段210和第二收纳段220。第一收纳段210与第二收纳段220之间设置有分隔部230，第一收纳段210被配置为卷绕收纳柔性部件20。受力件300为条状结构，受力件300的第一端与第二收纳段220的外周面固定，且受力件300卷绕设置在第二收纳段220上。其中，收纳轮200被配置为自动相对轴体110转动，以分别转绕收纳柔性部件20和受力件300，受力件300被配置为在收纳轮200转绕柔性部件20时承受拉力。
[0058] 其中，柔性部件20可以为线缆也可以为管路或线缆与管路的组合，即柔性部件20为条状结构，其可以沿自身的长度方向卷绕在第一收纳段210上。当柔性部件20为线缆时，其可以为圆形线缆、扁平线缆或排线，即柔性部件20的横截面可以为圆形或扁平状，在此不做唯一限定。轴体110的横截面形状为圆形，示意性的，收纳轮200可以通过轴承700转动安装于轴体110上。其中，第一收纳段210和第二收纳段220均为筒状结构，第一收纳段210和第二收纳段220各自的长度可以根据需要进行设置，在此不做唯一限定。
[0059] 在一种可能的实现中，分隔部230可以为片状的环形凸起，该环形凸起的外缘分别超出第一收纳段210和第二收纳段220。可以理解的，柔性部件20卷绕在第一收纳段210上后，第一收纳段210的外径即为柔性部件20的弯曲半径。
[0060] 其中，受力件300的横截面可以为圆形也可以为扁平状，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。值得一提的是，当受力件300受到拉力时，其长度不会发生改变。受力件300的强度需要保证其受到拉力时不会发生断裂。当收纳轮200转动时，受力件300可以承受收纳轮200的大部分拉力，避免收纳轮200在转动时柔性部件20始终受到较大的变化的拉力，保证柔性部件20的使用寿命。
[0061] 本申请提供的收纳装置，其通过收纳轮200在轴体110上转动可以收纳柔性部件20，通过设置收纳轮200的第一收纳段210的半径可以控制柔性部件20的弯曲半径。受力件
300的第一端与第二收纳段220的外周面固定，且受力件300卷绕设置在第二收纳段220上。
受力件300可以在收纳轮200卷绕柔性部件20时承受大部分拉力，避免收纳轮200在转动时柔性部件20始终受到较大的变化的拉力。收纳轮200在第一收纳段210和第二收纳段220之间设置分隔部230，避免柔性部件20与受力件300之间发生干涉。这样，在结构较为复杂的装置中，可以实现对柔性部件20的收纳以及限位，且不会拉扯柔性部件20，进而实现对柔性部件20的可靠保护，进而保证柔性部件20的寿命和可靠性。
[0062] 在一个实施例中，如图7所示，第二收纳段220的直径D大于第一收纳段210的直径d。
[0063] 需要说明的是，柔性部件20和受力件300在装配时，需要在最大行程下进行，也即是说，柔性部件20和受力件300在装配时分别处于拉伸状态。收纳轮200在转动时，第一收纳段210和第二收纳段220的角速度相同，随着收纳轮200的转动，柔性部件20的弯曲半径和受力件300的弯曲半径逐渐加大。由于D＞d，从而收纳轮200在卷绕收纳柔性部件20时，受力件300的行程大于柔性部件20的行程，可以理解的，当收纳轮200在放出柔性部件20时，受力件
300的行程同样大于柔性部件20的行程。这样，收纳轮200在转动时，可以使得受力件300主要承受收纳轮200的拉力。
[0064] 通过上述设置可以保证收纳轮200在转动时，受力件300可以稳定承受收纳轮200提供的大部分拉力，避免柔性部件20始终受到较大的变化的拉力而发生损伤。
