CN108593475A - 人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台 - Google Patents

Abstract

人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，涉及人造器官性能测试领域，包括圆形台架，圆形台架的底部内设有计量泵和集液罐，圆形台架的顶部固定安装有圆形的模拟体液皿，集液罐的出液口经管路与计量泵的一端连通，计量泵的另一端与模拟体液皿连通；模拟体液皿内的底部中心固定安装有安装板，安装板固定在模拟体液皿内的底部端面，人造膝关节半月板固定在安装板上；圆形台架的顶部设有屈曲模拟机构，屈曲模拟机构驱动连接有半月板磨损对偶件夹具，半月板磨损对偶件夹具夹持有半月板磨损对偶件，半月板磨损对偶件的底端与人造膝关节半月板相接触；屈曲模拟机构通过控制系统控制模拟轨迹。

Description

人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台

技术领域

本发明涉及人造器官性能测试领域，特别涉及一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台。

背景技术

人造膝关节半月板植入人体后，随着使用时间的增加，在交变力作用下会发生磨损，骨水泥会产生碎屑。磨损产生的微小磨屑和人造膝关节半月板氧化脆性剥离层在骨腔滑膜液带动下，会在人造膝关节半月板与摩擦对偶骨之间产生流动磨损，进一步增加磨屑。人造膝关节半月板接触区与健康组织之间会因磨屑污染给患者带来二次伤害，导致人造膝关节半月板的使用寿命降低。

为评估人造膝关节半月板的使用寿命，对人造膝关节半月板材料的耐磨性能进行体外检测是非常必要的。

人腿的膝关节具有多自由度运动姿态，且可实现较大角度的屈曲弯折。现有用于检测人造膝关节半月板耐磨性能的实验台多由材料磨损实验机改造而成。这种实验台仅能对人造膝关节半月板进行单自由度运动轨迹下的磨损实验，不能模拟人体膝关节不同体征的实际运动状态，对人造膝关节半月板进行多自由度、大屈曲角度弯折下的冲蚀磨损实验，实验结果不够准确可靠。

现有技术中，《关节软骨模拟运动摩擦磨损行为研究》，摩擦学学报,2011,31(01):30-35，和《人工膝关节模拟试验机及其生物摩擦学性能评价研究进展》，摩擦学学报,2009,29(05):481-488，给出了一款关节软骨模拟运动摩擦磨损试验机，该试验机可以模拟人体膝关节运动的内外旋、屈曲-伸直、前后移位运动,以及1个纵向挤压加载运动和内外翻运动。该试验机运动方式采用凸轮机构和连杆机构实现，纵向挤压加载采用伺服电动缸对胫骨假体施加。该类型试验机结构较为复杂，通过凸轮、同步带轮系及连杆机构将加大其控制难度，膝关节在不同模拟运动形式下的运动参数发生变化时，往往需要通过调整凸轮结构形状尺寸、带轮传动比、连杆机构长短等来实现关节位移曲线的控制，可操作性较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明涉及一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，为解决对人造膝关节半月板冲蚀磨损实验不能模拟人体膝关节不同体征的实际运动状态、自由度少、屈曲角度小，导致实验结果不够准确可靠的问题。

本发明设计提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，包括圆形台架，圆形台架的底部为镂空圆筒形壳体，圆形台架的底部内设有计量泵和集液罐，集液罐固定在地面上，计量泵固定连接在集液罐的顶部；

圆形台架的顶部固定安装有圆形的模拟体液皿，模拟体液皿的侧壁上设有沿圆周方向均布的5个安装孔，5个安装孔分别为第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔，第四安装孔上安装有加热管件，集液罐设有出液口和入液口，集液罐的入液口通过管路与模拟体液皿上的第一安装孔连通，集液罐的出液口经管路与计量泵的一端连通，计量泵的另一端与模拟体液皿上的第二安装孔连通；

模拟体液皿内的底部中心固定安装有安装板，安装板固定在模拟体液皿内的底部端面，人造膝关节半月板固定在安装板上；

圆形台架的顶部设有屈曲模拟机构，屈曲模拟机构驱动连接有半月板磨损对偶件夹具，半月板磨损对偶件夹具夹持有半月板磨损对偶件，半月板磨损对偶件的底端与人造膝关节半月板相接触；

屈曲模拟机构通过控制系统控制模拟轨迹，控制系统包括控制器、液位传感器、温度传感器和三向力传感器，控制器位于实验台外部，三向力传感器位于模拟体液皿底部与圆形台架顶部之间，且三向力传感器与模拟体液皿底部固定连接；

