CN104146777B - 一种简易肘关节生物力学实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种简易肘关节生物力学实验装置，包括支架和前臂髓内旋转应力机构两大部分。其中，支架上设置有上臂装载台、前臂滑动横杆、两个第一加压滑轮、前臂髓内旋转应力机构以及两个第二加压滑轮，前臂髓内旋转应力机构的髓内钉的外段伸出前臂的远端尺骨并连接扭力测试仪以提供前臂旋转应力载荷，第一加压滑轮提供前臂的内外翻加压载荷，第二加压滑轮提供肘关节的轴向加压载荷。本发明优点：可自由调节肘关节屈伸角度，且能同时为肘关节提供三个方向的应力，即内外翻应力、前臂旋转应力和肘关节轴向应力，配合装载系统，可在任意角度模拟肘关节不同应力条件，基本满足了肘关节生物力学实验中所需的变量，适于大范围推广。
Description
技术领域
本发明涉及生物力学实验装置，尤其涉及的是一种简易肘关节生物力学实验装置。
背景技术
现有的肘关节生物力学实验模拟装置，大多结构复杂，体积较大，不方便拆卸、组装及携带，且制造成本高，价格昂贵，不适于一般的实验研究使用。因此，急需一种结构简单、制作简单方便、使用简便且成本低、适用范围广的简易型的肘关节生物力学实验装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种简易肘关节生物力学实验装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种简易肘关节生物力学实验装置，包括支架，所述支架上设置有上臂装载台、前臂滑动横杆、两个第一加压滑轮、前臂髓内旋转应力机构以及两个第二加压滑轮，所述支架包括底座，所述底座前端的左右两侧设置有竖直向上的左竖杆、右竖杆，所述底座后端中部设置有竖直向上的后竖杆，所述后竖杆正前方设置有与其平行的中竖杆；所述前臂滑动横杆横向设置在所述左竖杆和右竖杆之间且能沿着所述左竖杆和右竖杆上下移动，前臂的远端安装有所述前臂髓内旋转应力机构，所述前臂髓内旋转应力机构包括髓内钉、瞄准器、固定钉和扭力测试仪，所述髓内钉的内段插入前臂的远端尺骨内，所述瞄准器和固定钉用于将所述髓内钉与前臂固定，所述髓内钉的外段伸出前臂的远端尺骨并连接所述扭力测试仪以提供前臂旋转应力载荷；前臂安装了所述前臂髓内旋转应力机构后，前臂远端伸出的髓内钉的外段水平设置在所述前臂滑动横杆上；所述左竖杆和右竖杆上分别设置有所述第一加压滑轮，所述第一加压滑轮上绕有第一棉线，所述第一棉线的一端连接到所述髓内钉的外段上、另一端垂挂第一砝码以提供前臂的内外翻加压载荷；所述上臂装载台包括固定杆、设置于所述固定杆左侧的内固定夹板和外固定夹板，所述固定杆沿着前后方向倾斜设置于所述后竖杆和中竖杆的左侧，所述固定杆能绕着其与所述中竖杆的相交点转动，上臂固定于上臂装载台的内固定夹板和外固定夹板之间且能调节肘关节屈伸角度，所述后竖杆上后端设置有安装所述两个第二加压滑轮的竖直安装杆，所述第二加压滑轮上绕有第二棉线，所述第二棉线的一端连接到前臂上、另一端垂挂第二砝码以提供肘关节的轴向加压载荷。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述上臂装载台的内固定夹板和外固定夹板上均设有多个固定孔，通过螺钉穿过所述固定孔进而实现对内固定夹板和外固定夹板的固定。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述前臂髓内旋转应力机构中，所述瞄准器包括水平段和竖直段两段且其整体呈L形，所述瞄准器的水平段与所述髓内钉平行、竖直段插入所述前臂的远端尺骨且与所述髓内钉垂直，所述瞄准器的水平段上设有多个竖向贯通的竖直孔，所述固定钉通过所述竖直孔插入并贯通所述髓内钉从而对所述髓内钉进行固定。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述前臂滑动横杆包括上下平行设置的上滑动横杆和下滑动横杆，所述上滑动横杆上套有固定块，所述固定块的底端位于所述上滑动横杆和下滑动横杆之间。
