[发明专利]六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机

权利要求书

1.六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机，其特征在于：它由右部件、左部件及底座组成，右部件在本磨损机右侧，是驱动结构；左部件在本磨损机左侧，是执行结构；右部件里的飞轮，通过连接件与左部件里的滑块、导杆相连接，右部件和左部件都安装固定在底座上；

所述右部件，包含电机、电机减速器、电机支撑平台和飞轮；电机与电机减速器同心连接并固定在电机支撑平台上，飞轮的圆柱凸台端安装在电机减速器的输出轴上；该电机是底脚安装型齿轮减速三相异步电动机；该电机减速器型号是YCJ120-170-B3；该电机支撑平台是由型材制成的丌字型的金属结构支架；该飞轮是带圆柱凸台的圆盘状件；

所述左部件，包含支撑架、液压缸、上、下球铰、球铰盖板、球铰底座、液压缸连接板、长轴、配重、动平台、股骨楔块、胫骨平台锅、导杆和滑块；股骨楔块设置在长轴中部，配重安装在长轴上并位于股骨楔块两侧，导杆和滑块套接并装在长轴的右端部位，长轴穿过两支撑架，而支撑架固定在底座上；胫骨平台锅置于股骨楔块的下方，胫骨平台锅下面与动平台上平面连接，动平台下平面通过螺栓、螺母与球铰底座连接，球铰底座下面依照次序是球铰盖板、上球铰、液压缸、液压缸连接板、下球铰、球铰盖板、球铰底座和底座，它们通过螺栓、螺母，彼此相连；该支撑架是由型材制成的倒Ｔ字型的金属结构支架；该液压缸是型号为CHN液压缸；该上、下球铰是按需选购的市购件；该球铰盖板是与上、下球铰配套使用的法兰盘状件；该球铰底座是与球铰盖板配套使用的两端带法兰盘状件；该液压缸连接板是与液压缸配套使用的凹形金属结构件；该长轴是其上开有键槽的普通台阶轴；该配重是其上设置有安装孔的“8”字形金属块；该动平台是一块其上设置有连接孔的圆形板料；该股骨楔块是其上设置有连接孔和沟槽的六面体件；该胫骨平台锅是带底板的圆环状件，由上而下依次包含股骨假体、胫骨聚乙烯衬垫、胫骨平台和胫骨平台锅固定板；其通过螺钉固定在动平台上平面，锅内加入类似于人体内环境的关节液或润滑液；该股骨假体、胫骨聚乙烯衬垫以及胫骨平台是型号为T-Free膝关节假体产品；该胫骨平台锅固定板是L形状连接件；该导杆是一端设置有安装孔的普通圆轴；该滑块是其内安装有四排滚珠的四面体件，滑块是由上半滑块、下半滑块、滑块挡板和螺钉组合而成；

所述底座是一块矩形板料。

2.根据权利要求1所述的六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机，其特征在于：在底座上，加工有六个圆形凹槽，六个圆形凹槽对称分布在圆周上，两两圆形凹槽对称轴成120度夹角，每个圆形凹槽设置有三个螺纹孔，用以固定球铰底座，同时在底座上加工出支撑架、电机支撑平台凹槽以及相应的螺纹孔，以固定支撑架和电机支撑平台。

3.根据权利要求1所述的六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机，其特征在于：球铰底座安装在底座上，并与底座水平面之间成60度夹角，球铰底座轴线与球铰的轴线重合，球铰能够沿球铰底座轴线顶角为60度的圆锥体范围内活动，球铰底座与动平台的安装固定则与其和底座安装的方向相反，使得动平台在初始位置能与底座保持平行。

4.根据权利要求1所述的六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机，其特征在于：将胫骨平台锅通过胫骨平台锅支架板及螺钉固定在动平台上，这样能够使胫骨平台锅随着动平台实现空间六自由度运动、即胫骨相对股骨的内旋、外旋、内翻、外翻、前移、后移运动特性。

5.根据权利要求1所述的六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机，其特征在于：配重块制成下粗上细的“8”字形结构固定在长轴的两侧，以模拟膝关节承受的载荷，使力能够更好的加载于股骨与胫骨平台接触面上，股骨屈曲摆动更稳定，并且配重根据需要选择不同的重量，可调范围在400-1600N。

6.根据权利要求1所述的六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机，其特征在于：股骨的摆动通过电机驱动实现，使用摆动导杆机构把电动机的回转运动转化为股骨的摆动，即屈曲运动，使整个装置结构更加紧凑；摆动导杆机构的曲柄由于较短，为了便于安装和制造及电机回转过程稳定，将曲柄制成飞轮形式，在预定范围内调节股骨屈曲的角度。

7.根据权利要求1所述的六自由度并联与摆动导杆机构组合膝关节置换假体磨损机，其特征在于：摆动导杆机构的滑块是连接飞轮及导杆的装置，它不仅随着飞轮一起转动，还要绕自身轴转动，并且相对导杆还有滑动；滑块分为上下两个半部，每个半部有两排滚珠，通过滑块挡板将上下两个滑块半部连接在一起，这样变滑块相对于导杆的滑动摩擦为滚动摩擦，提高了滑块以及导杆的使用寿命，满足股骨屈曲运动500万次的要求。