温度传感器位于第三安装孔处，液位传感器位于第五安装孔处，液位传感器，温度传感器和三向力传感器的信号均能够反馈给控制器，且控制器与计量泵电连接；加热管件与温度传感器能够对模拟体液皿内的模拟体液进行加热与控制，液位传感器能够监测模拟体液皿中的模拟体液的液位高度，三向力传感器能够监测屈曲模拟机构的加载作用力。

所述屈曲模拟机构包括三个立柱，三个立柱与所述圆形台架的顶部固定连接，且三个立柱沿所述圆形台架的周向均布，三个立柱的顶部固定连接有三角形梁，三个立柱内设有壳体，壳体包括纵截面为倒T形的上壳体和纵截面为T形的下壳体，上壳体和下壳体水平的端面紧密贴合；

上壳体水平部分的顶面与三角形梁之间设有6个铰链，三角形梁的每条边的两端均设有电动缸，每个电动缸对应一个铰链，每个电动缸的伸缩端均与其对应的铰链的一端铰接，每个铰链的另一端均与上壳体水平部分的顶面铰接，三角形梁每条边上的电动缸对应的铰链的另一端相互靠近，铰链的另一端相互靠近的点为铰链另一端的安装点，安装点沿上壳体水平部分的周向均布；

上壳体内设有电动机，下壳体内设有齿轮传动机构，电动机的驱动轴与齿轮传动机构的输入端驱动连接，齿轮传动机构的输出端与所述半月板磨损对偶件夹具驱动连接。

所述齿轮传动机构包括联轴器、小锥齿轮轴、法兰盘、第一直齿轮轴、第二直齿轮轴和第三直齿轮轴；

法兰盘与所述下壳体水平部分的内端面固定连接，小锥齿轮轴与法兰盘通过轴承转动连接，小锥齿轮轴即所述齿轮传动机构的输入端，联轴器的一端与小锥齿轮轴的一端固定连接，联轴器的另一端与所述电动机的驱动轴固定连接；

小锥齿轮轴的另一端设有锥齿轮，第一直齿轮轴上固定套装有大锥齿轮和小直齿轮，锥齿轮与大锥齿轮啮合连接；

第二直齿轮轴上固定套装有第一直齿轮和第二直齿轮，小直齿轮和第一直齿轮啮合连接；

第三直齿轮轴上固定套装有第三直齿轮，第二直齿轮和第三直齿轮啮合连接；

第一直齿轮轴、第二直齿轮轴和第三直齿轮轴均与所述下壳体竖直部分的侧壁通过轴承转动连接；

第三直齿轮轴即所述齿轮传动机构的输出端，第三直齿轮轴通过键与所述半月板磨损对偶件夹具固定连接。

所述圆形台架的顶部设有凹槽，凹槽内设有缓冲弹簧，所述三向力传感器位于缓冲弹簧的顶部。

所述三角形梁的每条边与所述电动缸之间和所述每个铰链的另一端与所述上壳体水平部分的顶面之间均通过万向轮转动连接。

所述每个电动缸和所述电动机均与所述控制器电连接。

一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的使用方法包括：

步骤一、配制模拟体液

配置不同浓度的生理盐水或牛血清构成的模拟体液，并按实验所需在模拟体液中添加一定量的人造膝关节半月板磨屑与骨水泥颗粒；

步骤二、准备实验台

将配置好的模拟体液倒入所述模拟体液皿中，直至模拟体液没过所述第一安装孔，且模拟体液的液面高度高出人造膝关节半月板10mm-15mm；

步骤三、进行磨损实验过程

检查各管线后启动电源，通过所述控制系统使所述半月板磨损对偶件与人造膝关节半月板发生接触，而后根据所述三向力传感器和所述温度传感器反馈的数据，通过所述控制器调整所述半月板磨损对偶件对人造膝关节半月板的加载力和所述加热管件的加热温度，通过控制所述屈曲模拟机构运行，实现所述半月板磨损对偶件在人造膝关节半月板接触面上的多自由度轨迹运动，对人造膝关节半月板进行冲蚀磨损实验，同时记录实验开始时间；

在实验过程中，所述液位传感器能够实时监测所述模拟体液皿中模拟体液的液位高度并反馈给所述控制器，所述控制器控制所述计量泵，完成模拟体液的补充，实现模拟体液在所述模拟体液皿、集液罐、所述计量泵和管路之间的循环流动；