[0065] 在一个实施例中，如图7‑图10所示，第一收纳段210远离分隔部230的一端设置有第一限位部240，第二收纳段220远离分隔部230的一端设置有第二限位部250。轴体110上开设有第一通孔111，第一通孔111的轴线平行于轴体110的轴线，收纳轮200上开设有第二通孔260，轴体110伸入第二通孔260的内部，第一限位部240上开设有走线孔241。
[0066] 示例性的，第一限位部240和第二限位部250均为片状的环形凸起，其中，第一限位部240的外缘分别超出第一收纳段210和第二收纳段220，第二限位部250的外缘分别超出第一收纳段210和第二收纳段220。在一种可能的实现方式中，第一通孔111与轴体110同轴设置。
[0067] 可选的，走线孔241的横截面形状可以为弧形。示意性的，当轴体110伸入第二通孔260中后，轴体110的外周面与轴承700的内圈固定，第二通孔260的孔壁与轴承700的内圈固定。
[0068] 此结构，通过第一限位部240和分隔部230可以避免卷绕在第一收纳段210上的柔性部件20从第一收纳段210上脱出；通过第二限位部250和分隔部230可以避免卷绕在第二收纳段220上的受力件300从第二收纳段220上脱出。第一通孔111、第二通孔260和走线孔241为柔性部件20提供了走线通道，即柔性部件20的可以分别穿过第一通孔111、第二通孔
260和走线孔241伸入第一限位部240与分隔部230之间并与第一收纳段210固定。
[0069] 在一个具体的实施例中，如图5、图6、图8和图9所示，收纳装置还包括压板400。第一收纳段210的外周设置有线槽211，线槽211与走线孔241连通。压板400安装于线槽211的开口，压板400被配置为固定柔性部件20。
[0070] 示意性的，线槽211可以通过一次成型工艺设置在第一收纳段210的外周。其中，线槽211的深度不小于柔性部件20的直径。可以理解的，走线孔241朝向分隔部230的一端位于线槽211的内部。压板400可以通过卡接、粘接或紧固件紧固等方式与第一收纳段210固定，在此不做唯一限定。
[0071] 在一种可能的实现方式中，线槽211具有倾斜设置的第一侧壁212，当压板400固定在线槽211的开口后，通过第一侧壁212和压板400可以夹持固定柔性部件20。在另一种可能的实现方式中，压板400朝向线槽211的一侧可以设置粘接层，当压板400固定在第一收纳段210上后，可以通过粘接层粘接固定柔性部件20。
[0072] 本实施例中，通过在第一收纳段210上设置线槽211，当柔性部件20从走线孔241伸入分隔部230与第一限位部240之间后可以在线槽211中转向，使得收纳轮200在转动时可以卷绕收纳柔性部件20。在线槽211的开口位置安装压板400，通过压板400可以固定第一收纳段210上的柔性部件20，避免柔性部件20发生窜动。
[0073] 在一个更加具体的实施例中，如图5和图6所示，压板400呈弧形设置，压板400的一端与线槽211的侧壁固定，压板400背离线槽211的一面与收纳轮200的轴线之间的距离大小等于第一收纳段210的外径大小。
[0074] 可以理解的，压板400为弧形板，示例性的，可以使用紧固件将压板400的端部锁紧于线槽211的侧壁。可以理解的，当压板400固定在线槽211的开口后，压板400背离线槽211的一侧与第一收纳段210未设置线槽211的位置之间不存在高度差。
[0075] 此结构，当压板400安装在线槽211的开口位置，且柔性部件20在第一收纳段210上卷绕多圈时，柔性部件20经过线槽211时不会发生小角度的弯折，保证柔性部件20在第一收纳段210上的弯曲半径，保证柔性部件20的使用寿命。
[0076] 在一个具体的实施例中，如图6、图7和图11所示，受力件300为恒力卷簧。
