[发明专利]一种智能生物材料力学测试系统及方法

说明书

本发明属于材料测试技术领域，公开了一种智能生物材料力学测试系统及方法；设置有底座、显示屏、电源、载物台、固定架、下夹板、上夹板、横梁、电子压力测试头、竖直导轨、步进电机、力学测试控制器。所述底座位于该装置的最底部，显示屏和电源位于底座上，通过螺栓固定在底座上，载物台位于底座上方，通过螺栓固定在底座上方，固定架位于载物台上，通过焊接固定在载物台上，下夹板位于底座上，通过螺栓固定在底座上，上夹板位于横梁上，通过螺栓固定在横梁上，电子压力测试头位于横梁上，通过螺栓固定在横梁上，步进电机位于横梁上，通过螺栓固定在横梁上。

技术领域

本发明属于材料测试技术领域，尤其涉及一种智能生物材料力学测试系统及方法。

背景技术

目前，生物材料是用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料，又称生物医用材料。生物材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉渗透的领域，其研究内容涉及材料科学、生命科学、化学、生物学、解剖学、病理学、临床医学、药物学等学科，同时还涉及工程技术和管理科学的范畴。生物材料有人工合成材料和天然材料；有单一材料、复合材料以及活体细胞或天然组织与无生命的材料结合而成的杂化材料。生物材料本身不是药物，其治疗途径是以与生物机体直接结合和相互作用为基本特征。由于生物材料的特殊性，现有生物材料力学测试系统大多采用力学的控制器对力学性能进行测量，测量结果不够精确，使得生物材料在使用时容易出错。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)由于生物材料的特殊性，现有生物材料力学测试系统大多采用力学的控制器对力学性能进行测量，测量结果不够精确，使得生物材料在使用时容易出错，显示屏的显示色品不恒定，通道不独立对显示屏显示的颜色特征化带来较大的影响，降低了颜色特征化模型的精度。

(2)步进电机的控制运行不够平滑，鲁棒性较弱，控制器散热器的散热情况较难控制，无法满足散热要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能生物材料力学测试系统及方法。

本发明是这样实现的，一种智能生物材料力学测试方法，所述智能生物材料力学测试方法包括：

步骤一，当测材料的压力时，将材料放置在载物台上，启动电子压力测试头，启动步进电机向下运动，电子压力测试头通电，当材料表面出现凹痕的时候，电子压力测试头电流发生变化，传递到力学测试控制器上；

步骤二，力学测试控制器为电阻，通过流入控制器电流的大小来控制到步进电机的运动，当出现凹痕时，电流变化，传递到力学测试控制器上，使得步进电机停止运动，将步进电机停止运动前的电流大小显示在显示屏幕上，作为压应力值；

步骤三，测量压应力时，将材料用上夹板和下夹板夹住后，再启动步进电机，当材料断裂时，停止步进电机的运动，将材料断裂前通入步进电机的电流显示在显示屏上，作为材料的压应力值；

所述显示屏的分段分空间模型为：首先根据单通道的色品特性，将单通道的驱动值分成三段，每段三刺激值与驱动值的关系分别用二次多项式拟合；然后根据通道间的干扰特性，在三通道刺激值相加的基础上插入适当的干扰因子，分段分空间模型的具体特征化方法如下：

(1)根据显示屏的色品恒定性把单通道的驱动值分为三段，每一段的三刺激值直接用二次多项式拟合，以R通道其三刺激值模型表述为：

式中r为R通道的驱动值，d_r为r对应的归一化驱动值，T_ri为三刺激值，a_ji， b_ji，c_ji(j＝1，2，3)为常量，M、N分别为三色通道驱动值的低中分界点和中高分界点，根据显示屏的色品恒定和通道独立特性确定，对于G、B通道可作同样处理；