步骤四、结束实验过程

实验结束后，关停所述屈曲模拟机构，关闭电源，取下冲蚀磨损后的人造膝关节半月板，测试人造膝关节半月板材料的磨损特性。

所述模拟体液中添加的颗粒粒径为0.5mm-1mm。

所述模拟体液的温度范围为室温24℃-55℃。

本发明设计提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，通过三向力传感器可完成对人造膝关节半月板力学加载与负载特性的测试；通过加热管件与温度传感器，可实现实验过程中模拟体液环境温度的实时监测与控制；通过液位传感器、计量泵和集液罐可实现模拟体液的循环加载与回收；利用实验台的屈曲模拟机构可以模拟人体膝关节实际运动状态，易于实现关节轴向伸直加载、屈曲加载、内外翻及扭转、高频摆动、前后移位等人性化运动形式，其最大屈曲角度可达140°，从而可对人造膝关节半月板在多自由度、大屈曲角度弯折和不同负载下进行冲蚀磨损实验，使实验结果更加准确、可靠；本发明涉及的实验台具有较好的刚度，更小的惯量，更高的速度、加速度和精度，负载能力好，其机械结构具有良好的动力学性能及工作空间指标。

附图说明

图1是本发明提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的结构示意图；

图2是本发明提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的侧视示意图；

图3是本发明提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的剖视示意图；

图4是本发明提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台中圆形台架结构示意图；

图5是本发明提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台中壳体结构示意图；

其中，

1圆形台架，2计量泵，3集液罐，4模拟体液皿，5安装孔，6安装板，7三向力传感器，8立柱，9三角形梁，10壳体，11上壳体，12下壳体，13铰链，14电动缸，15电动机，16半月板磨损对偶件夹具，17半月板磨损对偶件，18联轴器，19小锥齿轮轴，20法兰盘，21第一直齿轮轴，22第二直齿轮轴，23第三直齿轮轴，24锥齿轮，25大锥齿轮，26小直齿轮，27第一直齿轮，28第二直齿轮，29第三直齿轮，30凹槽，31缓冲弹簧，32穿线孔。

具体实施方式

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图5所示，本发明提供了人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，包括圆形台架1，圆形台架1的底部为镂空圆筒形壳体，圆形台架1的底部内设有计量泵2和集液罐3，集液罐3通过地脚螺栓固定在地面上，计量泵2固定连接在集液罐3的顶部；

圆形台架1的顶部固定安装有圆形的模拟体液皿4，模拟体液皿4为塑料材质，模拟体液皿4的侧壁上设有沿圆周方向均布的5个安装孔5，5个安装孔5分别为第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔，第一安装孔为模拟体液溢流孔，第二安装孔为模拟体液输入孔，第四安装孔上安装有加热管件，集液罐3设有出液口和入液口，集液罐3的入液口通过管路与模拟体液皿4上的第一安装孔连通，集液罐3的出液口经管路与计量泵2的一端连通，计量泵2的另一端与模拟体液皿4上的第二安装孔连通；

模拟体液皿4内的底部中心固定安装有安装板6，安装板6为金属材质，安装板6固定在模拟体液皿4内的底部端面，人造膝关节半月板通过螺栓固定在安装板6上。

圆形台架1的顶部设有多个穿线孔32，便于线束整理。

圆形台架1的顶部设有屈曲模拟机构，屈曲模拟机构驱动连接有半月板磨损对偶件夹具16，半月板磨损对偶件夹具16夹持有半月板磨损对偶件17，半月板磨损对偶件17材质为陶瓷材料或合金材料如氧化锆、钴铬合金、钛合金，半月板磨损对偶件17的底端与人造膝关节半月板相接触。

屈曲模拟机构包括三个立柱8，三个立柱8与圆形台架1的顶部固定连接，且三个立柱8沿圆形台架1的周向均布，三个立柱8的顶部固定连接有三角形梁9，三个立柱8内设有壳体10，壳体10包括纵截面为倒T形的上壳体11和纵截面为T形的下壳体12，上壳体11和下壳体12水平的端面紧密贴合；

