TEGELER, Sebastian (Tulpenstrasse 9, Hannover, 30167, DE)
PONICK, Bernd (Mainstrasse 36, Falkensee, 14612, DE)
WIEDMANN, Karsten (Wißmannstraße 11, Hannover, 30173, DE)
MERTENS, Axel (Westerfeldweg 35, Wedemark / OT Bissendorf, 30900, DE)
TEGELER, Sebastian (Tulpenstrasse 9, Hannover, 30167, DE)
PONICK, Bernd (Mainstrasse 36, Falkensee, 14612, DE)
WIEDMANN, Karsten (Wißmannstraße 11, Hannover, 30173, DE)
| Patentansprüche: 1. Biegeaktor (1 , 2) mit einem ersten und wenigstens einem zweiten Aktorelement (1 , 2), wobei das erste und das zweite Aktorelement (1 , 2) entlang einer gewünschten Biegelinie (9) des Biegeaktors aufgereiht angeordnet sind, mit folgenden Merkmalen: a) das erste und das zweite Aktorelement (1 , 2) weist jeweils wenigstens ein Kernelement (10, 20) auf, das weichmagnetisches Material aufweist, b) wenigstens das erste Aktorelement (1) weist wenigstens eine elektrische Spule (12) auf, die das Kernelement (10) des ersten Aktorelements (1 ) wenigstens an einem Teil (1 1 , 19) des Kernelements (10) umgibt, c) die Spule (12) bildet zusammen mit dem Teil (11 , 19, 23, 26, 16, 23, 17, 28) des Kernelements (10) einen Elektromagneten, wobei bei Bestromung der Spule (12) der Elektromagnet betätigt ist, d) das zweite Aktorelement (2) ist von dem ersten Aktorelement (1 ) bei Bestromung der Spule (12) magnetisch anziehbar und hierdurch von einer ersten Winkellage bezüglich des ersten Aktorelements (1) in eine zweite Winkellage bewegbar, e) das erste und das zweite Aktorelement (1 , 2) sind über ein biegsames Verbindungselement (80) verbunden, das infolge einer Veränderung der Winkellage zwischen dem ersten und dem zweiten Aktorelement (1 , 2) verformbar ist. 2. Biegeaktor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Aktorelement (2) wenigstens eine elektrische Spule (22) aufweist, die das Kernelement (20) des zweiten Aktorelements (2) wenigstens an einem Teil (21 , 29) umgibt, die Spule (22) zusammen mit dem Teil (21 , 29) des Kernelements (20) einen Elektromagneten bildet, wobei bei Bestromung der Spule (22) der Elektromagnet betätigt ist, und ein weiteres Aktorelement (3, 4, 5) bei Bestromung der Spule (22) magnetisch anziehbar und hierdurch von einer ersten Winkellage bezüglich des zweiten Aktorelements (2) in eine zweite Winkellage bewegbar ist. 3. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kernelement (10, 20) über wenigstens ein zwischen dem ersten und dem zweiten Kernelement (10, 20) angeordnetes kugelförmiges Lagerelement (60, 61 , 62, 63, 70) gegenüber dem zweiten Kernelement (20) gelagert ist. 4. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Kernelement (10, 20) im Wesentlichen in Richtung der gewünschten Biegelinie (9) vorstehende Lagerzapfen (13, 16, 23, 26) aufweist, über die die Aktorelemente (1 , 2) gegeneinander gelagert sind. 5. Biegeaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lagerzapfen (13, 16, 23, 26) zugleich Magnetpol eines Elektromagneten ist. 6. Biegeaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Kernelement (10, 20) im Wesentlichen in Richtung der gewünschten Biegelinie vorstehende Spulenkernelemente (19, 29) aufweist, die zwischen Lagerzapfen (13, 16, 23, 26) des Kernele- ments angeordnet sind, wobei die Spule (12) auf einem Spulenkernelement (19, 29) angeordnet ist. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (12, 22) eines Aktorelements (1 , 2, 3, 4, 5) auf wenigstens einem die gewünschte Biegelinie (9) umgebenden Segment (11 , 21) eines Kernelements (10, 20) angeordnet ist. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktorelemente (1 , 2, 3, 4, 5) gegeneinander kippbar gelagert sind. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Aktorelement (1 , 2, 3, 4, 5) eine elektrische Schaltungsanordnung (40, 50) zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten des Aktorelements aufweist. Biegeaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Leitungen (42, 43, 52, 54, 44) zur Versorgung der elektrischen Schaltungsanordnungen (40, 50) der Aktorelemente (1 , 2, 3, 4, 5) mit elektrischer Energie und mit Ansteuerungssignalen vorgesehen sind, wobei die elektrischen Leitungen (42, 43, 52, 54, 44) entlang des Biegeaktors von einem Aktorelement zum nächsten geführt sind. Biegeaktor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltungsanordnung (40, 50) elektronische Halbleiterschalter (T1 , T2, T3, T4) zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten und wenigstens einem Mikroprozessor (41 , 51) zur Umsetzung empfangener Ansteuersignale in Betätigungssignale des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten aufweist. 12. Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens ein Aktorelement wenigstens zwei voneinander separat bestrombare Spulen aufweist, die auf dem jeweiligen Kernelement angeordnet sind, wobei das Kernelement wenigstens eine magnetische Flusssperre zwischen der ersten und der zweiten Spule aufweist. 13. Endoskop, insbesondere medizinisches Endoskop, gekennzeichnet durch einen Biegeaktor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche. 14. Endoskop nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeaktor sich nur über einen Teil (90, 91) der Länge des Endoskops erstreckt. |
