| 主权项 |
一种膝髌股关节力学测试试验机，其特征在于：它由支撑架，加载装置，导轨和膝关节模型骨夹持固定装置组成；支撑架直接放置于地面上，导轨均固定连接在支撑架上，加载装置和膝关节模型骨夹持固定装置均在导轨中运动；所述支撑架是一个框架式结构，对整个装置起支撑连接作用，通过导轨和膝关节模型骨夹持固定装置，将膝关节模型骨固定于预定角度；加载时，由控制系统驱动加载装置沿着导轨运动施加载荷；并能通过加载装置中的测头转动装置，调节所施加力的大小和方向；不加载时，加载装置提供向上的拉力平衡自身重力，使整个系统保持平衡；该支撑架包括底座，薄铝板外壳，支撑杆，支撑上板，支撑杆上垫板，支撑杆下垫板和三角架；底座放置在地面上，支撑杆通过支撑杆下垫板与底座固定，支撑上板通过支撑杆上垫板与支撑杆连接，薄铝板外壳固定于支撑杆上垫板和支撑杆下垫板，三角架安装在支撑杆上垫板侧面和支撑上板底面；该底座是带有四个支脚的长方体铸钢件，四个支脚处加工有圆形通孔，便于底座放置在地面上时定位，铸钢件两侧分别加工三个通孔，分别对四根支撑杆及两根圆柱导轨进行定位固定；该薄铝板外壳是用矩形板料折弯成凹形状，它固定在支撑杆外围，起挡尘护板的作用；该支撑杆是细长轴零件，支撑杆两端设计成轴肩定位，在端部加工外螺纹，通过螺母将底座和支撑上板连接在一起，其数量为4根，对称安装在底座两侧中靠近边缘的四个通孔处；该支撑上板是矩形板料，其上设置有6个圆形通孔供固定连接用；该支撑杆上垫板是矩形板料，其上设置有圆形通孔与支撑杆的端部的轴肩配合定位；该支撑杆下垫板也是矩形板料，其上设置有圆形通孔与支撑杆的端部轴肩配合定位；该三角架是在角钢的两端部位连接一钢板构成三角状，增加承载能力，角钢两端部各加工有两个通孔，对支撑架起加固作用；试验机中的气压缸导轨，测头导轨，圆柱导轨以及模型骨夹持固定装置导轨均固连于该支撑架上；所述加载装置包括气压缸，气压缸滑块，气压缸滑块垫板，气压缸活塞杆，活塞杆连接板，活塞杆连接侧板，测头滑块，测头和测头转动装置；气压缸滑块、气压缸滑块垫板和气压缸上端通过螺栓螺母固定，气压缸和气压缸活塞杆配套使用，由气压缸滑块带动在支撑架的气压缸导轨内运动，活塞杆连接板由螺母固定在气压缸活塞杆下端轴肩处，活塞杆连接侧板上端固定于活塞杆连接板侧面，活塞杆连接侧板中部与测头滑块相固定，测头转动装置通过螺栓螺母安装在活塞杆连接侧板下端，测头安装在测头转动装置的阶梯轴上；该气压缸的型号为CG1的圆筒状气压缸，为试验机提供动力；该气压缸滑块上端截面为梯形，为在气压缸导轨内滑动的 部分，下端截面为长方形，为与气压缸连接的部分，下端长方体部分加工有两个沉头孔；该气压缸滑块垫板为一长方体块，加工有两个圆形通孔，起顶紧气压缸作用；该气压缸活塞杆是圆柱状轴零件，端部设计成轴肩定位，端部加工有外螺纹；该活塞杆连接板为一长方体板，上下面加工有通孔，两相对侧面各加工有两个螺纹孔；该活塞杆连接侧板为一长方形板材，上部、中部和下部分别加工有两个圆形通孔；该测头滑块上端截面为梯形，为在测头导轨内滑动的部分，下端截面为长方形，为与活塞杆连接侧板相连接的部分，其下端长方体底面加工有两个螺纹孔；该测头是一圆柱杆，一端设有轴肩定位，轴肩上方加工