[发明专利]聚醚醚酮人工脊柱融合器疲劳测试方法及疲劳测试装置

权利要求书

1.聚醚醚酮人工脊柱融合器疲劳测试方法，其特征在于：所述聚醚醚酮人工脊柱融合器疲劳测试方法使用专门的聚醚醚酮人工脊柱融合器疲劳测试装置，聚醚醚酮人工脊柱融合器疲劳测试装置的构成如下：体液模拟模块(1)、法兰A(2)、电机底座(3)、扭转驱动模块(4)、压缩驱动模块(5)、夹具模块(6)和法兰B(7)；其中：夹具模块(6)通过法兰B(7)与体液模拟模块(1)连接，夹具模块(6)通过法兰A(2)与压缩驱动模块(5)连接，所述扭转驱动模块(4)与压缩驱动模块(5)通过齿轮啮合连接，所述扭转驱动模块(4)通过电机底座(3)与体液模拟模块(1)连接，夹具模块(6)通过法兰A(2)与体液模拟模块(1)连接；

所述夹具模块(6)的结构构成如下：下夹板(601)、下聚缩醛块(602)、上夹板(603)、上聚缩醛块(604)；其中：下夹板(601)、下聚缩醛块(602)通过螺栓固定连接为一体，下夹板(601)通过法兰B(7)与内螺纹杆(107)连接，上夹板(603)、上聚缩醛块(604)通过螺栓固定连接为一体，上夹板(603)通过法兰A(2)与齿轮轴(501)连接；下聚缩醛块(602)、上聚缩醛块(604)配合构成能够放置聚醚醚酮人工脊柱融合器(605)的空腔结构；

下聚缩醛块(602)顶部和上聚缩醛块(604)底部分别开有用于放置实验件即聚醚醚酮人工脊柱融合器的主体部分主要轮廓形状为长方体的空腔，下聚缩醛块(602)和上聚缩醛块(604)空腔深度之和不超过聚醚醚酮人工脊柱融合器(605)高度三分之二；用于放置聚醚醚酮人工脊柱融合器(605)的空腔结构宽度和长度尺寸与融合器(605)的宽度和长度相同，两者在长度和宽度方向上属于过盈配合，融合器(605)装夹在下聚缩醛块(602)和上聚缩醛块(604)之间的空腔内，下聚缩醛块(602)与下夹板(601)随着内螺纹杆(107)和外螺纹杆(108)二者之间螺纹副的相对运动实现人工融合器在空腔结构内的夹紧；融合器(605)和下聚缩醛块(602)一起固定在玻璃箱(101)底部，上聚缩醛块(604)在压缩驱动模块(5)作用下沿直线上下运动，上聚缩醛块(604)空腔底部压缩载荷作用在融合器(605)顶部，实现人工融合器的压缩疲劳载荷施加；上聚缩醛块(604)在扭转驱动模块(4)作用下扭转往复运动，上聚缩醛块(604)空腔内壁的扭转剪切载荷作用在融合器(605)侧面上，实现人工融合器(605)的扭转疲劳载荷施加；

压缩驱动模块(5)的构成如下：齿轮轴(501)、扭矩传感器(502)、齿轮(503)、偏心轮(504)、伺服电机(505)、连杆(506)、连杆电动拨叉(507)和测力传感器(508)；压缩驱动模块(5)用于实现夹具(6)的压缩施加；扭矩传感器(502)和测力传感器(508)均安装在齿轮轴(501)上；齿轮(503)和齿轮轴(501)采用周向固定连接，连杆(506)的其中一端通过转动副与齿轮轴(501)连接，偏心轮(504)上的偏心连接点通过转动副与连杆(506)的另一端连接，电机(505)与偏心轮(504)连接，偏心轮(504)的几何中心与齿轮轴(501)共线，电机(505)带动偏心轮(504)绕着几何中心转动；

连杆电动拨叉(507)控制连杆(506)与齿轮轴(501)的连接与脱离，通过连杆(506)带动齿轮轴(501)沿其轴向往复运动，从而实现上聚缩醛块(604)上下往复运动；

由于下聚缩醛块(602)通过锁紧开关(104)固定不动，上聚缩醛块(604)与下聚缩醛块(602)之间的空腔结构体积变化，实现人工融合器的压缩疲劳实验；

所述聚醚醚酮人工脊柱融合器疲劳测试方法的要求是：

在体液模拟模块(1)中放置有恒温生理盐水，用以模拟人体温度、湿度、盐度生理液体环境；用以实验的聚醚醚酮人工脊柱融合器布置在体液模拟模块(1)中的恒温生理盐水中；

生理盐水PH值为7.4，模拟的恒温体液环境温度范围为30℃-48℃，温度波动范围在±0.5℃以内；

聚醚醚酮人工脊柱融合器布置在夹具模块(6)中的下聚缩醛块(602)和上聚缩醛块(604)共同构成的空腔中，在压缩运动模块(5)中的连杆(506)带动齿轮轴(501)沿其轴向运动进而实现夹具(6)的空腔体积变化，从而对融合器进行压缩疲劳实验。