Endoskope sind aus der Medizintechnik beispielsweise zur Behandlung von Menschen und Tieren bekannt. Ein Endoskop, wie z. B. in der DE 603 19 966 T2 beschrieben, weist üblicherweise einen länglichen Körper und ein selektiv lenkbares distales Ende auf. Im Bereich des länglichen Körpers ist das Endoskop nicht lenkbar. Beim Einführen in Körperorgane wird das Endoskop daher zum Überwinden von Biegungen an den Organen abgestützt. Dies wird von Patienten als unangenehm empfunden und kann postoperative Traumata für den Patienten mit sich bringen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten aufzuzeigen, dass ein Endoskop oder ein vergleichbarer Gegenstand voll aktuierbar und steuerbar ausgebildet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Biegeaktor gemäß Anspruch 1 sowie das Endoskop gemäß Anspruch 13 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, ein Aktorelement zu verwenden, das auf einem elektromagnetischen Prinzip beruht. Die Erfindung umfasst alle elektromagnetischen Biegeaktoren, die auf einem Prinzip zweier zueinander beweglicher Aktorelemente beruhen, die durch elektromagnetische Kräfte auf Grenzflächen (sog. Maxwell'sche Kräfte) von einer ersten Winkellage in eine zweite Winkellage bewegt werden können. Die Erfindung ist unabhängig von der speziellen Ausführung, z. B. der Flussführung oder der Art der Bestromung von Spulen. Hierdurch erlaubt die Erfindung einen weiten Realisierungsbereich.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Biegeaktor voll steuerbar und im Raum beweglich ist. Vorteilhaft kann der Biegeaktor, z.B. in einer Ausführung als Endoskop, aus einer Mehrzahl solcher Aktorelemente aufgebaut werden, die kettenförmig aneinander gereiht werden können. Der hierdurch gebildete Biegeaktor ist damit frei im Raum beweglich, steuerbar und arretierbar. Im Bereich von„sich bewegenden Organen" kann der Aktor ebenfalls unbestromt und damit flexibel bleiben. Ein besonderer Vorteil ist, dass ein Endoskop mit dem erfindungsgemäßen Biegeaktor nicht an Hohlorganen des Patienten abgestützt werden muss. Hierdurch wird vorteilhaft der Anwendungsbereich von Endoskopen im Bereich minimal-invasiver Operationstechniken erweitert und die Möglichkeiten der Operationstechniken an sich ebenfalls umfangreich erweitert. So erfolgt z. B. bei Anwendung eines gemäß der Erfindung aufgebauten Endoskops bei der Koloskopie nicht mehr das unerwünschte Auf- schieben von Darmschlingen.
Wie erkennbar ist, eignet sich der erfindungsgemäße Biegeaktor aber nicht nur für den Bereich der Endoskop-Technik. Durch den Biegeaktor können im Prinzip beliebige Einrichtungen, wie z. B. Roboterarme oder Roboterfinger in der industriellen Fertigung, mit einer erheblich verbesserten Beweglichkeit und Steuerbarkeit aufgebaut werden.
Der erfindungsgemäße Biegeaktor bietet insgesamt den Vorteil einer Aktorelement-weise steuerbaren Bewegbarkeit zwischen jedem Aktorelement in den durch die Anordnung vorgegebenen Richtungen. Dies erlaubt es, bei individueller Ansteuerung jedes Aktorelements durch eine Kombination der einzelnen Bewegungen im Raum eine nahezu beliebige Form der gesamten Biegeaktor- Anordnung zu erreichen.
Gemäß der Erfindung ist das zweite Aktorelement von dem ersten Aktorele- ment bei Bestromung der Spule magnetisch anziehbar und von einer ersten Winkellage bezüglich des ersten Aktorelements in eine zweite Winkellage bewegbar. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden hierbei keine Zwischenwerte der Winkellage eingenommen. Eine solche sozusagen binäre Einstellung der Winkellage in zwei Stellungen beinhaltet vorteilhaft eine defi- nierte Endlage bei jeder Aktuierung, was einer erwünschten Steifigkeit des Biegeaktors in der jeweiligen Position zugute kommt.
Der beschriebene Biegeaktor kann als fehlertolerantes System angesehen werden, was insbesondere bei Verwendung in einem Endoskop vorteilhaft ist, da bei Ausfall der Stromversorgung für die Elektromagnetanordnungen die Kraftwirkung verschwindet und das Endoskop damit gefahrlos aus dem Körper des Patienten entfernt werden kann.
Gemäß der Erfindung sind die Aktorelemente über ein biegsames Verbin- dungselement verbunden, das infolge einer Veränderung der Winkellage zwischen dem ersten und dem zweiten Aktorelement verformbar ist. Das Verbindungselement ist in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung aus flexiblem Material. Das Verbindungselement erstreckt sich in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung entlang der gewünschten Biegelinie von einem Aktorele- ment zum anderen und verbindet damit die Aktorelemente miteinander. Das Verbindungselement kann z. B. als ein die Aktorelemente umhüllender Schlauch aus flexiblem Material ausgebildet sein. Als Verbindungselement kommt z. B. auch eine Seele aus Formgedächtnismetall oder einem anderen elastischen Material in Frage.
Der erfindungsgemäße Biegeaktor kann grundsätzlich mit einem Elektromagne- ten pro Aktorelement realisiert werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Aktorelement eine Mehrzahl von Elektromagneten, z. B. zwei, drei oder vier auf, die über den Umfang des Aktorelements verteilt sind. Dies erlaubt vorteilhaft eine große Flexibilität des Biegeaktors hinsichtlich der Einstellung einer Vielzahl von Biegerichtungen.
Grundsätzlich kann das Aktorelement des Biegeaktors eine geschlossene, z. B. plattenartige, Form aufweisen. Vorteilhaft ist jedoch eine ringförmige Ausbildung des Aktorelements. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin- dung weist der erfindungsgemäße Biegeaktor daher ein erstes und wenigstens ein zweites ringförmiges Aktorelement auf. Als Form kommen alle möglichen Ringformen in Betracht, wie z. B. Kreisringform, dreieckige, rechteckige, quadratische oder polygonale Form. Die ringförmige Ausbildung erlaubt die Durchführung von Leitungen oder, im Falle eines Endoskops, von Operationshilfsmit- teln im Inneren des Biegeaktors. Es ist beispielsweise Platz vorhanden für Arbeitskanäle sowie zur Videoübertragung.