作为上述技术方案的优选实施方式，所述前臂髓内旋转应力机构中，所述髓内钉的外段上位于所述固定块之上的部位套设有支撑块，所述支撑块活动连接在所述固定块之上。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种简易肘关节生物力学实验装置，可自由调节肘关节屈伸角度，且能同时为肘关节提供三个方向的应力，即内外翻应力、前臂旋转应力和肘关节轴向应力，配合装载系统，可在任意角度模拟肘关节不同应力条件，基本满足了了肘关节生物力学实验中所需的变量，适于大范围推广应用。此外，本装置结构简单、制作简便、成本低，操作方便，可自行拆卸组装，体积小，可外接电子输入及输出设备，扩展实验应用范围，提高精度。
附图说明
图1是本发明未放入前臂和上臂时的立体结构示意图。
图2是本发明放入前臂和上臂后的左视结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1、图2，一种简易肘关节生物力学实验装置，包括支架1，支架1上设置有上臂装载台、前臂滑动横杆2、两个第一加压滑轮3、前臂髓内旋转应力机构以及两个第二加压滑轮4，支架1包括底座11，底座11前端的左右两侧设置有竖直向上的左竖杆12、右竖杆13，底座11后端中部设置有竖直向上的后竖杆15，后竖杆15正前方设置有与其平行的中竖杆14；前臂滑动横杆2横向设置在左竖杆12和右竖杆13之间且能沿着左竖杆12和右竖杆13上下移动，前臂5的远端安装有前臂髓内旋转应力机构，前臂髓内旋转应力机构包括髓内钉7、瞄准器8、固定钉9和扭力测试仪，髓内钉7的内段插入前臂5的远端尺骨内，瞄准器8和固定钉9用于将髓内钉7与前臂5固定，髓内钉7的外段伸出前臂5的远端尺骨并连接扭力测试仪以提供前臂5旋转应力载荷。前臂5安装了前臂髓内旋转应力机构后，前臂5远端伸出的髓内钉7的外段水平设置在前臂滑动横杆2上，以使前臂5始终保持水平状态。左竖杆12和右竖杆13上分别设置有第一加压滑轮3，第一加压滑轮3上绕有第一棉线，第一棉线的一端连接到髓内钉7的外段上，第一棉线的另一端垂挂第一砝码，位于前臂滑动横杆2两侧的两个第一加压滑轮3及其对应垂挂的第一砝码分别提供前臂5的内翻加压载荷和外翻加压载荷，第一砝码可根据需要添加多个以调节前臂5的内、外翻加压载荷大小。上臂装载台包括固定杆10、设置于固定杆10左侧的内固定夹板20和外固定夹板30，固定杆10沿着前后方向倾斜设置于后竖杆15和中竖杆14的左侧，固定杆10能绕着其与中竖杆14的相交点转动，上臂6固定于上臂装载台的内固定夹板20和外固定夹板30之间且能调节肘关节屈伸角度，后竖杆15上后端设置有安装两个第二加压滑轮4的竖直安装杆40，第二加压滑轮4上绕有第二棉线，第二棉线的一端连接到前臂5上，第二棉线的另一端垂挂第二砝码，位于竖直安装杆40上的第二加压滑轮4及其对应垂挂的第二砝码提供肘关节的轴向加压载荷，第二砝码可根据需要添加多个以调节肘关节的轴向加压载荷大小。
其中，上臂装载台的内固定夹板20和外固定夹板30上均设有多个固定孔50，通过螺钉穿过固定孔50进而实现对内固定夹板20和外固定夹板30的固定。
前臂髓内旋转应力机构中，瞄准器8包括水平段和竖直段两段且其整体呈L形，瞄准器8的水平段与髓内钉7平行、竖直段插入前臂5的远端尺骨且与髓内钉7垂直，瞄准器8的水平段上设有多个竖向贯通的竖直孔，固定钉9通过竖直孔插入并贯通髓内钉7从而对髓内钉7进行固定，固定钉9可选用克氏针。安装时先在前臂5的远端尺骨开口，并使用配套的钻头将该开口扩髓后插入髓内钉7和瞄准器8，然后使用固定钉9依次穿过瞄准器8的竖直孔以及髓内钉7，采用固定钉9固定后即可移出瞄准器8。
