[发明专利]人工髋关节磨损试验机

说明书

本申请公开了一种人工髋关节磨损试验机，其包括：一种人工髋关节磨损试验机，其包括：工作台和感应座；工作台上设有导柱，导柱顶端固定水平顶板；水平顶板上安装有凸轮；凸轮与第一电机连接；凸轮连接传动轴上端、传动轴下端与弹簧上端连接，弹簧下端顶于连接板上端面；连接板下端面设有伸缩柱和第一夹具、伸缩柱连接中板，中板活动连接于导柱上；中板的上端面设有第一传感器用于感应比对样品；中板的下端面设有第二夹具用于夹持待测样品；感应座通过支撑脚固定于第二夹具下方；感应座中安装有第二传感器用于感应待测样品受到的压力值。本申请能够以接近人髋关节的运动方式进行磨损试验，从而取得更全面的磨损试验数据。

技术领域

本申请涉及医用设备测试技术领域，具体而言，涉及一种人工髋关节磨损试验机。

背景技术

随着技术的进步，将人工架体植入人体代替骨骼关节帮助患者取得自由行动能力，目前在医学领域已经是较为常见的技术。人工假体在植入人体后，服役过程中会与人体自身的骨骼和组织产生相对运动。这个过程中如人工架体出现磨损、不但会引起机械性失效，其产生的磨损颗粒还会诱导骨溶解。因此，人工假体制造出来后都需要进行磨损试验。现有技术中一般采用销盘磨损试验、环盘磨损试验、四球磨损试验及环块磨损试验对人工架体进行磨损试验。这种方案存在的问题是：由于髋关节上设有复杂的凹凸球面结构，上述试验很难真实的反映人工髋关节的凸凹球面接触配合、多向复合滑动摩擦形式、生理润滑环境和周期性循环载荷形式，造成试验结果在临床应用上受到很大限制。因此，如何开发出一种新型的人工髋关节磨损试验机，能够克服上述现有技术方案存在的问题，是本领域技术人员需要研究的方向。

发明内容

本申请提供了一种人工髋关节磨损试验机，能够规避外部突发因素的干扰，同时使人工髋关节样品实现接近于天然髋关节的各种运动方式，取得更全面的磨损试验数据。

其采用的技术方案如下：

一种人工髋关节磨损试验机，其包括：工作台和感应座；所述工作台上设有四根导柱，所述四根导柱等长、分别沿垂直方向延伸且呈矩形排布；所述四根导柱的顶端分别与一块水平顶板相固定；所述水平顶板上安装有凸轮；所述凸轮与第一电机连接；所述第一电机用于带动凸轮旋转；所述凸轮连接传动轴的上端、用于在凸轮旋转时带动传动轴沿垂直方向往复运动；所述传动轴的下端与弹簧的上端连接，所述弹簧的下端顶于连接板的上端面；所述连接板的下端面设有伸缩柱和第一夹具、所述连接板通过伸缩柱连接中板，所述第一夹具用于夹持比对样品；所述水平顶板上设有滑轮；中板通过钢丝绳连接配重块；钢丝绳绕过滑轮；所述中板的四角分别活动连接于四根导柱上；所述中板的上端面设有对应于第一夹具的第一传感器；所述中板的下端面设有第二夹具，所述第二夹具用于夹持待测样品；所述四根导柱外侧分别套设有支撑脚；所述感应座通过支撑脚固定于第二夹具下方；所述感应座中安装有第二传感器。

通过采用这种技术方案：凸轮在旋转过程中令传动轴往下移动，传动轴通过弹簧将压力传导至连接板及伸缩柱，伸缩柱在这个过程中产生压缩，此时第一夹具贴近第一传感器，压迫比对样品并通过第一传感器读取比对样品受到的压力值，同时中板在伸缩柱推动下向下移动，令第二夹具靠近感应座并压迫待测样品，此时第二传感座读取待测样品收到的压力值。由此，令比对样品和待测样品同步收到相同的压力值，以达到数据比对的效果，从而避免了外部突发因素对样品数据的干扰。在摩擦试验完成后，通过操作配重块将中板拉回至初始位置。

优选的是，上述人工髋关节磨损试验机中：还包括微调机构；所述微调机构包括：第二电机，第三电机，第四电机，第一框体，第二框体和横板；所述横板共两块，分别沿y轴方向延伸且横板两端分别固定于支撑脚上；所述两块横板上对称设有定位框；所述第二框体的两端分别与两个定位框转动连接；所述第四电机连接第二框体、用于驱动第二框体以x轴为轴心自体旋转；所述第一框体转动连接于第二框体内，所述第三电机连接第一框体、用于驱动第一框体以y轴为轴心自体旋转；所述感应座活动安装于第一框体内，所述第二电机连接感应座、用于带动感应座以z轴为轴心自体旋转。