Die Aktorelemente des Biegeaktors können über die Länge des Biegeaktors mit gleichen Abmessungen ausgebildet sein, insbesondere mit gleichem Durch- messer. In bestimmten Anwendungen ist es auch vorteilhaft, den Durchmesser der Aktorelemente zu einem Ende des Biegeaktors hin zu verringern. Hierdurch kann beispielsweise ein Endoskop hergestellt werden, das sich zum distalen Ende hin verjüngt. Der Biegeaktor kann in unterschiedlichen Größen hergestellt werden. So kann der Biegeaktor beispielsweise bei Verwendung als Roboterarm mit relativ großen Aktorelementen hergestellt werden, während bei einer Verwendung in einem Endoskop die ringförmigen Kernelemente des Biegeaktors beispielsweise nur einen Durchmesser von einigen Millimetern aufweisen. So kann ein Endo- skop beispielsweise aus etwa 100 bis 200 Aktorelementen pro Meter Länge gebildet werden. Die bei einer Anwendung in einem Endoskop erzeugbaren Betätigungskräfte eines Aktorelements liegen typischerweise bei etwa 3 Newton, d. h. ca. 1 ,5 Newton pro Magnetpol.
Ein Aktorelement weist mindestens ein Kernelement und eine Spule auf, die zusammen einen Elektromagneten bilden. Das Kernelement besteht zumindest teilweise aus weichmagnetischem Material. Das Kernelement kann auch aus einer Kombination von weichmagnetischen und hartmagnetischen Materialien bestehen. Das weichmagnetische Material ist dabei für die elektromagnetische Kraftwirkung von Bedeutung. Mittels des hartmagnetischen Materials können Permanentmagnete gebildet werden, die auch bei unbestromter Spule eine Kraftwirkung erzeugen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste und/oder das zweite Kernelement eines Aktors in Richtung der gewünschten Biegelinie betrachtet ringförmig ausgebildet. Auch bezüglich des Kernelements kommen für die Ringform alle möglichen Ringformen in Betracht. Die Ausbildung als kreisringförmiges Kernelement ist insbesondere für eine Anwendung bei einem Endoskop vorteilhaft, da äußere Kanten an dem Biegeaktor vermieden werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Aktorelement wenigstens eine elektrische Spule auf, die das Kernelement des zweiten Aktorelements wenigstens zum Teil umgibt, wobei die Spule zusammen mit einem Teil des Kernelements einen Elektromagneten bildet. Bei Bestromung der Spule ist der Elektromagnet betätigt. Ein weiteres Aktorelement ist bei Bestromung der Spule magnetisch anziehbar und hierdurch von einer ersten Winkellage bezüglich des zweiten Aktorelements in eine zweite Winkellage bewegbar. Vorteilhaft ist das zweite Aktorelement, und ggf. auch weitere Aktorelemente, vergleichbar wie das erste Aktorelement ausgebildet. Dies erlaubt ein Aneinanderreihen einer Mehrzahl von Aktorelementen, wobei jeweils ein Akto- relement durch elektromagnetische Anziehung das folgende Aktorelement von der ersten in die zweite Winkellage bewegen kann. Dieses Prinzip kann auf grundsätzlich beliebig viele, entlang einer gewünschten Biegelinie des Biegeaktors aufgereihte Aktorelemente ausgedehnt werden, so dass sehr lange und damit sehr flexibel steuerbare Biegeaktoren herstellbar sind. Wie erwähnt, ist zwischen zwei Aktorelementen in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung eine sozusagen binäre Einstellung der Winkellage zwischen einem ersten und einem zweiten Wert möglich. Durch Kombination einer Vielzahl von Aktorelementen und ggf. unterschiedlicher Ansteuerung der Aktorelemente können bezogen auf den gesamten Biegeaktor aus einer Mehrzahl der Aktorelemente relativ feine Einstellungen der jeweiligen Form des Biegeaktors vorgenommen werden. Weiterhin ist eine Verdrehung der Kipprichtung von benachbarten Aktorelementen möglich. Dadurch kann mit einfachen Aktorelementen für den gesamten Aktor eine hohe Flexibilität der Form erreicht werden.
Vorteilhaft können auch nebeneinander liegende Spulen benachbarter Aktore- lemente zugleich bestromt werden. Hierdurch kann die entstehende Magnetkraft erhöht werden.
Die Erfindung beinhaltet die Möglichkeit, dass die Aktorelemente des Biegeaktors direkt aufeinander gelagert sind, d.h. ohne zusätzliche Lagerelemente zur Anlage mit einander kommen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste Kernelement über wenigstens ein zwischen dem ersten und zweiten Kernelement angeordnetes kugelförmiges Lagerelement gegenüber dem zweiten Kernelement gelagert. Die Lagerung kann beispielsweise über eine Kugel- /Kugelpfannenverbindung oder über eine kugelförmige Nut- und Federverbindung erfolgen. Als Lagerelement kann z. B. eine Kugel verwendet werden, so dass eine Art Kugellagerung hergestellt wird. Dieses Prinzip der Lagerung kann auch auf die weiteren Aktorelemente angewandt werden. Durch das Lagerelement kann vorteilhaft der Verschleiß bei häufiger Bewegung der Aktorelemente minimiert werden. Zudem wird der Reibungswiderstand zwi- sehen den Aktorelementen minimiert, wodurch der Biegeaktor höhere Betätigungskräfte abgeben kann bzw. bei gleichen Betätigungskräften mit geringe- rem elektrischen Energieverbrauch betrieben werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das erste und/oder das zweite Kernelement im Wesentlichen in Richtung der gewünsch- ten Biegelinie, d.h. in Richtung der Längserstreckung des Biegeaktors, vorstehende Lagerzapfen auf. Die vorstehenden Lagerzapfen können beispielsweise im Wesentlichen senkrecht von der Ebene der flächigen Ausdehnung des Aktorelements von diesem vorstehen. Ein mit den Lagerzapfen eines ersten Kernelements in Verbindung stehendes zweites Kernelement weist den Lagerzapfen zugeordnete Zapfenlöcher auf. Die Lagerzapfen sind dann in gegenüberliegenden Zapfenlöchern lagerbar. Vorteilhaft kann ein Kernelement auf einer Seite die Lagerzapfen und auf seiner gegenüberliegenden Seite die Zapfenlöcher aufweisen. Über die Lagerzapfen und die Zapfenlöcher sind die Aktorelemente gegeneinander gelagert, d.h. bei entsprechender Betätigung eines Elektromag- neten können die Lagerzapfen benachbarter Aktorelemente zur Anlage miteinander gelangen.
