一種人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下模擬人體髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和進(jìn)一步研宄人工關(guān)節(jié)材料的磨損特點(diǎn)的人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活逐步邁入小康社會(huì)，我國的人均壽命不斷增長，人們更加注重生活質(zhì)量的提高和保證。但關(guān)節(jié)炎、運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷、老齡化等因素導(dǎo)致的關(guān)節(jié)置換數(shù)量在逐年增加。目前，全世界每年約有50余萬人因骨折、骨關(guān)節(jié)炎、骨腫瘤等而接受人工關(guān)節(jié)置換術(shù)，我國每年有3~5萬人接受人工關(guān)節(jié)手術(shù)。植入物植入人體后，破壞了人體原生關(guān)節(jié)原有的自潤滑系統(tǒng)，工作中相對(duì)運(yùn)動(dòng)面發(fā)生磨損，不可避免地要遇到由于摩擦磨損造成的失效問題。而植入人工關(guān)節(jié)后，將產(chǎn)生每年500萬顆磨損顆粒，直接影響了人工植入物的壽命。由磨損而帶來的磨肩不僅僅會(huì)影響植入體和骨界面的鍵合，而且會(huì)造成人體內(nèi)毒性反應(yīng)、無菌松動(dòng)、局部腫瘤等許多問題，最終加快了人工關(guān)節(jié)的失效。目前大部分患者的人造關(guān)節(jié)只能有效工作10~15年，之后就會(huì)主要因?yàn)檎澈厦娴哪p問題而需要更換新的人造關(guān)節(jié)。研宄髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)，來分析磨損機(jī)理及影響因素，并同時(shí)預(yù)測其在具體環(huán)境下的磨損量情況，對(duì)于降低人工關(guān)節(jié)植入物的磨損、優(yōu)化人工關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)等具有重大的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種性能穩(wěn)定、性價(jià)比高、操作方便的人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，能夠在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下模擬人體髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和進(jìn)一步研宄人工關(guān)節(jié)材料的磨損特點(diǎn)。
[0004]所述的一種人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架，其特征在于所述的機(jī)架上設(shè)置下蓋板和上面板，所述的下蓋板上設(shè)置動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述上面板上設(shè)置液壓加載機(jī)構(gòu)，所述的液壓加載機(jī)構(gòu)的下端與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上端相連接，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)下端與動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相互連接。
[0005]所述的人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的液壓加載機(jī)構(gòu)包括活塞桿、滑塊、活塞和液壓缸體，所述的液壓缸體通過通過第二螺柱固定在上面板上，活塞桿頂端連接活塞，底端套接連接滑塊，滑塊位于液壓缸體內(nèi)，液壓缸體上端設(shè)置液壓閥門，活塞桿底部與壓力感應(yīng)器連接，由壓力感應(yīng)器監(jiān)測活塞桿的應(yīng)力，并將應(yīng)力反饋給液壓加載機(jī)構(gòu)。
[0006]所述的人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸，所述的步進(jìn)電機(jī)通過第一螺柱固定在下蓋板上，所述的步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸一端連接并帶動(dòng)傳動(dòng)軸傳動(dòng)，所述的傳動(dòng)軸另一端與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0007]所述的人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括髖白試件、關(guān)節(jié)頭試件、緊定螺釘、罩筒、骨水泥、溫度加熱器、支撐斜板、偏心輪及擺軸，所述的偏心輪中間裝有圓錐滾子軸承，擺軸穿過圓錐滾子軸承與偏心輪相連，擺軸下端用圓螺母擰緊以防止偏心輪下滑，擺軸上端通過螺釘與支撐斜板固定連接，支撐斜板底端裝有封閉的階梯結(jié)構(gòu)的罩筒，并通過O型圈密封，所述的罩筒上設(shè)置進(jìn)油口、出油口閥門及溫度加熱器，所述的支撐斜板上設(shè)置螺紋孔，緊定螺釘上裝有關(guān)節(jié)頭試件，所述的關(guān)節(jié)頭試件中有正方形孔洞，緊定螺釘上端插入正方形孔洞中與關(guān)節(jié)頭試件連接，緊定螺釘下端與支撐斜板上的螺紋孔連接，液壓加載機(jī)構(gòu)通過螺栓與髖白支架連接，髖白試件通過骨水泥固定在髖白支架上，所述的髖白試件與關(guān)節(jié)頭試件對(duì)應(yīng)連接。
[0008]所述的人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的支撐斜板的傾斜角度為23°。