前臂滑动横杆2包括上下平行设置的上滑动横杆和下滑动横杆，上滑动横杆上套有固定块，固定块的底端位于上滑动横杆和下滑动横杆之间。髓内钉7的外段上位于固定块之上的部位套设有支撑块，支撑块活动连接在固定块之上。
本发明提供的一种简易肘关节生物力学实验装置，可自由调节肘关节屈伸角度，且能同时为肘关节提供三个方向的应力，即内外翻应力、前臂5旋转应力和肘关节轴向应力，配合装载系统，可在任意角度模拟肘关节不同应力条件，基本满足了了肘关节生物力学实验中所需的变量，适于大范围推广应用。同时，本装置可外接电子输入及输出设备，扩展实验应用范围，提高精度。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种简易肘关节生物力学实验装置，包括支架，其特征在于：所述支架上设置有上臂装载台、前臂滑动横杆、两个第一加压滑轮、前臂髓内旋转应力机构以及两个第二加压滑轮，所述支架包括底座，所述底座前端的左右两侧设置有竖直向上的左竖杆、右竖杆，所述底座后端中部设置有竖直向上的后竖杆，所述后竖杆正前方设置有与其平行的中竖杆；所述前臂滑动横杆横向设置在所述左竖杆和右竖杆之间且能沿着所述左竖杆和右竖杆上下移动，前臂的远端安装有所述前臂髓内旋转应力机构，所述前臂髓内旋转应力机构包括髓内钉、瞄准器、固定钉和扭力测试仪，所述髓内钉的内段插入前臂的远端尺骨内，所述瞄准器和固定钉用于将所述髓内钉与前臂固定，所述髓内钉的外段伸出前臂的远端尺骨并连接所述扭力测试仪以提供前臂旋转应力载荷；前臂安装了所述前臂髓内旋转应力机构后，前臂远端伸出的髓内钉的外段水平设置在所述前臂滑动横杆上；所述左竖杆和右竖杆上分别设置有所述第一加压滑轮，所述第一加压滑轮上绕有第一棉线，所述第一棉线的一端连接到所述髓内钉的外段上、另一端垂挂第一砝码以提供前臂的内外翻加压载荷；所述上臂装载台包括固定杆、设置于所述固定杆左侧的内固定夹板和外固定夹板，所述固定杆沿着前后方向倾斜设置于所述后竖杆和中竖杆的左侧，所述固定杆能绕着其与所述中竖杆的相交点转动，上臂固定于上臂装载台的内固定夹板和外固定夹板之间且能调节肘关节屈伸角度，所述后竖杆上后端设置有安装所述两个第二加压滑轮的竖直安装杆，所述第二加压滑轮上绕有第二棉线，所述第二棉线的一端连接到前臂上、另一端垂挂第二砝码以提供肘关节的轴向加压载荷。
2.如权利要求1所述的一种简易肘关节生物力学实验装置，其特征在于：所述上臂装载台的内固定夹板和外固定夹板上均设有多个固定孔，通过螺钉穿过所述固定孔进而实现对内固定夹板和外固定夹板的固定。
3.如权利要求1或2所述的一种简易肘关节生物力学实验装置，其特征在于：所述前臂髓内旋转应力机构中，所述瞄准器包括水平段和竖直段两段且其整体呈L形，所述瞄准器的水平段与所述髓内钉平行、竖直段插入所述前臂的远端尺骨且与所述髓内钉垂直，所述瞄准器的水平段上设有多个竖向贯通的竖直孔，所述固定钉通过所述竖直孔插入并贯通所述髓内钉从而对所述髓内钉进行固定。
4.如权利要求3所述的一种简易肘关节生物力学实验装置，其特征在于：所述前臂滑动横杆包括上下平行设置的上滑动横杆和下滑动横杆，所述上滑动横杆上套有固定块，所述固定块的底端位于所述上滑动横杆和下滑动横杆之间。
5.如权利要求4所述的一种简易肘关节生物力学实验装置，其特征在于：所述前臂髓内旋转应力机构中，所述髓内钉的外段上位于所述固定块之上的部位套设有支撑块，所述支撑块活动连接在所述固定块之上。
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