Die Spule des Elektromagneten ist an einem Teil des Kernelements angeordnet. Beispielsweise umgibt die Spule einen der vorstehenden Lagerzapfen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Spule eines Aktorelements auf wenigstens einem die gewünschte Biegelinie umgebenden Segment eines Kernelements angeordnet. Die Spule verläuft damit zumindest um einen Bereich des Kernelements um die Biegelinie herum. Dies erlaubt eine Platz sparende Unterbringung der Spule.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Lagerzapfen zugleich Magnetpol eines Elektromagneten. Der Lagerzapfen hat somit eine vorteilhafte Doppelfunktion, nämlich eine mechanische Lagerung und zugleich eine Elektromagnet-Funktion.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das erste und/oder das zweite Kernelement im wesentlichen in Richtung der gewünschten Biegelinie vorstehende Spulenkernelemente auf, die zwischen Lagerzapfen des Kernelements angeordnet sind. Auf einem Spulenkernelement ist die Spule eines Aktorelements angeordnet. Dies erlaubt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Aktorelements bei zugleich kompakter Unterbringung der Spule.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens einer der Magnetpole zugleich ein Lagerelement oder eine Aufnahme für ein Lagerelement. So kann beispielsweise eine Kugel als Lagerelement zwischen den vor- stehenden Magnetpolen zweier benachbarter Aktorelemente angeordnet werden. Die Magnetpole der Aktorelemente sind dabei vorteilhaft jeweils als Kugelpfanne ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Aktorelemente gegeneinander kippbar gelagert. Dies unterstützt vorteilhaft die binäre Einstellbarkeit der Winkellage zwischen zwei Aktorelementen in zwei definierten Positionen. Für die kippbare Lagerung können die Magnetpole beispielsweise zwei in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnete ebene Stirnflächen aufweisen. Um die sich zwischen den Stirnflächen ergebende Kante herum kann dann eine Verkippung eines Aktorelements gegenüber einem anderen Aktorelement in eine erste Winkellage erfolgen, in der gegenüberliegende Stirnflächen an einer Seite der Kante aneinander anliegen. Bei Positionierung in der zweiten Winkellage liegen die auf der anderen Seite der Kante vorhandenen Stirnflächen aneinander an.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jedes Aktorelement eine elektrische Schaltungsanordnung zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten des Aktorelements auf. Eine solche lokale Unterbringung einer elektrischen Schaltungsanordnung z. B. einer Betätigungs- elektronik, hat den Vorteil, dass der Aufwand für die Verdrahtung gering gehalten werden kann, da elektrische Versorgungsleitungen und Datenübertragungs- leitungen nach Art eines Bussystems von einem Aktorelement zum nächsten entlang des gesamten Biegeaktors geführt werden kann. Die lokale Anordnung der elektrischen Schaltungsanordnung hat zudem den Vorteil, dass die elektrischen Leitungen zu den einzelnen Spulen eines Aktorelements relativ kurz sind, so dass in diesem Bereich die elektrische Verlustleistung gering gehalten werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die elektrische Schaltungsanordnung elektronische Halbleiterschalter zur Betätigung des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten und wenigstens eine logische Schaltung oder einen Mikroprozessor zur Umsetzung empfangener Ansteuer- signale in Betätigungssignale des Elektromagneten bzw. der Elektromagneten auf. Eine solche logische bzw. Mikroprozessorsteuerung in Verbindung mit Halbleiterschaltern erlaubt vorteilhaft eine präzise und variable Steuerung der Elektromagneten. Bei einer Mikroprozessorsteuerung ist der Biegeaktor damit update-fähig, d. h. es kann angepasste Software in den Mikroprozessor geladen werden, die je nach Anwendungsfeld des Biegeaktors speziell entwickelt und optimiert werden kann. Die Übertragung der Ansteuersignale erfolgt vorteilhaft über ein serielles Datenprotokoll.