[0077] 其中，恒力卷簧由长条带状弹簧卷绕而成，其设计为具有恒定的弯曲应力且可展开，在其行程范围内具有恒定的扭矩。可以理解的，恒力卷簧的横截面为扁平状，本实施例对于恒力卷簧的具体结构并不限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择适合的恒力卷簧。
[0078] 示例性的，恒力卷簧的第一端固定在第一收纳段210上，恒力卷簧的第二端可以固定在直线移动装置的移动端。举例而言，如图4所示，当收纳装置安装在插入臂10上时，恒力卷簧的第二端可以固定在第三支架13上。当插入臂10的长度伸长时，第三支架13可以带动柔性部件20和恒力卷簧运动，使得收纳轮200同时放出柔性部件20和恒力卷簧；当插入臂10的长度缩短时，恒力卷簧可以向收纳轮200提供恒定的扭矩，使得收纳轮200自动相对轴体110转动，以分别卷绕收纳柔性部件20和恒力卷簧，此时，恒力卷簧可以承受收纳轮200提供的大部分拉力。
[0079] 目前，一些卷线器通过电机带动卷线器工作以卷绕收纳线缆或管路，上述卷线器需要用到电机、减速器、驱动器及通讯控制单元，不仅控制复杂并且成本高。
[0080] 本实施例提供的收纳装置，利用恒力卷簧提供的扭矩可以带动收纳轮200相对支撑件100转动以卷绕收纳柔性部件20，相较于采用电机驱动的卷线器而言，不需要用到电机、减速器、驱动器及通讯控制单元，收纳装置更容易布置、使用简单且成本降低。此外，恒力卷簧提供的扭矩恒定，即恒力卷簧提供的扭矩不会随恒力卷簧伸出收纳轮200的长度而发生改变，同时，在收纳轮200转动时恒力卷簧承受大部分拉力，避免收纳轮200在转动时柔性部件20受到较大的变化的拉力，保证柔性部件20的使用寿命。
[0081] 在一个更加具体的实施例中，如图5、图6、图7和图10所示，支撑件100还包括位于轴体110外侧的罩体120，恒力卷簧卷绕在第二收纳段220上的部分位于罩体120的内部。罩体120的侧壁上设置有供恒力卷簧的第二端伸出的缺口121。
[0082] 示意性的，罩体120包括端壁和环绕端壁设置的侧壁，支撑件100的轴体110穿过罩体120的端壁设置。其中，罩体120和轴体110可以通过螺纹、卡接或粘接等方式固定，又或者，可以将罩体120与轴体110制成一体件。在一种可能的实现方式中，罩体120的侧壁远离端壁的一端可以延伸至收纳轮200的分隔部230，从而恒力卷簧卷绕在第二收纳段220上的部分位于罩体120的内部。
[0083] 示例性的，罩体120上缺口121的宽度大于恒力卷簧的厚度，从而恒力卷簧的第二端从缺口121伸出后可以与固定在直线移动装置的移动端。
[0084] 此结构，罩体120可以避免外部杂质与恒力卷簧或轴体110与收纳轮200之间的轴承700接触，保证收纳装置的可靠运行，此外，罩体120的侧壁上开设供恒力卷簧伸出的缺口121，使得恒力卷簧可以与直线移动装置的移动端连接，进而恒力卷簧能够可靠带动收纳轮
200转动。
[0085] 在一种具体实施方式中，如图6、图8、图9和图11所示，恒力卷簧的第一端设置有安装段310，第二收纳段220的侧壁上设置有固定槽221，安装段310伸入固定槽221内并与固定槽221固定。
[0086] 其中，安装段310形成为片状结构，示例性的，当恒力卷簧处于卷绕状态时，安装段310沿恒力卷簧的径向方向延伸。可以理解的，固定槽221的尺寸与安装段310的尺寸相匹配，以便工作人员将安装段310伸入固定槽221的内部。可以理解的，当安装段310伸入固定槽221中后可以将恒力卷簧的第一端固定在第二收纳段220上，进而通过恒力卷簧提供的扭矩可以带动收纳轮200相对支撑件100转动。
[0087] 通过上述设置，便于工作人员将恒力卷簧的第一端与第二收纳段220之间进行连接，避免恒力卷簧的第一端相对第二收纳段220发生窜动，使得恒力卷簧能够可靠带动收纳轮200转动。
