发明名称 一种两转两移运动合成膝置换假体胫股关节磨损试验机
摘要 一种两转两移运动合成膝置换假体胫股关节磨损试验机,它是由右部件和左部件两部分组成,右部件在本试验机右侧,是假体关节屈伸运动中的驱动结构;左部件在本试验机左侧,是产生假体关节面间的屈伸磨损运动;右部件里四杆机构中的摇杆与左部件里股骨系统中的主轴相连接;本发明满足了iso14243的标准要求,尽量接近置换假体在体的生物环境进行胫骨/股骨假体的磨损测试,磨损过程接近在膝假体的实际磨损情况,更使磨损特性及磨损预测较为准确;同时,该试验机主动控制的自由度较多,可调节性强;加之惯性力的加载方式,使结构更为简化与紧凑。它在膝关节假体制造和医疗器械技术领域里具有较好的实用价值和广阔地应用前景。
申请公布号 CN102319131B 申请公布日期 2014.03.19
申请号 CN201110280167.4 申请日期 2011.09.20
申请人 北京航空航天大学 发明人 黄荣瑛;郑海东;郑红光;郭云飞
分类号 A61F2/76(2006.01)I 主分类号 A61F2/76(2006.01)I
代理机构 北京慧泉知识产权代理有限公司 11232 代理人 王顺荣;唐爱华
主权项 一种两转两移运动合成膝置换假体胫股关节磨损试验机,其特征在于:它是由右部件和左部件两部分组成,右部件在本试验机右侧,是假体关节屈伸运动中的驱动结构;左部件在本试验机左侧,是产生假体关节面间的屈伸磨损的运动机构;右部件里四杆机构中的摇杆与左部件里股骨系统中的主轴相连接;所述右部件,包含电机部分和四杆机构,四杆机构里的可调曲柄固连在电机部分的主轴上;该电机部分中的电机由十字槽螺钉固定在电机底座上,电机尾部由电机支撑块托起,电机支撑块放置在电机底座的凹槽内,电机底座通过螺栓固定在基座上;电机主轴通过键连接与四杆机构中的可调曲柄固连,由弹簧挡圈锁紧;该电机是YCJ‑120‑170底脚安装型齿轮减速三相异步电动机;该电机底座是由型材制成的金属支架结构;该四杆机构是由可调曲柄、连杆、摇杆、后连杆轴、后轴端挡板、深沟球轴承、连杆轴套筒、前连杆轴、前轴端挡板和锁紧螺母组成,前连杆轴穿过可调曲柄的直槽口及连杆一端的通孔,由一对深沟球轴承确保其相对转动,深沟球轴承由连杆轴套筒限位,轴端由锁紧螺母压紧前轴端挡板;后连杆轴穿过连杆另一端的通孔及摇杆尾部的通孔,也是由一对深沟球轴承来确保其相对转动,深沟球轴承由连杆轴套筒限位,后轴端挡板通过十字槽螺钉固定在连杆的侧面上;该可调曲柄是由两个大、小圆柱状件构成,其中部设置有通孔,用于连接电机主轴,大圆柱状件距中心60mm处设置有直槽口,用于与连杆固定和连接并具有距离可调性;该连杆两头是圆柱杆件,中部通过矩形断面件相连;该摇杆是圆弧形件,其上设置有两个通孔,尾部孔用于与连杆相连接,中心孔用于连接股骨系统中的主轴;该后连杆轴是芯部为圆轴、头部为圆盘状的结合件;该后轴端挡板是圆盘状件;该连杆轴套筒是圆筒形件,数量是两件;该前连杆轴是芯部为圆轴、头部为圆盘状的结合件;该前轴端挡板是圆盘状件;所述左部件,包含基座、无杆气缸、连接板、气动摆台、连接平台、转台、支撑杆、胫骨系统和股骨系统,支撑杆固连在底板基座上,无杆气缸放置在基座上面,其上再分别放置连接板、气动摆台、连接平台及转台,胫骨系统放置在转台上面,两两之间均由相应的螺纹连接,股骨系统通过其主轴固定在支撑杆内;该基座是矩形板料;该无杆气缸是SMC公司生产的MY1M40‑G‑15‑C‑S‑Z73,由无杆气缸控制膝关节假体在内、外方向上的位移;该连接板是矩形板料,其功能为连接无杆气缸和气动摆台;该气动摆台是SMC公司生产的MSQA70‑A93,气动摆台控制膝关节假体内、外旋转的角度;该连接平台是圆柱形结构,其 功能为连接气动摆台和转台;该转台是圆盘及圆锥台结合件;该支撑杆是头部设置有圆孔的金属结构支撑架,并在侧板设有加强筋板;该胫骨系统是由燕尾槽导轨、燕尾槽滑块、胫骨平台锅、夹紧钳、薄螺母和密封圈组成,其间关系是燕尾槽导轨由螺钉固连在转台上,燕尾槽滑块安装在燕尾槽导轨内,通过紧定螺钉及镶条调整二者之间的预紧力,胫骨平台锅通过螺钉固连在燕尾槽滑块上,夹紧钳从锅体侧面可调孔插入并夹紧胫骨假体,用双螺母锁死,密封圈进行密封;该燕尾槽导轨是燕尾槽形导轨;该燕尾槽滑块是燕尾槽形滑块;该胫骨平台锅是圆柱形状,锅内设有凹槽,用于放置并粗定位胫骨假体,其内壁设计了椭圆弧装配面,和胫骨假体侧面配合进行精定位;该夹紧钳是柄端带有螺纹的金属结构件,工作面为平面;该股骨系统是由股骨假体、股骨假体楔块、v形载荷梁、主轴、连接杆、主轴侧键、主轴中键、圆锥滚子轴承、圆螺母、止动垫圈、主轴左、右套筒、轴肩挡圈、双头螺柱、螺母、调整垫片和六角头螺栓组成,主轴穿过连接杆上的通孔及股骨假体楔块的通孔,连接杆通过两组六角头螺栓与v形载荷梁固连,股骨假体与股骨假体楔块通过过盈配合固为一体后,再用双头螺柱及螺母将其固结在载荷梁上,加入调整垫片调整其相对位置,主轴两端穿过支撑杆上的通孔,由圆锥滚子轴承确保其相对转动,由轴肩挡圈和主轴左、右套筒进行限位,并由圆螺母加止动垫圈锁死,主轴与摆杆、连接杆、股骨假体楔块均由键连接;该股骨假体是后挡稳定型假体;该股骨假体楔块为木质材料,与股骨假体为过盈配合;该载荷梁是一边开有V型的矩形板料;该主轴是普通台阶轴;该连接杆是矩形金属结构连接件;该主轴左、右套筒是心部设置有圆孔的圆柱形件;该调整垫片是薄片状环形金属件,用于确保股骨假体与胫骨平台呈压紧状态。
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