Vorteilhaft kann die Versorgung der elektrischen Schaltungsanordnung über die elektrischen Leitungen derart erfolgen, dass die Ansteuersignale zusam- men mit der elektrischen Versorgungsspannung bzw. dem Versorgungsstrom über dieselben Leitungen geführt wird, z. B. in der Art einer Powerline- Communication. Hierdurch kann der Verdrahtungsaufwand weiter reduziert werden. Es sind damit nur zwei elektrische Leitungen erforderlich, die sich entlang des Biegeaktors von einem Aktorelement zum nächsten erstrecken. Vor- teilhaft weist die elektrische Schaltungsanordnung eines Aktorelements einen Decoder-Baustein auf, der die Ansteuersignale aus der durch die Leitungen übertragenen Spannung bzw. dem Strom herausfiltert und dem Mikroprozessor als Digitalsignale zur Verfügung stellt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Aktorelement wenigstens zwei voneinander separat bestrombare Spulen auf, die auf dem jeweiligen Kernelement angeordnet sind. Das Kernelement weist wenigstens eine magnetische Flusssperre zwischen der ersten und der zweiten Spule auf. Hierdurch kann eine definierte Flusstrennung zwischen der ersten und der zweiten Spule z. B. im Bereich des Lagerzapfens, der zwischen der ersten und der zweiten Spule liegt, vorgenommen werden. Die Flusssperre kann beispielsweise als Materialschicht im Bereich des Magnetpols zwischen der ersten und der zweiten Spule aus einem heterogenen, magnetisch nicht leitenden Material hergestellt werden. Die Flusssperre verläuft dabei entlang der Längserstreckung des Lagerzapfens, d. h. in Richtung der gewünschten Biegelinie als Trennebene zwischen der ersten und der zweiten Spule.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Verwendung von Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 einen Biegeaktor mit zwei Aktorelementen und
Figur 2 einen Biegeaktor mit fünf Aktorelementen und Figur 3 eine alternative Ausführungsform des Biegeaktors, hier mit drei
Aktorelementen,
Figur 4 eine erste Ausführungsform einer elektrischen Schaltungsanordnung und
Figur 5 eine zweite Ausführungsform einer elektrischen Schaltungsanordnung und
Figur 6 eine weitere Ausführungsform des ersten Aktorelements in Drauf- sieht und
Figur 7 eine weitere Ausführungsform der ersten und zweiten Aktorelemente in seitlicher Ansicht und Figur 8 einen Biegeaktor mit dargestelltem Verbindungselement zwischen den Aktorelementen und
Figur 9 ein Endoskop. In den Figuren werden gleiche Bezugszeichnungen für einander entsprechenden Elemente verwendet. Die Figur 1 zeigt einen Biegeaktor mit einem ersten Aktorelement 1 und einem zweiten Aktorelement 2. Das erste Aktorelement 1 weist ein Kernelement 10 auf, das in der Ausführungsform gemäß Figur 1 im Wesentlichen kreisringför- mig ausgebildet ist. Das Kernelement 10 weist in Richtung einer Biegelinie 9, die im Wesentlichen einer Längsachse des Kernelements 10 entspricht, nach oben weisende Lagerzapfen 13 und nach unten weisende Lagerzapfen 16 auf. In der Darstellung gemäß Figur 1 sind über den Umfang verteilt jeweils vier Lagerzapfen 13 und vier Lagerzapfen 16 vorgesehen. Jeder Lagerzapfen 13, 16 weist an seiner Stirnseite in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnete Stirnflächen 14, 15 auf. Die Stirnflächen 14, 15 sind als ebene Flächen ausgebildet. Zwischen den Stirnflächen 14, 15 ist eine Kante gebildet.
Unterhalb des ersten Aktorelements 1 ist das zweite Aktorelement 2 angeord- net, das entlang der gewünschten Biegelinie 9 im Wesentlichen mit dem ersten Aktorelement fluchtend angeordnet ist und mit dem ersten Aktorelement und ggf. weiteren Aktorelementen aufgereiht angeordnet ist. Das zweite Aktorelement 2 ist vergleichbar wie das erste Aktorelement 1 aufgebaut, nämlich mit einem Kernelement 20 und Lagerzapfen 23, 26, 27, 28.
Wie in der Figur 1 erkennbar ist, liegen jeweils die Lagerzapfen 16 und 23 einerseits und die Lagerzapfen 17 und 28 andererseits mit jeweiligen Stirnflächen aneinander an. Das Kernelement 10 weist zwischen den Lagerzapfen 13, 16, 17 liegende Segmente 1 1 auf. Im Bereich der Segmente 11 sind Spulen 12 angeordnet, die die jeweiligen Segmente 1 1 umgeben. In der Figur 1 ist zur Vereinfachung der Darstellung nur eine Spule 12 dargestellt. Vorteilhaft sind alle Segmente 1 1 mit jeweiligen Spulen 12 umgeben. Analog dazu sind die zwischen den Lagerzap- fen 23, 26, 27, 28 liegenden Segmente 21 des Kernelements 20 ebenfalls mit Spulen versehen. Die Spule 12 bildet mit dem darin angeordneten Segment 11 jeweils einen Elektromagneten. Die Segmente 1 1 haben damit die Funktion eines Jochs.
Bei Bestromung der in Figur 1 dargestellten Spule 12 wird ein magnetischer Fluss erzeugt, der durch das Kernelement 11 innerhalb der Spule 12 sowie durch die Lagerzapfen 16, 17, die zugleich die Funktion von Magnetpolen haben, verläuft. Um einen magnetischen Kreisfluss im Ring zu unterbinden, sind im Ring entweder Flusssperren, z.B. in Form von Zonen mit niedriger magnetischer Permeabilität, vorzusehen, oder es sind weitere Spulen im Aktorelement entsprechend zu bestromen. Durch die in relativ geringer Entfernung angeordneten Lagerzapfen 23, 28, die ebenfalls zugleich die Funktion von Magnetpolen haben, sowie das dazwischen liegende Segment 21 des Kernelements 20 setzt sich dieser magnetische Fluss fort und führt hierbei zu einer Anziehungskraft zwischen den Kernelementen 10, 20. Hierdurch werden die Kernelemente 10, 20 relativ zueinander in eine zweite Winkellage verkippt, so dass sie in der Figur 1 dargestellten Position sind, in der die Lagerzapfen 16 und 23 einerseits und die Lagerzapfen 17 und 28 anderseits an ihren jeweiligen Stirnflächen aneinander anliegen. Bei einer Betätigung einer anderen Spule 12 erfolgt beispielsweise eine Verkippung des ersten Aktorelements 1 gegenüber dem zwei- ten Aktorelement 2 in eine andere Position, in der die Stirnflächen anderer Lagerzapfen aneinander anliegen. In Folge der zwischen den zwei Stirnflächen eines Magnetpols gebildeten Kante erfolgt ein definiertes Verkippen in eine bestimmte definierte Winkellage bei Betätigung eines Elektromagneten. Die Aktorelemente 1 , 2 sind über ein in der Figur 1 nicht dargestelltes biegsames Verbindungselement verbunden. Das Verbindungselement ist flexibel ausgelegt und macht die Bewegungen des Biegeaktors mit. Das Verbindungselement kann beispielsweise aus der Hülle eines handelsüblichen Endoskopes bestehen bestehen. Das Verbindungselement ist in der Figur 2 dargestellt. Die Figur 2 zeigt eine Anordnung von fünf Aktorelementen 1 , 2, 3, 4, 5, die entlang einer gewünschten Biegelinie 9 dies Biegeaktors aufgereiht angeordnet sind. Die Aktorelemente 1 , 2, 3, 4, 5 weisen den gleichen Aufbau wie die anhand der Figur 1 erläuterten Aktorelemente auf. Wie anhand der Figur 2 er- kennbar ist, kann durch Verwendung einer Mehrzahl hintereinander aufgereihter Aktorelemente der an sich begrenzte Biegebereich zwischen zwei Aktorelementen deutlich erhöht werden, da durch die Mehrzahl der Aktorelemente ein erweiterter Biegewinkel möglich ist. Die Aktorelemente 1 , 2, 3, 4, 5 sind über einen umhüllenden Schlauch als Verbindungselement miteinander verbunden.
Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform von Aktorelementen 1 , 2, 3. Das Aktorelement 1 weist ebenfalls ein im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildetes Kernelement 10 sowie darauf in Richtung der Biegelinie hervorstehende Lagerzapfen 13 auf. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 1 sind jedoch nur in einer Richtung entlang der Biegelinie vorstehende Lagerzapfen vorgesehen. Diese stehen in Kontakt mit der jeweiligen Unterseite des nächstfolgenden Kernelements. Zwischen zwei Lagerzapfen 13 ist auf dem Kernelement 10 im Bereich der Segmente 11 Spulenkemelemente 19 vorgesehen, die in ähnlicher Weise wie die Lagerzapfen 13 entlang der Biegelinie aus- gerichtet sind und von dem Kernelement 10 hervorstehen. Die Spulenkernelemente 19 bilden damit neben den Lagerzapfen 13 zusätzliche Dorne des Kernelements 10. Auf jedem der Spulenkernelemente 19 ist eine Spule 12 angeordnet, die zusammen mit dem Spulenkernelement 19 einen Elektromagneten bildet.
Das Kernelement 10 ist in einer vorteilhaften Ausführung an der Unterseite e- ben. Die Verkippung wird dann durch die Formgebung an der Oberseite realisiert, z.B. durch Zapfen. In einer alternativen vorteilhaften Ausführung kann das Kernelement 10 an seiner Unterseite mit im Wesentlichen ebenen, in ei- nem stumpfen Winkel zueinander angeordneten Stirnflächen versehen sein, die analog zu den Stirnflächen 14, 15 der Lagerzapfen 13 ausgebildet sind. Zwischen den Stirnflächen des Kernelements sind daher ebenfalls Kanten gebildet, die mit jeweiligen Kanten von Lagerzapfen eines darunter liegenden Kernelements in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird die gewünschte Verkippmöglichkeit eines Aktorelements gegenüber einem anderen Aktorele- ment um eine bestimmte vordefinierte Winkellage ermöglicht.
In Figur 3 ist zudem ein zweites Aktorelement 2 mit einem vergleichbaren Aufbau dargestellt, nämlich mit einem Kernelement 20, zwischen Lagerzapfen 23 liegenden Segmenten 21 sowie auf den Segmenten 21 angeordneten Spulen- kernelementen 29.
Zudem ist ein drittes Aktorelement 3 oberhalb des ersten Aktorelements 1 dargestellt, das ebenfalls einen vergleichbaren Aufbau wie die Aktorelemente 1 , 2 aufweist.
Bei einer Betätigung der Spule 12 wird ein magnetischer Fluss durch das Spulenkernelement 19 bewirkt, der sich durch das unterhalb des Spulenkernelements 19 vorgesehene Segment 1 in Richtung der links und rechts benachbarten Lagerzapfen 13 fortsetzt. Der magnetische Fluss setzt sich ferner fort in dem darüber liegenden Kernelement des nächsten Aktorelements und von dort aus zurück zum Spulenkernelement 19 der bestromten Spule 12. Hierdurch werden diese Aktorelemente magnetisch aneinander angezogen und derart verkippt, dass der Abstand des Spulenkernelements 19 zu dem Kernelement des darüber liegenden Aktorelements minimiert ist, derart, dass die rückwärtige Stirnfläche des darüber liegenden Kernelements an der Stirnfläche des Spulenkernelements 19, dessen Spule 12 bestromt ist, zu Anlage kommt.
Die Figur 4 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Betätigung der Elektromagneten eines Aktorelements, z. B. des Aktorelements 1 . Wie der Figur 4 entnehmbar ist, wird vom Vorhandensein von vier Spulen L1 , L2, L3, L4 ausgegangen, die als Spulen 12 verteilt auf vier Segmente 1 1 auf dem Kernelement 10 des Aktorelements 1 angeordnet sind. Die in Figur 4 dargestellte Schaltungsanordnung 40 wird über elektrische Leitungen 42, 43 mit elektrischer Energie versorgt. Die Leitung 42 dient als positive Spannungsversorgungsleitung, die Leitung 43 als negative Spannungsver- sorgungsleitung bzw. als Masseleitung. Über Leitungen 44 wird die Schaltungsanordnung 40 mit Ansteuersignalen versorgt, die in Form von Ansteuerkommandos über die beispielsweise als serielles Bussystem ausgebildeten Leitungen 44 einem Mikroprozessor 41der Schaltungsanordnung 40 zugeführt werden. Der Mikroprozessor 41 wertet die Ansteuerkommandos aus und betä- tigt entsprechend die Spulen L1 , L2, L3 oder L4. Zur Betätigung der Spulen L1 , L2, L3, L4 ist der Mikroprozessor 41 mit Schaltelementen verbunden, die beispielsweise als Transistoren T1 , T2, T3, T4 ausgebildet sein können. Die Transistoren sind einerseits mit der positiven Spannungsversorgungsleitung 42 verbunden, andererseits mit den Spulen L1 , L2, L3, L4. Die Spulen sind wiederum mit der negativen Spannungsversorgungsleitung 43 verbunden. Zur Vermeidung induktiver Spannungsspitzen ist jeder Spule L1 , L2, L3, L4 jeweils eine Diode D1 , D2, D3, D4 als Freilaufdiode parallel geschaltet.