[0088] 如图12‑图14所示，收纳装置还包括发条弹簧500，发条弹簧500的两端分别与轴体110和收纳轮200连接。受力件300为呈条状设置的柔性件。
[0089] 可以理解的，发条弹簧500为一种储能弹簧，发条弹簧500提供的扭矩随发条弹簧500转动角度的变化而变化，也即是说，发条弹簧500转动的角度越大，其所提供的扭矩越大。当直线移动装置的长度伸长时，收纳轮200放出柔性部件20，此时发条弹簧500产生弹性变形；当直线移动装置的长度缩短时，通过发条弹簧500的弹力带动收纳轮200自动卷绕收纳柔性部件20。
[0090] 如图13所示，发条弹簧500的两端分别为第一固定端510和第二固定端520，第一固定端510位于发条弹簧500的内圈，第二固定端520位于发条弹簧500的外圈。轴体110的外周设置有第一卡槽112，支撑件100的第二通孔260上设置有第二卡槽263，第一固定端510伸入第一卡槽112的内部，第二固定端520伸入第二卡槽263的内部，从而将发条弹簧500连接在轴体110与收纳轮200之间。
[0091] 在一种可能的实现方式中，第二通孔260包括同轴设置的第一孔段261和第二孔段262，轴体110穿过第二孔段262并伸入第一孔段261的内部，在轴体110与第一孔段261之间设置轴承700使得收纳轮200可以相对轴体110转动。第二孔段262的直径大于第一孔段261的直径，发条弹簧500可以连接在第二孔段262与轴体110之间。
[0092] 示意性的，可以使用钢丝绳或其他具有足够强度的绳或线作为受力件300，此时，受力件300的横截面形状为圆形。由于第二收纳段220的直径D大于第一收纳段210的直径d，当收纳轮200在转动时，受力件300的行程大于柔性部件20的行程。这样，发条弹簧500在带动收纳轮200转动时，受力件300可以承受收纳轮200提供的大部分拉力，避免柔性部件20承受较大的变化的拉力，保证柔性部件20的使用寿命。
[0093] 本实施例提供的收纳装置，相较于采用电机驱动的卷线器而言，不需要用到电机、减速器、驱动器及通讯控制单元，收纳装置更容易布置、使用简单且成本降低。收纳轮200转动时，通过受力件300承受收纳轮200提供的大部分拉力，避免柔性部件20承受较大的变化的拉力，保证了柔性部件20的使用寿命。
[0094] 如图6、图7、图12、图14和图15所示，收纳装置还包括运动检测单元600。运动检测单元600包括码盘610和读数头620，码盘610安装于第二收纳段220远离第一收纳段210的一端，读数头620安装于支撑件100上，读数头620正对码盘610设置。
[0095] 示例性的，码盘610可以通过紧固件固定安装于第二限位部250远离分隔部230的一侧。当收纳轮200相对支撑件100转动时可以带动码盘610与收纳轮200同步转动。其中，码盘610可以采用机械开槽式、光学式、磁式、电容式或旋转变压式等适合结构，在此不做唯一限定。
[0096] 可以理解的，读数头620安装在支撑件100上，读数头620的检测端朝向码盘610。当收纳轮200带动码盘610转动时，读数头620可以读取码盘610转动的角度、转动的角速度以及转动的加速度等运动参数。在一种可能的实现方式中，读数头620可以与控制器电连接，控制器可以将直线移动装置的伸缩运动以及码盘610转动的运动参数进行比对可以判断柔性部件20是否发生异常。
[0097] 现有技术中，无法实时获取柔性部件20的状态，当柔性部件20发生故障且在初始状态时无法及时发现，只有当柔性部件20断裂或出现不可逆损伤时才能被发现。本申请提供的收纳装置，通过设置运动检测单元600可以实时获取柔性部件20的状态，当柔性部件20发生故障时可以被及时发现，避免造成更大的危害和损伤。
[0098] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
