[發明專利]一種膝髕股關節力學測試試驗機

有效

• 申請號: 201210352912.6
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102854132A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 黃榮瑛;衛曉東;鄭海東;祝漢歧;張高龍;朱君
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明涉及一種膝髕股關節力學測試試驗機，屬于生物醫學以及醫療器械制造領域。

背景技術

膝關節為人體最大的關節，分為脛股關節和髕股骨關節兩部分。髕骨是人體最大的籽骨，是伸膝結構的重要組成部分，在伸膝機制中起著重要作用，但在日常生活和體育運動中，髕骨有可能受到各種各樣的創傷，如髕骨軟骨癥等。隨著醫學與科技的進步，和髕股關節有關的全膝關節置換手術實施的越來越多，全膝關節置換術后髕股關節并發癥是引起術后翻修的重要因素，正確地評價人體膝髕股關節的相對運動和應力分布對于解決這些問題有著重要意義。

本發明在研究髕股關節運動的基礎上，設計出一種膝髕股關節力學測試試驗機，能測試膝關節及膝關節模型骨屈曲0°~120°范圍內任意角度下的髕股關節力學數據，其目標是用于髕股關節的力學測試及力學特性分析。

發明內容

1、目的：本發明的目的在于提供一種膝髕股關節力學測試試驗機，來實現在不同屈曲角度下的離體膝關節及膝關節模型骨髕股關節力學測試及力學特性分析。同時，該力學測試試驗機是人體膝關節力學測試的基礎設備，也用于髕股關節損傷修復及全膝關節置換術后膝髕股關節的力學測試，為修復與置換等術后并發癥分析提供數據和方法。

2、技術方案：本發明一種膝髕股關節力學測試試驗機，它包括四個部分，即支撐架，加載裝置，導軌和膝關節模型骨夾持固定裝置。它們之間的位置連接關系是：支撐架直接放置于地面上，導軌均固定連接在支撐架上，加載裝置和膝關節模型骨夾持固定裝置均在導軌中運動。

所述支撐架是一個框架式結構，對整個裝置起支撐連接作用。通過導軌和膝關節模型骨夾持固定裝置，將膝關節模型骨固定于某一固定角度。加載時，由控制系統驅動加載裝置沿著導軌運動施加載荷；并能通過加載裝置中的測頭轉動裝置，調節所施加力的大小和方向；不加載時，加載裝置提供向上的拉力平衡自身重力，使整個系統保持平衡。該支撐架包括底座，薄鋁板外殼，支撐桿，支撐上板，支撐桿上墊板，支撐桿下墊板和三角架，它們之間的位置連接關系是：底座放置在地面上，支撐桿通過支撐桿下墊板與底座固定，支撐上板通過支撐桿上墊板與支撐桿連接，薄鋁板外殼固定于支撐桿上墊板和支撐桿下墊板，三角架安裝在支撐桿上墊板側面和支撐上板底面。該底座是帶有四個支腳的長方體鑄鋼件，四個支腳處加工有圓形通孔，便于底座放置在地面上時定位，鑄鋼件兩側分別加工三個通孔，分別對四根支撐桿及兩根圓柱導軌進行定位固定；該薄鋁板外殼是用矩形板料折彎成凹形狀，它固定在支撐桿外圍，起擋塵護板的作用；該支撐桿是細長軸零件，支撐桿兩端設計成軸肩定位，在端部加工外螺紋，通過螺母將底座和支撐上板連接在一起，其數量為4根，對稱安裝在底座兩側中靠近邊緣的四個通孔處；該支撐上板是矩形板料，其上設置有6個圓形通孔供固定連接用；該支撐桿上墊板是矩形板料，其上設置有圓形通孔與支撐桿的端部的軸肩配合定位；該支撐桿下墊板也是矩形板料，其上設置有圓形通孔與支撐桿的端部軸肩配合定位；該三角架是在角鋼的兩端部位連接一鋼板構成三角狀，增加承載能力，角鋼兩端部各加工有兩個通孔，對支撐架起加固作用。試驗機中的氣壓缸導軌，測頭導軌，圓柱導軌以及模型骨夾持固定裝置導軌均固連于該支撐架上。