Die in Figur 4 dargestellte Schaltungsanordnung 40 ist daher als Tiefsetzsteller ausgebildet. Bei Betätigung eines Transistors T1 , T2, T3, T4 wird die jeweilige Spule L1 , L2, L3, L4 mit der positiven Spannungsversorgungsleitung 42 verbunden. Die jeweilige Diode D1 , D2, D3, D4 wirkt in diesem Fall in Sperrrichtung, d. h. der entstehende Strom fließt durch die jeweilige Spule L1 , L2, L3, L4. Nach Abschalten des jeweiligen Transistors T1 , T2, T3, T4 wird ein in der Spule L1 , L2, L3, L4 noch fließender Strom über die jeweilige Diode D1 , D2, D3, D4 geleitet und klingt dann ab.
Statt der dargestellten NPN-Transistoren sind auch andere Ausführungen denkbar, z.B. mit PNP-Transistoren, MOSFETs oder sonstigen geeigneten Halbleiterschaltelementen wie Smart Power Chips. Zusätzlich ist ein Kondensator C1 vorgesehen, der zwischen der positiven Versorgungsleitung 42 und der negativen Spannungsversorgungsleitung 43 angeordnet ist. Der Kondensator C1 dient einer Glättung der Spannungsversorgung und einer Dämpfung von Stromspitzen, die bei Betätigung einer Spule L1 , L2, L3, L4 zum Anziehen des Elektromagneten erforderlich sind. Der Kondensator C1 kann z.B. als Folienkondensator ausgebildet sein, der der Form des Aktors angepasst ist. Beispielsweise kann er sich entlang der Spannungsversorgungsleitungen 42, 43 erstrecken. Alternativ könnte er ringförmig oder ringsegment- förmig ausgebildet und an der Innenseite des Ringelemtes untergebracht wer- den. Hierdurch kann der Kondensator C1 besonders Platz sparend untergebracht werden. Es ist auch vorteilhaft, die Mehrzahl der Kondensatoren C1 der Aktorelemente als einen einheitlichen Kondensator auszubilden, der sich von einem Aktorelement zum nächsten über den Verlauf des gesamten Biegeaktors erstreckt. Auch eine Ausführung als keramischer Kondensator ist vorteilhaft.
Die Leitungen 42, 43, 44 sind von einem Aktorelement zum nächsten über den Verlauf des gesamten Biegeaktors geführt. Zur Verringerung der Zahl der elektrischen Leitungen können die Ansteuersignale statt über einen separaten Datenbus 44 auch zusammen mit der elektrischen Versorgungsspannung bzw. dem Versorgungsstrom über dieselben Leitungen geführt wird. Es sind damit nur zwei elektrische Leitungen erforderlich, die sich entlang des Biegeaktors erstrecken. In diesem Fall weist die elektrische Schaltungsanordnung eines Aktorelements einen Decoder-Baustein auf, der einerseits mit den Versorgungsleitungen 42, 43 und andererseits mit dem Mikroprozessor verbunden ist. Der Decoder-Baustein filtert die Ansteuersignale aus der durch die Leitungen übertragenen Spannung bzw. dem Strom heraus und stellt sie dem Mikroprozessor als Digitalsignale zur Verfügung.
Die Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer elektrischen Schal- tungsanordnung 50. Die Schaltungsanordnung 50 ist als stromgesteuerte Schaltungsanordnung ausgebildet, im Gegensatz zur Schaltungsanordnung 40 der Figur 4, die spannungsgesteuert ausgeführt ist. Es ist wiederum ein Mikroprozessor 51 vorgesehen, der über Datenbus-Verbindungsleitungen 44 oder alternativ über die Stromversorgungsleitungen mit Ansteuersignalen versorgt wird. Der Mikroprozessor 51 ist wiederum mit vier Anordnungen aus jeweils ei- nem Transistor, einer Spule und einer Diode versehen, die den Anordnungen gemäß Figur 4 entspricht. Diese Anordnungen sind in der Figur 5 zur Vereinfachung als Ansteuerschaltungen A1 , A2, A3, A4 vorgesehen. Zur Versorgung mit elektrischer Energie sind eine erste stromgeregelte Versorgungsleitung 52 und eine zweite stromgeregelte Versorgungsleitung 54 vorgesehen. Die erste stromgeregelte Versorgungsleitung ist als Niedrigstromleitung 52 ausgebildet, in der ein konstant gehaltener Strom mit einem niedrigen Wert eingeprägt ist. Die zweite Stromversorgungsleitung 54 ist als Hochstromleitung ausgebildet, in der ein konstanter Strom eingeprägt ist, der einen höheren Wert aufweist als der in der Leitung 52 eingeprägte Strom. Die Niedrigstromleitung 52 und die Hochstromleitung 54 sind von einem Aktorelement des Biegeaktors zum nächsten weitergeführt. Die Leitung 43 ist eine gemeinsame Stromrückflussleitung.