上壳体11水平部分的顶面与三角形梁9之间设有6个铰链13，三角形梁9的每条边的两端均设有电动缸14，三角形梁9的每条边与电动缸14之间通过万向轮转动连接；

每个电动缸14对应一个铰链13，每个电动缸14的伸缩端均与其对应的铰链13的一端铰接，每个铰链13的另一端均与上壳体11水平部分的顶面通过万向轮转动铰接，三角形梁9每条边上的电动缸14对应的铰链13的另一端相互靠近，铰链13的另一端相互靠近的点为铰链13另一端的安装点，安装点沿上壳体11水平部分的周向均布；

上壳体11内设有电动机15，下壳体12内设有齿轮传动机构，电动机15的驱动轴与齿轮传动机构的输入端驱动连接，齿轮传动机构的输出端驱动连接有半月板磨损对偶件夹具16。

齿轮传动机构包括联轴器18、小锥齿轮轴19、法兰盘20、第一直齿轮轴21、第二直齿轮轴22和第三直齿轮轴23；

法兰盘20与下壳体12水平部分的内端面固定连接，小锥齿轮轴19与法兰盘20通过轴承转动连接，小锥齿轮轴19即齿轮传动机构的输入端，联轴器18的一端与小锥齿轮轴19的一端固定连接，联轴器18的另一端与电动机15的驱动轴固定连接；

小锥齿轮轴19的另一端设有锥齿轮24，第一直齿轮轴21上固定套装有大锥齿轮25和小直齿轮26，锥齿轮24与大锥齿轮25啮合连接；

第二直齿轮轴22上固定套装有第一直齿轮27和第二直齿轮28，小直齿轮26和第一直齿轮27啮合连接；

第三直齿轮轴23上固定套装有第三直齿轮29，第二直齿轮28和第三直齿轮29啮合连接；

第一直齿轮轴21、第二直齿轮轴22和第三直齿轮轴23均与下壳体12竖直部分的侧壁通过轴承转动连接，轴承均套装在第一直齿轮轴21、第二直齿轮轴22和第三直齿轮轴23的两端上，轴承的轴承端盖通过螺栓固定在下壳体12竖直部分的侧壁上，轴承和轴承端盖转动连接；

第三直齿轮轴23即齿轮传动机构的输出端，第三直齿轮轴23通过键与半月板磨损对偶件夹具16固定连接。

屈曲模拟机构通过控制系统控制模拟轨迹，控制系统包括控制器、液位传感器、温度传感器和三向力传感器7，控制器位于实验台外部，每个电动缸14和电动机15均与控制器电连接；三向力传感器7位于模拟体液皿4底部与圆形台架1顶部之间，且三向力传感器7与模拟体液皿4底部固定连接；

圆形台架1的顶部设有凹槽30，凹槽30内设有缓冲弹簧31，三向力传感器7位于缓冲弹簧31的顶部，缓冲弹簧31便于三向力传感器7的安装和取出。

温度传感器位于第三安装孔处，液位传感器位于第五安装孔处，液位传感器，温度传感器和三向力传感器7的信号均能够反馈给控制器，且控制器与计量泵2电连接；加热管件与温度传感器能够对模拟体液皿4内的模拟体液进行加热与控制，液位传感器能够监测模拟体液皿4中的模拟体液的液位高度，三向力传感器7能够监测屈曲模拟机构的加载作用力。

一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的使用方法包括：

步骤一、配制模拟体液

配置不同浓度的生理盐水或牛血清构成的模拟体液，并按实验所需在模拟体液中添加一定量的人造膝关节半月板磨屑与骨水泥颗粒，模拟体液中添加的颗粒粒径为0.5mm-1mm；

步骤二、准备实验台

将配置好的模拟体液倒入模拟体液皿4中，直至模拟体液没过第一安装孔，即模拟体液溢流孔，且模拟体液的液面高度高出人造膝关节半月板10mm-15mm；

步骤三、进行磨损实验过程

检查各管线后启动电源，通过控制系统使所述半月板磨损对偶件17与人造膝关节半月板发生接触，而后根据三向力传感器7和温度传感器反馈的数据，通过控制器调整半月板磨损对偶件17对人造膝关节半月板的加载力和加热管件的加热温度，模拟体液的温度范围为室温24℃-55℃，通过控制屈曲模拟机构的运行，即控制电动缸14和电动机15的运行，实现半月板磨损对偶件17在人造膝关节半月板接触面上的多自由度轨迹运动，对人造膝关节半月板进行冲蚀磨损实验，同时记录实验开始时间；