[0009]上述的一種人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置下蓋板和上面板，所述的下蓋板上設(shè)置動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述上面板上設(shè)置液壓加載機(jī)構(gòu)，所述的液壓加載機(jī)構(gòu)的下端與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上端相連接，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)下端與動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相互連接。本實(shí)用新型通過采用上述技術(shù)，通過步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)偏心輪繞著主軸線做圓錐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)頭試件與髖臼試件之間呈現(xiàn)交叉狀、多方向復(fù)合滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，利用液壓加載機(jī)構(gòu)根據(jù)要求調(diào)整不同的載荷，髖白試件和關(guān)節(jié)頭試件的大小可以根據(jù)試驗(yàn)要求對(duì)其尺寸形狀大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，其拆卸簡單易用，溫度加熱器可以使模擬環(huán)境保持在37°C，使磨損試驗(yàn)更符合臨床需求，其性能穩(wěn)定、性價(jià)比高、操作方便，能夠在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下模擬人體髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和進(jìn)一步研宄人工關(guān)節(jié)材料的磨損特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的右視圖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為圖1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型的液壓加載機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1-機(jī)架，2-動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，3-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，4-液壓加載機(jī)構(gòu)，5-步進(jìn)電機(jī)，6-聯(lián)軸器，7-下蓋板，8-第一螺柱，9-傳動(dòng)軸，10-圓螺母，11-偏心輪，12-擺軸，13-圓錐滾子軸承，14-螺釘，15-支撐斜板，16-0型圈，17-緊定螺釘，18-關(guān)節(jié)頭試件，19-髖臼試件，20-骨水泥，21-髖白支架，22-罩筒，23-滑塊，24-活塞桿，25-活塞，26-液壓閥門，27-第二螺柱，28-上面板，29-液壓缸體，30-壓力感應(yīng)器，31-螺栓，32-進(jìn)油口閥門，33-溫度加熱器，34-出油口閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0017]如圖1-2所示，本實(shí)用新型的一種人工髖關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架1，所述的機(jī)架I上設(shè)置下蓋板7和上面板28，所述的下蓋板7上設(shè)置動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2，所述上面板28上設(shè)置液壓加載機(jī)構(gòu)4，所述的液壓加載機(jī)構(gòu)4的下端與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3上端相連接，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3下端與動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2相互連接，通過動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3上的偏心輪11繞著主軸線做圓錐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)頭試件18與髖白試件19之間呈現(xiàn)交叉狀、多方向復(fù)合滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并利用液壓加載機(jī)構(gòu)4根據(jù)要求調(diào)整不同的載荷，關(guān)節(jié)頭試件18與髖臼試件19的大小可以根據(jù)試驗(yàn)要求對(duì)其尺寸形狀大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，其拆卸簡單易用。
[0018]如圖3所示，所述的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2包括步進(jìn)電機(jī)5、聯(lián)軸器6和傳動(dòng)軸9，所述的步進(jìn)電機(jī)5通過第一螺柱8固定在下蓋板7上，所述的步進(jìn)電機(jī)5通過聯(lián)軸器6與傳動(dòng)軸9 一端連接并帶動(dòng)傳動(dòng)軸9傳動(dòng)，所述的傳動(dòng)軸9另一端與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3連接。
[0019]如圖4所示，所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括髖臼試件19、關(guān)節(jié)頭試件18、