[发明专利]人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，包括拉伸疲劳测试组件、屈曲疲劳测试组件、扭转疲劳测试组件、蠕动泵和恒温储液箱，其中：

待测试的人工韧带试样的左、右两端分别被拉伸疲劳测试组件及扭转疲劳测试组件所夹持；拉伸疲劳测试组件可左右移动，从而带动被夹持的人工韧带试样拉伸及拉伸回复；扭转疲劳测试组件可绕左右方向上的轴线转动，从而带动被夹持的人工韧带试样扭转；

屈曲疲劳测试组件高度可调节，包括至少一个弹簧导柱及连接固定在弹簧导柱底部的下压块，调节屈曲疲劳测试组件的高度使得下压块压在被拉伸疲劳测试组件及扭转疲劳测试组件所夹持的人工韧带试样上，使得人工韧带试样屈曲，人工韧带试样的初始屈曲角度为0-120°；屈曲疲劳测试组件通过人工韧带试样被拉伸疲劳测试组件带动拉伸及拉伸回复中，使得弹簧导柱释放及收缩来完成屈曲疲劳测试；

恒温储液箱用于提供加热至一定温度的液体，由蠕动泵将加热后的液体吸出后均匀喷洒在人工韧带试样上。

2.如权利要求1所述的一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，所述拉伸疲劳测试组件、屈曲疲劳测试组件、扭转疲劳测试组件、蠕动泵和恒温储液箱均安装在同一水平工作台上。

3.如权利要求1所述的一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，所述拉伸疲劳测试组件包括驱动机构一、左右方向上的水平位移机构、安装底座机构、力学传感器机构、拉伸夹头机构，驱动机构一通过水平位移机构驱动安装底座机构左右移动，拉伸夹头机构通过力学传感器机构固定在安装底座机构上，拉伸夹头机构的端部用于夹持所述人工韧带试样的一端。

4.如权利要求3所述的一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，所述驱动机构一包括伺服电机一及联轴器；所述水平位移机构包括滚珠丝杆滑台；所述安装底座机构包括连接块及力学传感器安装座；所述力学传感器机构包括力学传感器；所述拉伸夹头机构包括拉伸夹头一、直线轴承座和拉伸夹头二；伺服电机一通过联轴器与滚珠丝杆滑台相联结；连接块与滚珠丝杆滑台固定连接，伺服电机一通过滚珠丝杆滑台可驱动连接块左、右移动；力学传感器安装座设于连接块上；拉伸夹头一的一端通过力学传感器与力学传感器安装座连接固定，且拉伸夹头一穿设在直线轴承座内，拉伸夹头一的另一端设有拉伸夹头二，拉伸夹头二用于夹持所述人工韧带试样的一端。

5.如权利要求1所述的一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，所述屈曲疲劳测试组件包括高度可调节的压力支撑架组件、导柱固定块、至少一个所述弹簧导柱和所述下压块；导柱固定块设于压力支撑架组件顶部，导柱固定块前端穿有至少一个竖直的通孔；各弹簧导柱通过导柱固定块上相对应的通孔定位；下压块固定连接在所述弹簧导柱的底部。

6.如权利要求5所述的一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，所述压力支撑架组件包括压力支撑架组件一及压力支撑架二；压力支撑架组件一位置固定，压力支撑架组件一上设有可上下移动的压力支撑架二。

7.如权利要求1所述的一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，所述扭转疲劳测试组件包括驱动机构二、传动机构、扭转夹头机构；驱动机构二通过传动机构驱动扭转夹头机构绕左右方向上的轴线转动；扭转夹头机构用于夹持所述人工韧带试样的另一端。

8.如权利要求7所述的一种人工韧带多自由度在线疲劳模拟测试装置，其特征在于，所述驱动机构二包括伺服电机二；所述传动机构包括轴承座、传动齿轮及扭转齿轮；所述扭转夹头机构包括扭转夹头一和扭转夹头二；伺服电机二与轴承座固定连接；传动齿轮与伺服电机二的输出轴连接；扭转齿轮与传动齿轮相互啮合，扭转齿轮套设在扭转夹头一的一端上，扭转夹头一的另一端自轴承座内穿出；在扭转夹头一的另一端上设有扭转夹头二；扭转夹头二用于夹持所述人工韧带试样的另一端。