在实验过程中，液位传感器能够实时监测所述模拟体液皿4中模拟体液的液位高度并反馈给控制器，控制器控制计量泵2，完成模拟体液的补充，实现模拟体液在模拟体液皿4、集液罐3、所述计量泵2和管路之间的循环流动；

步骤四、结束实验过程

实验结束后，关停屈曲模拟机构，即关停电动机15，控制电动缸14返回初始位置，关闭电源，取下冲蚀磨损后的人造膝关节半月板，测试人造膝关节半月板材料的磨损特性。

本发明设计提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，通过三向力传感器可完成对人造膝关节半月板力学加载与负载特性的测试；通过加热管件与温度传感器，可实现实验过程中模拟体液环境温度的实时监测与控制；通过液位传感器、计量泵和集液罐可实现模拟体液的循环加载与回收；利用实验台的屈曲模拟机构可以模拟人体膝关节实际运动状态，易于实现关节轴向伸直加载、屈曲加载、内外翻及扭转、高频摆动、前后移位等人性化运动形式，其最大屈曲角度可达140°，从而可对人造膝关节半月板在多自由度、大屈曲角度弯折和不同负载下进行冲蚀磨损实验，使实验结果更加准确、可靠；本发明涉及的实验台具有较好的刚度，更小的惯量，更高的速度、加速度和精度，负载能力好，其机械结构具有良好的动力学性能及工作空间指标。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，其特征在于，所述实验台包括圆形台架(1)，圆形台架(1)的底部为镂空圆筒形壳体，圆形台架(1)的底部内设有计量泵(2)和集液罐(3)，集液罐(3)固定在地面上，计量泵(2)固定连接在集液罐(3)的顶部；

圆形台架(1)的顶部固定安装有圆形的模拟体液皿(4)，模拟体液皿(4)的侧壁上设有沿圆周方向均布的5个安装孔(5)，5个安装孔(5)分别为第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔，第四安装孔上安装有加热管件，集液罐(3)设有出液口和入液口，集液罐(3)的入液口通过管路与模拟体液皿(4)上的第一安装孔连通，集液罐(3)的出液口经管路与计量泵(2)的一端连通，计量泵(2)的另一端与模拟体液皿(4)上的第二安装孔连通；

模拟体液皿(4)内的底部中心固定安装有安装板(6)，安装板(6)固定在模拟体液皿(4)内的底部端面，人造膝关节半月板固定在安装板(6)上；

圆形台架(1)的顶部设有屈曲模拟机构，屈曲模拟机构驱动连接有半月板磨损对偶件夹具(16)，半月板磨损对偶件夹具(16)夹持有半月板磨损对偶件(17)，半月板磨损对偶件(17)的底端与人造膝关节半月板相接触；

屈曲模拟机构通过控制系统控制模拟轨迹，控制系统包括控制器、液位传感器、温度传感器和三向力传感器(7)，控制器位于实验台外部，三向力传感器(7)位于模拟体液皿(4)底部与圆形台架(1)顶部之间，且三向力传感器(7)与模拟体液皿(4)底部固定连接；

温度传感器位于第三安装孔处，液位传感器位于第五安装孔处，液位传感器，温度传感器、和三向力传感器(7)的信号均能够反馈给控制器，且控制器与计量泵(2)电连接；加热管件与温度传感器能够对模拟体液皿(4)内的模拟体液进行加热与控制，液位传感器能够监测模拟体液皿(4)中的模拟体液的液位高度，三向力传感器(7)能够监测屈曲模拟机构的加载作用力。

2.根据权利要求1所述的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，其特征在于，所述屈曲模拟机构包括三个立柱(8)，三个立柱(8)与所述圆形台架(1)的顶部固定连接，且三个立柱(8)沿所述圆形台架(1)的周向均布，三个立柱(8)的顶部固定连接有三角形梁(9)，三个立柱(8)内设有壳体(10)，壳体(10)包括纵截面为倒T形的上壳体(11)和纵截面为T形的下壳体(12)，上壳体(11)和下壳体(12)水平的端面紧密贴合；

上壳体(11)水平部分的顶面与三角形梁(9)之间设有6个铰链(13)，三角形梁(9)的每条边的两端均设有电动缸(14)，每个电动缸(14)对应一个铰链(13)，每个电动缸(14)的伸缩端均与其对应的铰链(13)的一端铰接，每个铰链(13)的另一端均与上壳体(11)水平部分的顶面铰接，三角形梁(9)每条边上的电动缸(14)对应的铰链(13)的另一端相互靠近，铰链(13)的另一端相互靠近的点为铰链(13)另一端的安装点，安装点沿上壳体(11)水平部分的周向均布；

