CN106053045B - 一种髋关节角度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种髋关节角度测量装置，包括机台框架、采集微调模块、运动模块、运动控制模块；所述采集微调模块通过连接板与机台框架上的底板连接，所述运动控制模块通过固定侧轴承固定于机台框架的底板上，所述运动模块通过带座轴承与运动控制模块上的移动板连接。采集微调模块里设有力传感器和三维滑台，用于在线测定加载力及微调加载力；运动控制模块上的手柄能够调节滑动丝杠，从而调节加载力的大小。本发明的测量装置能够针对生物医用髋关节的角度性能进行测试和评定，可测试在不同载荷情况下骨科植入器械的生物运动特性；制造及维护成本低、操作方便、易于推广应用。

Description

一种髋关节角度测量装置
技术领域
本发明涉及一种骨科植入物的测试平台，特别是一种髋关节角度测量装置。
背景技术
目前市场上的髋关节角度测量装置参差不齐，种类繁多，没有相应标准，缺乏相应设计依据，但是产品的可靠性低以及使用寿命不长。髋关节的运动角度范围不确定，使用寿命难以预定。
目前，测量髋关节角度主要借助通用型商业实验机。由于此类装置为通用型或万能型设备，所覆盖力学测试类型众多，因此在通用型测试装置上运行该类试验的成本高且维护复杂，不利于许多髋关节的研发与可靠性测试。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种髋关节角度测量装置。该装置能够通过旋转手柄，进而改变在测试过程中的压力，并通过压力传感器显示出来；其测量的角度可以通过扭矩传感器显示出来。它具有操作便捷干扰因素少的特点，同时载荷方便调节。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种髋关节角度测量装置，包括机台框架、采集微调模块、运动模块、运动控制模块；所述采集微调模块通过连接板与机台框架上的底板连接，所述运动控制模块通过固定侧轴承固定于机台框架的底板上，所述运动模块通过带座轴承与运动控制模块上的移动板连接。
所述的机台框架的结构包括固定脚座、底板、光轴固定座、光轴、顶板，所述固定脚座通过固定螺栓固定于底板的底面上，所述光轴通过光轴固定座固定在底板上，顶板通过外六角螺钉固定于光轴的顶端。
所述的运动模块包括伺服电机，电机固定座，传感器连接法兰，扭矩传感器，短轴X，带座轴承，壳体X，壳体Y，髋臼，短轴Y，带法兰轴，固定销；所述伺服电机与电机固定座通过螺栓相连，所述电机固定座以及带座轴承通过螺钉与运动控制模块上的移动板连接，所述传感器连接法兰的一端通过键与伺服电机的输出轴连接，另一端与扭矩传感器相连，所述扭矩传感器随着伺服电机的旋转而旋转；所述扭矩传感器与短轴X通过销连接，短轴X与壳体X通过固定螺钉相连，壳体X与壳体Y通过带法兰轴相连，带法兰轴的一端通过轴承与壳体X相连，另一端通过内六角螺钉与壳体Y固定，壳体Y能够绕带法兰轴转动，当转动一个角度后，通过固定销固定在此角度，所述髋臼通过螺纹与壳体Y相连。
所述的采集微调模块包括连接板、xyz三维滑台、滑台连接板、传感器连接法兰、压力传感器、夹具连接法兰、夹具底座、夹具固定板、夹具调节盘、髋关节柄固定座、髋关节柄、夹具固定筒，所述连接板通过螺钉固定在底板上，所述xyz三维滑台的底部通过螺钉与连接板相连，xyz三维滑台的上端与滑台连接板相连，滑台连接板通过螺钉与传感器连接法兰相连，传感器连接法兰通过螺钉与压力传感器相连，夹具连接法兰通过螺纹与压力传感器相连，夹具连接法兰与夹具底座通过螺钉相连，夹具固定板连接于夹具底座之上，夹具调节盘与夹具固定板通过销过盈配合，调节工件的测量角度；夹具固定筒固定在夹具调节盘之上，髋关节固定座固定在夹具固定筒上，髋关节柄颈部通过螺纹固定在髋关节固定座上。