Über eine Transistoranordnung T5 kann die Niedrigstromleitung geöffnet oder geschlossen werden. Über eine Transistoranordnung T6 kann die Hochstrom- leitung geöffnet oder geschlossen werden. Ferner sind Transistoren 17, T8, T9, T10 vorgesehen, über die die parallel geschaltete Anordnung aus den Ansteuerschaltungen A1 , A2, A3, A4 wahlweise mit der Niedrigstromleitung 52 oder mit der Hochstromleitung 54 verbunden werden kann. Sämtliche Transistoren T1 , T2, T3, T4 der Ansteuerschaltungen A1 , A2, A3, A4 sowie die Transistoren T5, T6, T7, T8, T9 und T10 sind von dem Mikroprozessor 51 nach Bedarf ein- oder ausschaltbar. Sofern bei dem die Schaltungsanordnung 50 aufweisenden Aktorelement keine der Spulen L1 , L2, L3, L4 betätigt sein soll, so sind die Transistoranordnungen T5, T6 betätigt, d. h. die Niedrigstromleitung 52 und die Hochstromleitung 54 ist von einem Aktorelement des Biegeaktors zum nächs- ten weitergeführt. Entsprechend sind die Transistoren T7, T8, T9 und T10 un- betätigt. Sofern die Spule einer der Ansteuerschaltungen A1 , A2, A3 oder A4 bestromt werden soll, kann durch Betätigung der Transistoren T7 und T9 die entsprechende Ansteuerschaltung A1 , A2, A3, A4 mit dem höheren Strom aus der Hochstromleitung 52 beaufschlagt werden. In diesem Fall ist der entsprechende Transistor T1 , T2, T3 und T4 der jeweiligen Ansteuerschaltung A1 , A2, A3, A4 selbstverständlich ebenfalls zu betätigen. In einem solchen Betätigungsfan wird der Transistor T5 gesperrt, so dass der Strom in der Hochstromleitung sozusagen umgeleitet wird über die Anordnung aus den Ansteuerschaltungen A1 , A2, A3, A4. Alternativ dazu kann durch Betätigung der Transistoren T8 und T10 und durch Abschaltung des Transistors T6 der Strom aus der Niedrigstromleitung 54 durch die Anordnung aus den Ansteuerschaltungen A1 , A2, A3, A4 geleitet werden. Auf diese Weise kann die jeweilige Spule L1 , L2, L3, L4 wahlweise mit einem hohen Strom oder einem niedrigen Strom beaufschlagt wer- den. Hierdurch können unterschiedlich hohe magnetische Anziehungskräfte der Elektromagneten erzeugt werden. Der Mikroprozessor 51 ist vorzugsweise derart programmiert, dass er zu Beginn der Betätigung eines Elektromagneten die entsprechende Spule mit dem hohen Strom aus der Hochstromleitung 52 beaufschlagt. Hierdurch wird eine relativ hohe Magnetkraft erzeugt. Nach kurzer Zeit, wenn davon ausgegangen werden kann, dass die mechanische Bewegung des Biegeaktors ausgeführt ist, schaltet der Mikroprozessor 51 die Spule auf eine Bestromung aus der Niedrigstromleitung 54 um. Auf diese Weise kann für das Anziehen des Elektromagneten ein relativ hoher Anzugsstrom durch die Spule geleitet werden, während danach zum Halten der eingestellten Winkella- ge des Biegeaktors ein hierfür ausreichender, geringerer Haltestrom aus der Niedrigstromleitung 54 verwendet werden kann. Dies erlaubt vorteilhaft eine sehr energiesparende Steuerung der Elektromagneten des Biegeaktors. Neben der vorteilhaften Einsparung an elektrischer Energie hat dies den weiteren Vorteil, dass die Erwärmung der Aktorelemente begrenzt werden kann. Vorteilhaft kann der in Figur 4 dargestellte Mikroprozessor 41 die Transistoren T1 , T2, T3 und T4 mit einem getakteten Ansteuersignal steuern, z. B. mit einen pulsbreitenmodulierten Signal. Auf diese Weise kann der durch die jeweilige Spule L1 , L2, L3, L4 fließende Strom auf einen gewünschten Wert gestellt wer- den. So kann beispielsweise zum Anziehen des Elektromagneten die Spule mit einem höheren Anzugsstrom beaufschlagt werden. Später kann auf einen verringerten Haltestrom umgeschaltet werden. Hierdurch wird elektrische Energie gespart und eine unnötig starke Erwärmung der Aktorelemente vermieden. In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform des Aktorelements 1 in Draufsicht dargestellt. Das Aktorelement 1 weist kugelförmige Lagerelemente 60, 61 , 62, 63 an den Innenseiten der Lagerzapfen auf, und zwar am Übergang zwischen den Stirnflächen 14, 15. Die kugelförmigen Lageriemente 60, 61 , 62, 63 sind in Kugelpfannen-artigen Ausnehmungen der Lagerzapfen 13 angeordnet. Das sich an das Aktorelement 1 anschließende nächstfolgende Aktorelement weist dann entsprechende Kugelpfannen-artige Ausnehmungen auf, in die die kugelförmigen Lagerelemente 60, 61 , 62, 63 eingreifen können. Vorteilhaft sind die Kugelpfannen-artigen Ausnehmungen geringfügig unsymmetrisch ausgebildet. Z. B. sind bei den nach oben weisenden Lagerzapfen 13 die kugelförmigen Lagerelemente 60, 61 , 62, 63 die Lagerelemente übergreifend ausgebildet, so dass die Lagerelemente 60, 61 , 62, 63 sicher gehalten werden und nicht aus den Kugelpfannen-artigen Ausnehmungen herausfallen.
Die Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Aktorelemente 1 , 2 in Sei- tenansicht, wobei nur ausschnittsweise die aufeinander liegenden Lagerzapfen 16, 23 dargestellt sind. Wie erkennbar ist, sind die Lagerzapfen 16, 23 gegeneinander durch eine Kugel 70 gelagert.
Die Figur 8 zeigt den erfindungsgemäßen Biegeaktor mit fünf Aktorelementen 1 , 2, 3, 4, 5 in Schnittdarstellung. Dargestellt ist außerdem ein die Aktorelemente 1 , 2, 3, 4, 5 umhüllender Schlauch 80, der als Verbindungselement zwischen den Aktorelementen dient. Die Figur 9 zeigt beispielhaft in schematischer Darstellung den Aufbau eines Endoskops unter Verwendung des erfindungsgemäßen Biegeaktors. Bekannte Endoskope weisen bekanntlich nur an einem distalen Ende 90 eine von einem Bediener steuerbare Beweglichkeit auf. Durch den erfindungsgemäßen Biegeaktor ist es möglich, ein sowohl am distalen Ende 90 als auch im Bereich eines Schafts 91 voll aktuierbares Endoskop zu realisieren. Vorteilhaft sind die Bereiche 90, 91 des Endoskops gemäß Figur 9 mit dem erfindungsgemäßen Biegeaktor versehen.
Das Endoskop weist zudem einen Handhabungsbereich 92 auf. In dem Handhabungsbereich 92 ist ein manuelles Bedienelement 93 angeordnet, über das ein Bediener die gewünschte Form des Biegeaktors in den Bereichen 90, 91 einstellen kann. Über eine Leitung 94 ist dem Endoskop die erforderliche elekt- rische Energie sowie z. B. Operationshilfsmittel zugeführt.
Next Patent: HYDROSTATIC HYBRID DRIVE SYSTEM