上壳体(11)内设有电动机(15)，下壳体(12)内设有齿轮传动机构，电动机(15)的驱动轴与齿轮传动机构的输入端驱动连接，齿轮传动机构的输出端与所述半月板磨损对偶件夹具(16)驱动连接。

3.根据权利要求2所述的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，其特征在于，所述齿轮传动机构包括联轴器(18)、小锥齿轮轴(19)、法兰盘(20)、第一直齿轮轴(21)、第二直齿轮轴(22)和第三直齿轮轴(23)；

法兰盘(20)与所述下壳体(12)水平部分的内端面固定连接，小锥齿轮轴(19)与法兰盘(20)通过轴承转动连接，小锥齿轮轴(19)即所述齿轮传动机构的输入端，联轴器(18)的一端与小锥齿轮轴(19)的一端固定连接，联轴器(18)的另一端与所述电动机(15)的驱动轴固定连接；

小锥齿轮轴(19)的另一端设有锥齿轮(24)，第一直齿轮轴(21)上固定套装有大锥齿轮(25)和小直齿轮(26)，锥齿轮(24)与大锥齿轮(25)啮合连接；

第二直齿轮轴(22)上固定套装有第一直齿轮(27)和第二直齿轮(28)，小直齿轮(26)和第一直齿轮(27)啮合连接；

第三直齿轮轴(23)上固定套装有第三直齿轮(29)，第二直齿轮(28)和第三直齿轮(29)啮合连接；

第一直齿轮轴(21)、第二直齿轮轴(22)和第三直齿轮轴(23)均与所述下壳体(12)竖直部分的侧壁通过轴承转动连接；

第三直齿轮轴(23)即所述齿轮传动机构的输出端，第三直齿轮轴(23)通过键与所述半月板磨损对偶件夹具(16)固定连接。

4.根据权利要求1所述的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，其特征在于，所述圆形台架(1)的顶部设有凹槽(30)，凹槽(30)内设有缓冲弹簧(31)，所述三向力传感器(7)位于缓冲弹簧(31)的顶部。

5.根据权利要求2所述的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，其特征在于，所述三角形梁(9)的每条边与所述电动缸(14)之间和所述每个铰链(13)的另一端与所述上壳体(11)水平部分的顶面之间均通过万向轮转动连接。

6.根据权利要求2所述的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，其特征在于，所述每个电动缸(14)和所述电动机(15)均与所述控制器电连接。

7.采用权利要求1所述的一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、配制模拟体液

配置不同浓度的生理盐水或牛血清构成的模拟体液，并按实验所需在模拟体液中添加一定量的人造膝关节半月板磨屑与骨水泥颗粒；

步骤二、准备实验台

将配置好的模拟体液倒入所述模拟体液皿(4)中，直至模拟体液没过所述第一安装孔，且模拟体液的液面高度高出人造膝关节半月板10mm-15mm；

步骤三、进行磨损实验过程

检查各管线后启动电源，通过所述控制系统使所述半月板磨损对偶件(17)与人造膝关节半月板发生接触，而后根据所述三向力传感器(7)和所述温度传感器反馈的数据，通过所述控制器调整所述半月板磨损对偶件(17)对人造膝关节半月板的加载力和所述加热管件的加热温度，通过控制所述屈曲模拟机构的运行，实现所述半月板磨损对偶件(17)在人造膝关节半月板接触面上的多自由度轨迹运动，对人造膝关节半月板进行冲蚀磨损实验，同时记录实验开始时间；

在实验过程中，所述液位传感器能够实时监测所述模拟体液皿(4)中模拟体液的液位高度并反馈给所述控制器，所述控制器控制所述计量泵(2)，完成模拟体液的补充，实现模拟体液在所述模拟体液皿(4)、集液罐(3)、所述计量泵(2)和管路之间的循环流动；

步骤四、结束实验过程

实验结束后，关停所述屈曲模拟机构，关闭电源，取下冲蚀磨损后的人造膝关节半月板，测试人造膝关节半月板材料的磨损特性。

8.根据权利要求7所述的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的使用方法，其特征在于，所述模拟体液中添加的颗粒粒径为0.5mm-1mm。

9.根据权利要求7所述的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台的使用方法，其特征在于，所述模拟体液的温度范围为室温24℃-55℃。