所述的运动控制模块包括滑动丝杠、支撑侧轴承、手柄、移动板、固定侧轴承，所述手柄通过键与滑动丝杠相连，支撑侧轴承通过螺钉与顶板相连，移动板与滑动丝杠上的移动轴承相连，随着移动轴承的上下移动而移动，固定侧轴承通过螺钉与底板相连。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
本发明的测量装置能够针对生物医用髋关节的角度性能进行测试和评定，可测试在不同载荷情况下骨科植入器械的生物运动特性；制造及维护成本低、操作方便、易于推广应用。
附图说明
图1为本发明髋关节角度测量装置结构装配图。
图2为本发明的机台框架模块结构图。
图3为本发明的运动模块结构图。
图4为本发明的采集微调模块的结构图。
图5为本发明的运动控制模块的结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进一步的说明。
如图1所示，一种髋关节角度测量装置，包括机台框架1、采集微调模块3、运动模块4、运动控制模块6；所述采集微调模块3通过连接板2与机台框架1上的底板102连接，所述运动控制模块6通过固定侧轴承8固定于机台框架1的底板102上，所述运动模块4通过带座轴承5与运动控制模块6上的移动板404连接。
如图2所示，所述的机台框架1的结构包括固定脚座101、底板102、光轴固定座103、光轴104、顶板105，所述固定脚座101通过固定螺栓固定于底板102的底面上，所述光轴104通过光轴固定座103固定在底板102上，顶板105通过外六角螺钉7固定于光轴104的顶端。
如图3所示，所述的运动模块4包括伺服电机201，电机固定座202，传感器连接法兰203，扭矩传感器204，短轴X205，带座轴承5，壳体X206，壳体Y207，髋臼208，短轴Y209，带法兰轴210，内六角螺钉211,固定销212；所述伺服电机201与电机固定座202通过螺栓相连，所述电机固定座202以及带座轴承5通过螺钉与运动控制模块6上的移动板404连接，所述传感器连接法兰203的一端通过键与伺服电机201的输出轴连接，另一端与扭矩传感器204相连，所述扭矩传感器204随着伺服电机201的旋转而旋转；所述扭矩传感器204与短轴X205通过销连接，短轴X205与壳体X206通过固定螺钉相连，壳体X206与壳体Y207通过带法兰轴210相连，带法兰轴210的一端通过轴承与壳体X206相连，另一端通过内六角螺钉211与壳体Y207固定，壳体Y207能够绕带法兰轴210转动，当转动一个角度后，通过固定销212固定在此角度，所述髋臼208通过螺纹与壳体Y207相连。
如图4所示，所述的采集微调模块3包括连接板2、xyz三维滑台301、滑台连接板302、传感器连接法兰303、压力传感器304、夹具连接法兰305、夹具底座306、夹具固定板307、夹具调节盘308、髋关节柄固定座309、髋关节柄310、夹具固定筒311，所述连接板3通过螺钉固定在底板102上，所述xyz三维滑台301的底部通过螺钉与连接板3相连，xyz三维滑台301的上端与滑台连接板302相连，滑台连接板302通过螺钉与传感器连接法兰303相连，传感器连接法兰303通过螺钉与压力传感器304相连，夹具连接法兰305通过螺纹与压力传感器304相连，夹具连接法兰305与夹具底座306通过螺钉相连，夹具固定板307连接于夹具底座306之上，夹具调节盘308与夹具固定板307通过销过盈配合，调节工件的测量角度；夹具固定筒311固定在夹具调节盘308之上，髋关节固定座309固定在夹具固定筒311上，髋关节柄310颈部通过螺纹固定在髋关节固定座上309。
如图5所示，所述的运动控制模块6包括滑动丝杠401、支撑侧轴承402、手柄403、移动板404、固定侧轴承8，所述手柄403通过键与滑动丝杠401相连，支撑侧轴承402通过螺钉与顶板105相连，移动板404与滑动丝杠401上的移动轴承相连，随着移动轴承的上下移动而移动，固定侧轴承8通过螺钉与底板102相连。
本发明装置可测试在不同载荷情况下髋关节角度，通过旋转手柄403带动滑动丝杠401转动，实现加载力大小的调节，以实现测量不同载荷情况下髋关节角度的目的。