有外螺纹，通过外螺纹与测头连接环将其固定到测头转动装置上，另一端装有一钢球，钢球与圆柱杆通过螺纹连接，该测头将力按照预定的倾斜角度传递施加到膝关节上；该测头转动装置包括测头转动装置前侧板，测头转动装置后侧板，齿轮轴，阶梯轴，轴承，圆柱齿轮，手轮，编码器，编码器垫片，连接环，弹性联轴器，连接轴，定位环，顶紧圆锥，端盖，齿轮套筒，固定环套筒，键，测头固定环和测头连接环；齿轮轴和阶梯轴通过四个轴承安装在测头转动装置前侧板和后侧板之间，圆柱齿轮和测头固定环通过齿轮套筒、固定环套筒和键固定在阶梯轴上，测头连接环安装在测头固定环下端，顶紧圆锥装在阶梯轴伸出测头转动装置后侧板一端的端部，由键固定，两个端盖分别装在测头转动装置前侧板和后侧板上安装齿轮轴阶梯孔的外侧，手轮套在齿轮轴伸出测头转动装置前侧板一端的端部，由键固定，编码器通过编码器垫片、连接环、定位环固定在测头转动装置前侧板外侧，编码器的轴通过弹性联轴器、连接轴与阶梯轴伸出测头转动装置前侧板一端的螺纹孔连接；该测头转动装置前侧板、后侧板均为长方形板料，加工有安装轴承的阶梯孔和安装螺栓的通孔；该齿轮轴和阶梯轴材质均为45号钢，调质处理，阶梯轴一端端部底面加工有螺纹孔；该轴承是代号分别为16001和16005的深沟球轴承；该圆柱齿轮是渐开线齿轮，材质为45号钢，调制处理；该手轮结构类似汽车方向盘，中部有一空心圆柱与齿轮轴相连接；该编码器是型号为E6B2‑C的增量型编码器；该编码器垫片是圆环状薄钢片，沿圆周均匀加工有三个螺纹通孔；该连接环由薄铝条弯折而成；该弹性联轴器是型号为G2‑40T的弹性联轴器；该连接轴为一小阶梯轴，一端加工一平面与弹性联轴器连接，另一端加工外螺纹与阶梯轴连接；该定位环是带有一凸缘的圆环，圆环圆周上均匀加工有三个沉头孔和三个通孔；该顶紧圆锥是一空心圆台，加工有键槽；该端盖为一中心有圆柱凸起的圆形薄片，薄片圆周均匀加工有的四个沉头孔；该齿轮套筒和固定环套筒为空心圆柱件；该测头固定环是在一空心圆柱的圆柱面上连接一阶梯轴，阶梯轴端部底面圆周均匀加工有四个通孔，空心圆柱加工有键槽；该测头连接环为一圆柱底座中心有一圆柱凸起，圆柱底座和圆柱凸起中心加工有螺纹通孔，圆柱底座圆周 均匀加工有四个圆形通孔；该键为A型平键；气压缸由控制系统驱动作为动力输入，气压缸通过气压缸活塞杆连接测头转动装置和测头，手动旋转手轮转动测头转动装置的齿轮轴，带动圆柱齿轮转动，进而调节压力的施加方向，测头转动装置的转动角度通过与阶梯轴相连的编码器获得；所述导轨部分包括圆柱导轨，气压缸导轨，测头导轨和模型骨夹持固定装置导轨；圆柱导轨平行于支撑杆竖直放置，气压缸导轨，测头导轨和模型骨夹持固定装置导轨从上到下依次水平安装，气压缸导轨固定于支撑架上端的支撑上板，模型骨夹持固定装置导轨固定于支撑架下端的底座，测头导轨处于支撑架中部，沿圆柱导轨运动；该圆柱导轨同支撑杆一样是细长轴零件，圆柱导轨两端设计成轴肩定位，在端部加工外螺纹，通过螺母固定于底座和支撑上板，其数量为2根，对称安装在支撑架底座两侧中内侧的两个通孔处，它与支撑架的支撑杆平行放置，圆柱导轨表面采用抛光处理，减少摩擦；该气压缸导轨的结构形状是燕尾槽结构的刚性型材导轨，它要承担气