[发明专利]基于3D打印的关节内压力和骨骼非接触应变测量系统

权利要求书

1.基于3D打印的关节内压力和骨骼非接触应变测量系统，包括：力加载装置（1），受测件固定装置（2），待测骨3D打印模型骨骼a（3）和骨骼b（4），非接触式应变测试系统：高速摄像机①（5）、高速摄像机②（6）、摄像机可移动支架（7）、非接触应变采集系统（8），关节内压力采集系统：薄膜压力传感器（9）、压力显示器（10）。

2.基于3D打印的关节内压力和骨骼非接触应变测量系统，其特征在于：利用3D打印技术建立关节系统模型，使用加载装置（1）对待测模型进行加载，试验机上下夹头（2）对模型进行固定，用非接触式应变采集系统（5、6、7、8）进行模型应变测试与数据采集分析，用关节内压力采集系统（9、10）采集加载过程中的关节内压力。

3.如权利要求1所述的加载装置（1），其特征为：以拉压试验机作为加载设备，待测模型固定于试验机上下夹头上，并根据实验设计需求对模型施加竖直方向的拉力或压力。

4.如权利要求1所述的受测件固定装置（2），其特征在于：针对不同的非规则模型，使用不同的夹头尺寸进行模型固定。

5.如权利要求1所述的人体骨及骨关节3D打印模型（3、4）中的骨骼数字化模型，其特征在于：该数字模型为通过CT/MRI扫描所获取的医学影像资料在计算机中建立的数字化三维模型。

6.如权利要求1和4所述的人体骨及骨关节3D打印模型（3、4），其特征在于：该模型由获取的医学影像资料在计算机中建立数字化三维模型，而后以实验所需打印材料通过3D打印技术制造而成。

7.如权利要求1所述的非接触式应变采集系统（5、6、7、8），其特征在于：在不接触待测件且测量过程中无需在待测件上进行操作的条件下，使用两台高速摄像机拍摄受试视场并结合系统软件处理的方式，实现待测件的实时全场应变测量。

8.如权利要求1所述的关节内压力采集系统（9、10），其特征在于：在狭小空间内实现压力测试，将薄膜压力传感器放置于人骨研究的各类关节间隙，获取精准的测试结果。

9.如权利要求1和6、7所述的关节内压力采集系统（9、10）和骨骼非接触应变测量实验测试系统（5、6、7、8），其特征在于：通过将关节内压力采集系统（9、10）设置于非接触式应变采集系统（5、6、7、8）所摄视场范围内，实现关节内压力采集与非接触骨骼应变采集同步对应，获得关节内压力与骨骼应变变化的动态对应关系。