Claims (3)

1.一种髋关节角度测量装置，包括机台框架（1）、采集微调模块（3）、运动模块（4）、运动控制模块（6）；其特征在于，所述采集微调模块（3）通过连接板（2）与机台框架（1）上的底板（102）连接，所述运动控制模块（6）通过固定侧轴承（8）固定于机台框架（1）的底板（102）上，所述运动模块（4）通过带座轴承（5）与运动控制模块（6）上的移动板（404）连接；
所述的运动模块（4）包括伺服电机（201），电机固定座（202），第一传感器连接法兰（203），扭矩传感器（204），短轴X（205），带座轴承（5），壳体X（206），壳体Y（207），髋臼（208），短轴Y（209），带法兰轴（210），内六角螺钉（211），固定销（212）；所述伺服电机（201）与电机固定座（202）通过螺栓相连，所述电机固定座（202）以及带座轴承（5）通过螺钉与运动控制模块（6）上的移动板（404）连接，所述第一传感器连接法兰（203）的一端通过键与伺服电机（201）的输出轴连接，另一端与扭矩传感器（204）相连，所述扭矩传感器（204）随着伺服电机（201）的旋转而旋转；所述扭矩传感器（204）与短轴X（205）通过销连接，短轴X（205）与壳体X（206）通过固定螺钉相连，壳体X（206）与壳体Y（207）通过带法兰轴（210）相连，带法兰轴（210）的一端通过轴承与壳体X（206）相连，另一端通过内六角螺钉（211）与壳体Y（207）固定，壳体Y（207）能够绕带法兰轴（210）转动，当转动一个角度后，通过固定销（212）固定在此角度，所述髋臼（208）通过螺纹与壳体Y（207）相连；
所述的运动控制模块（6）包括滑动丝杠（401）、支撑侧轴承（402）、手柄（403）、移动板（404）、固定侧轴承（8），所述手柄（403）通过键与滑动丝杠（401）相连，支撑侧轴承（402）通过螺钉与顶板（105）相连，移动板（404）与滑动丝杠（401）上的移动轴承相连，随着移动轴承的上下移动而移动，固定侧轴承（8）通过螺钉与底板（102）相连。
2.根据权利要求1所述的一种髋关节角度测量装置，其特征在于，所述的机台框架（1）的结构包括固定脚座（101）、底板（102）、光轴固定座（103）、光轴（104）、顶板（105），所述固定脚座（101）通过固定螺栓固定于底板（102）的底面上，所述光轴（104）通过光轴固定座（103）固定在底板（102）上，顶板（105）通过外六角螺钉（7）固定于光轴（104）的顶端。
3.根据权利要求1所述的一种髋关节角度测量装置，其特征在于，所述的采集微调模块（3）包括连接板（2）、xyz三维滑台（301）、滑台连接板（302）、第二传感器连接法兰（303）、压力传感器（304）、夹具连接法兰（305）、夹具底座（306）、夹具固定板（307）、夹具调节盘（308）、髋关节固定座（309）、髋关节柄（310）、夹具固定筒（311），所述连接板（2）通过螺钉固定在底板（102）上，所述xyz三维滑台（301）的底部通过螺钉与连接板（2）相连，xyz三维滑台（301）的上端与滑台连接板（302）相连，滑台连接板（302）通过螺钉与第二传感器连接法兰（303）相连，第二传感器连接法兰（303）通过螺钉与压力传感器（304）相连，夹具连接法兰（305）通过螺纹与压力传感器（304）相连，夹具连接法兰（305）与夹具底座（306）通过螺钉相连，夹具固定板（307）连接于夹具底座（306）之上，夹具调节盘（308）与夹具固定板（307）通过销过盈配合，调节工件的测量角度；夹具固定筒（311）固定在夹具调节盘（308）之上，髋关节固定座（309）固定在夹具固定筒（311）上，髋关节柄（310）颈部通过螺纹固定在髋关节固定座（309）上。
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