[發(fā)明專利]一種用于髕骨關(guān)節(jié)生物力學(xué)性能測試的實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610908392.0
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號: CN107036897B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐明瑤;雷靜桃;張恒
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/20
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種用于髕骨關(guān)節(jié)生物力學(xué)性能測試的實驗裝置，包括框架總成（I）和關(guān)節(jié)總成（II）；其特征在于，所述框架總成（I）為框架結(jié)構(gòu)，所述關(guān)節(jié)總成（II）安裝于框架總成（I）上；關(guān)節(jié)總成（II）底部的腳踝（10）和框架底板（1）通過螺栓連接，關(guān)節(jié)總成（II）中的導(dǎo)軌滑塊（21）與框架總成（I）中直線導(dǎo)軌滑塊（9）通過螺栓連接固定；關(guān)節(jié)總成（II）中的調(diào)節(jié)螺桿（27）與框架總成（I）中的螺桿套（7）形成螺紋副，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿（27）調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)總成（II）中的頂部部分（C）的位置，從而實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)模型（15）的屈曲動作；

所述關(guān)節(jié)總成（II）由底部部分（A）、后中部部分（B）、頂部部分（C）、前中部部分（D）四部分以及膝關(guān)節(jié)模型（15）組成；

所述底部部分（A）包括腳踝（10）、軸承端蓋（11）、脛骨連接軸（12）、萬向節(jié)（13）、脛骨固定桿（14）；所述腳踝（10）通過螺栓固定于框架底板（1）上；脛骨連接軸（12）與腳踝（10）通過深溝球軸承軸孔配合過渡固定，軸承端蓋（11）與脛骨連接軸（12）端面通過螺栓固定連接，實現(xiàn)脛骨連接軸（12）的軸向固定；脛骨連接軸（12）上端和脛骨固定桿（14）通過螺紋副分別與萬向節(jié)（13）上下兩接頭連接；脛骨固定桿（14）和膝關(guān)節(jié)模型（15）中的脛骨通過螺紋副連接固定；

后中部部分（B）包括股骨固定桿（16）、股骨連接塊（17）、兩個負(fù)載軸（18）、兩個墊塊（19）、股骨加強筋（20）、兩個導(dǎo)軌滑塊（21）、加載軸（22）；所述股骨固定桿（16）與膝關(guān)節(jié)模型（15）中的股骨通過螺紋配合連接固定；股骨連接塊（17）與股骨固定桿（16）通過螺栓固定連接；兩個負(fù)載軸（18）通過墊塊（19）實現(xiàn)和股骨連接塊（17）的過渡連接；墊塊（19）通過螺栓固定連接在股骨連接塊（17）的側(cè)面；負(fù)載軸（18）與導(dǎo)軌滑塊（21）通過深溝球軸承過渡配合；導(dǎo)軌滑塊（21）通過螺栓固定于直線導(dǎo)軌滑塊（9）端面；

頂部部分（C）包括抱夾（23）、兩個負(fù)載氣缸導(dǎo)軌板（24）、負(fù)載氣缸連接板（25）、螺桿固定塊（26）、調(diào)節(jié)螺桿（27）、手輪（28）、第一負(fù)載氣缸（29）；所述抱夾（23）做成上下兩部分，上下兩部分通過螺紋連接合抱在一起形成圓柱形通孔，所述加載軸（22）穿過通孔和股骨連接塊（17）兩側(cè)的通孔，抱夾（23）上端通過螺栓與第一負(fù)載氣缸（29）下端面固定連接；第一負(fù)載氣缸（29）上端與負(fù)載氣缸連接板（25）通過螺栓固定連接；負(fù)載氣缸連接板（25）與螺桿固定塊（26）通過螺栓固定連接，調(diào)節(jié)螺桿（27）固定在螺桿固定塊（26）上；負(fù)載氣缸連接板（25）與負(fù)載氣缸導(dǎo)軌板（24）通過螺栓連接；負(fù)載氣缸導(dǎo)軌板（24）與直線導(dǎo)軌滑塊（9）通過螺栓固定連接；手輪（28）位于調(diào)節(jié)螺桿（27）的端部，通過鍵連接實現(xiàn)轉(zhuǎn)動傳遞；

前中部部分（D）包括氣缸安裝座（30）、兩個隔套（31）、第二負(fù)載氣缸（32）、髕骨蓋板（33）、髕骨安裝塊（34）、髕骨（35）、應(yīng)變片（36）、鋼絲繩（37）、拉力傳感器（38）；所述氣缸安裝座（30）通過螺栓固定于股骨連接塊（17）上；銷軸穿過氣缸安裝座（30）和兩個隔套（31）的通孔實現(xiàn)第二負(fù)載氣缸（32）的定位；髕骨蓋板（33）和髕骨安裝塊（34）通過螺栓固定；鋼絲繩（37）掛在第二負(fù)載氣缸（32）下端的掛鉤上，穿過髕骨蓋板（33）和髕骨安裝塊（34）結(jié)合面兩半圓孔合抱形成的通孔；拉力傳感器（38）安裝在鋼絲繩（37）中部；髕骨（35）和髕骨安裝塊（34）通過螺栓固定；應(yīng)變片（36）放置在髕骨（35）下端和膝關(guān)節(jié)模型（15）中股骨踝曲面形成的間隙中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于髕骨關(guān)節(jié)生物力學(xué)性能測試的實驗裝置，其特征在于，所述框架總成（I）包括框架底板（1）、三根支撐柱（2）、三個支撐連接塊（3）、兩個導(dǎo)軌座（4）、加強板（5）、框架頂板（6）、螺桿套（7）、兩個直線導(dǎo)軌（8）、四個直線導(dǎo)軌滑塊（9）；所述三根支撐柱（2）的一端通過螺栓固定在框架底板（1）上；三個支撐連接塊（3）通過螺栓固定在支撐柱（2）的另一端面；所述加強板（5）通過螺栓固定于兩個導(dǎo)軌座（4）底部；導(dǎo)軌座（4）與加強板（5）和支撐柱（2）通過支撐連接塊（3）過渡連接；所述框架頂板（6）通過螺栓固定于兩個導(dǎo)軌座（4）的端面；螺桿套（7）通過螺紋固定于框架頂板（6）上；兩個直線導(dǎo)軌（8）通過螺栓固定于導(dǎo)軌座（4）的內(nèi)側(cè)面；直線導(dǎo)軌滑塊（9）則沿著導(dǎo)軌（8）形成移動副。