压缸和测头导轨与测头的重力，为保证结构的稳定采用双导轨，双导轨并排固定，气压缸导轨与支撑架支撑上板通过螺钉连接，气压缸与气压缸滑块通过螺栓螺母相连；该测头导轨是采用X形型材导轨，为保证整体结构的平衡，该X形型材导轨将使用前后两导轨，前后使用相同的测头滑块与固连结构，测头滑块通过螺钉与活塞杆连接侧板固定连接；该模型骨夹持固定装置导轨，采用一燕尾槽的水平导轨，膝关节模型骨夹持固定装置在该导轨上水平移动且能够在任意位置固定，该导轨通过螺钉定位在底座上，为不影响定位滑块正常移动，导轨底部开一通槽用来固定螺钉；试验机在实验固定住膝关节模型骨之后，气压缸给气压缸活塞杆的压力将通过其轴肩向下传递，在放置膝关节模型骨之前，测头导轨将由气压缸提供向上的拉力与其自身重力相平衡，即通过与气压缸活塞杆螺纹连接的螺母实现；测头导轨通过圆柱导轨滑块在圆柱导轨上滑动，加载时，在控制系统作用下，气压缸沿气压缸导轨移动，带动与气压缸连接的测头转动装置沿测头导轨作同步运动；测头导轨与圆柱导轨相连接部分包括圆柱导轨滑块侧板，圆柱导轨滑块连接板，定位销，圆柱导轨滑块和铜套；两个圆柱导轨滑块侧板和一个圆柱导轨滑块连接板合在一起由螺钉固定在测头导轨上，定位销安装在圆柱导轨滑块连接板上，圆柱导轨滑块固定于圆柱导轨滑块连接板，铜套安装在圆柱导轨滑块的圆孔里，直接与圆柱导轨接触；该圆柱导轨滑块侧板由薄铝板弯折成“凹”形，其上下两面各加工有两个螺纹孔；该圆柱导轨滑块连接板为薄铝板弯折成“凹”形，其上下两表面各加工有两个沉头螺纹孔、四个螺纹孔，上表面还加工有一定位销孔，侧面加工有四个螺纹孔；该定位销采用GB119圆柱销；该圆柱导轨滑块为一长方体基座上有一突出的耳片，长方体基座四个角分别加工有一个 通孔，突出的耳片中心有一圆形通孔；该铜套采用锡青铜材质，耐磨性好，镶崁在圆柱导轨滑块的通孔内；所述膝关节模型骨夹持固定装置，包括小半圆柱，大半圆柱，连接底座，耳片，定位滑块，锁紧螺栓，角规和角规滑块；小半圆柱与大半圆柱合在一起夹持膝关节模型骨，四个耳片将小半圆柱与大半圆柱通过螺钉连接固定，每相邻两耳片之间通过螺栓螺母固定，大半圆柱通过螺钉与连接底座相连，连接底座通过螺栓螺母与定位滑块连接，该螺栓也是连接底座的旋转轴，锁紧螺栓安装在定位滑块上；角规通过螺钉固定在角规滑块上，角规滑块安装在模型骨夹持固定装置导轨一侧的简易导轨中；该小半圆柱是一规则的空心半圆柱，两侧各加工有一平面，每个平面上加工有四个螺纹孔；该大半圆柱与小半圆柱类似，两侧各加工有一平面，每个平面上加工有四个螺纹孔，其端部是一段完整空心圆柱，完整空心圆柱底面圆周均布四个螺纹孔；该连接底座为一圆形板料，沿圆周均匀加工四个通孔，底面连接一连接环；该耳片为一长方形板材弯折成直角状，每两个耳片合在一起对小半圆柱与大半圆柱的一侧进行固定；该定位滑块下端的侧面为梯形，其上端面加工有螺纹通孔，在模型骨夹持固定装置导轨中滑动，定位滑块上端是两个突起的耳片，耳片上加工有圆形通孔；该锁紧螺栓材质为塑料，对定位滑块定位锁紧；该角规的型号为320°的角规；该角规滑块中部有一凹槽，带动角规在模型骨夹持固定装置导轨一侧的简易导轨中滑动，来测量两个膝关节模型骨之间的夹角。 |
