[发明专利]一种用于髌骨关节生物力学性能测试的实验装置

摘要

本发明涉及一种用于髌骨关节生物力学性能测试的实验装置，包括框架总成和关节总成；所述框架总成为框架结构，所述关节总成安装于框架总成上；关节总成底部的脚踝和框架底板通过螺栓连接，关节总成中的导轨滑块与框架总成中直线导轨滑块通过螺栓连接固定；关节总成中的调节螺杆与框架总成中的螺杆套形成螺纹副，通过转动调节螺杆调节关节总成中的顶部部分的位置，从而实现膝关节模型的屈曲动作。本发明可用于模拟膝关节在不同屈曲角度下髌骨关节的生物力学。可根据需要调整膝关节的屈曲角度，且本发明固定可靠，可以保证实验的正确性。

主权项

1.一种用于髌骨关节生物力学性能测试的实验装置，包括框架总成（I）和关节总成（II）；其特征在于，所述框架总成（I）为框架结构，所述关节总成（II）安装于框架总成（I）上；关节总成（II）底部的脚踝（10）和框架底板（1）通过螺栓连接，关节总成（II）中的导轨滑块（21）与框架总成（I）中直线导轨滑块（9）通过螺栓连接固定；关节总成（II）中的调节螺杆（27）与框架总成（I）中的螺杆套（7）形成螺纹副，通过转动调节螺杆（27）调节关节总成（II）中的顶部部分（C）的位置，从而实现膝关节模型（15）的屈曲动作；所述关节总成（II）由底部部分（A）、后中部部分（B）、顶部部分（C）、前中部部分（D）四部分以及膝关节模型（15）组成；所述底部部分（A）包括脚踝（10）、轴承端盖（11）、胫骨连接轴（12）、万向节（13）、胫骨固定杆（14）；所述脚踝（10）通过螺栓固定于框架底板（1）上；胫骨连接轴（12）与脚踝（10）通过深沟球轴承轴孔配合过渡固定，轴承端盖（11）与胫骨连接轴（12）端面通过螺栓固定连接，实现胫骨连接轴（12）的轴向固定；胫骨连接轴（12）上端和胫骨固定杆（14）通过螺纹副分别与万向节（13）上下两接头连接；胫骨固定杆（14）和膝关节模型（15）中的胫骨通过螺纹副连接固定；后中部部分（B）包括股骨固定杆（16）、股骨连接块（17）、两个负载轴（18）、两个垫块（19）、股骨加强筋（20）、两个导轨滑块（21）、加载轴（22）；所述股骨固定杆（16）与膝关节模型（15）中的股骨通过螺纹配合连接固定；股骨连接块（17）与股骨固定杆（16）通过螺栓固定连接；两个负载轴（18）通过垫块（19）实现和股骨连接块（17）的过渡连接；垫块（19）通过螺栓固定连接在股骨连接块（17）的侧面；负载轴（18）与导轨滑块（21）通过深沟球轴承过渡配合；导轨滑块（21）通过螺栓固定于直线导轨滑块（9）端面；顶部部分（C）包括抱夹（23）、两个负载气缸导轨板（24）、负载气缸连接板（25）、螺杆固定块（26）、调节螺杆（27）、手轮（28）、第一负载气缸（29）；所述抱夹（23）做成上下两部分，上下两部分通过螺纹连接合抱在一起形成圆柱形通孔，所述加载轴（22）穿过通孔和股骨连接块（17）两侧的通孔，抱夹（23）上端通过螺栓与第一负载气缸（29）下端面固定连接；第一负载气缸（29）上端与负载气缸连接板（25）通过螺栓固定连接；负载气缸连接板（25）与螺杆固定块（26）通过螺栓固定连接，调节螺杆（27）固定在螺杆固定块（26）上；负载气缸连接板（25）与负载气缸导轨板（24）通过螺栓连接；负载气缸导轨板（24）与直线导轨滑块（9）通过螺栓固定连接；手轮（28）位于调节螺杆（27）的端部，通过键连接实现转动传递；前中部部分（D）包括气缸安装座（30）、两个隔套（31）、第二负载气缸（32）、髌骨盖板（33）、髌骨安装块（34）、髌骨（35）、应变片（36）、钢丝绳（37）、拉力传感器（38）；所述气缸安装座（30）通过螺栓固定于股骨连接块（17）上；销轴穿过气缸安装座（30）和两个隔套（31）的通孔实现第二负载气缸（32）的定位；髌骨盖板（33）和髌骨安装块（34）通过螺栓固定；钢丝绳（37）挂在第二负载气缸（32）下端的挂钩上，穿过髌骨盖板（33）和髌骨安装块（34）结合面两半圆孔合抱形成的通孔；拉力传感器（38）安装在钢丝绳（37）中部；髌骨（35）和髌骨安装块（34）通过螺栓固定；应变片（36）放置在髌骨（35）下端和膝关节模型（15）中股骨踝曲面形成的间隙中。