CN109163895A - 疲劳测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种疲劳测试装置，包括：基座；驱动电机，所述驱动电机设置于所述基座；波纹管，所述波纹管与所述驱动电机连接，且所述波纹管位于所述驱动电机的上方；水槽，所述水槽位于所述波纹管的上方；及测试区，所述测试区用于装载待测样品，所述测试区位于所述水槽上方，且所述波纹管、所述水槽及所述测试区内的测试液体相互连通。上述疲劳测试装置，由于驱动电机位于底部，这样可以有效的降低疲劳测试装置的重心，由于电机是竖直向上传导驱动力，不产生其他方向的动量，所以不易晃动，有利于提高测试的稳定性，而且还可以消除回波，减少驻波的产生，减小能量的耗损，此外，还可以顺应热力学传递方向，有利于测试区内温度的控制。

Description

疲劳测试装置

技术领域

本发明涉及医疗器械测试领域，特别是涉及一种用于医疗器械产品的疲劳测试装置。

背景技术

随着微创介入治疗的广泛应用与发展，介入医疗器械是公认的治疗心脑血管等疾病的有效手段之一。植入医疗器械性能的好坏直接影响患者的健康甚至生命。介入医疗器械的疲劳性能是此类产品的关键性能指标之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种疲劳测试装置。

一种疲劳测试装置，包括：

基座；

驱动电机，所述驱动电机设置于所述基座；

波纹管，所述波纹管与所述驱动电机连接，且所述波纹管位于所述驱动电机的上方；

水槽，所述水槽位于所述波纹管的上方；及

测试区，所述测试区用于装载待测样品，所述测试区位于所述水槽上方，且所述波纹管、所述水槽及所述测试区内的测试液体相互连通。

在其中一个实施例中，所述波纹管位于所述驱动电机的正上方，所述水槽位于所述波纹管的正上方，所述测试区位于所述水槽的正上方。

在其中一个实施例中，所述驱动电机与所述波纹管之间还设置有力学传感器，所述力学传感器用于测量所述驱动电机的信号，并将信号反馈至外部控制系统以调节所述驱动电机的输出。

在其中一个实施例中，所述疲劳测试装置还包括设置于所述基座的下方的旋转机构。

在其中一个实施例中，所述旋转机构包括旋转底座及旋转盘，所述基座承载在所述旋转盘上，所述旋转盘可相对于所述旋转底座转动。

在其中一个实施例中，所述旋转底座上设置有锁定件，所述旋转盘的侧壁上设置有用于与所述锁定件配合的多个锁定孔。

在其中一个实施例中，所述旋转机构还包括位于所述旋转底座及旋转盘之间的滚珠轴承和转动设置于所述滚珠轴承上的轴承座，所述滚珠轴承固定设置于所述旋转底座，所述旋转盘固定设置于所述轴承座。

在其中一个实施例中，所述旋转机构还包括设置于所述旋转底座及所述旋转盘之间的压力轴承，所述压力轴承套设于所述轴承座。

在其中一个实施例中，所述旋转底座的下方还设置有脚杯。

在其中一个实施例中，所述基座包括电机座及设置于所述电机座外周的框体，所述驱动电机设置于所述电机座上，所述框体与所述水槽连接。

上述疲劳测试装置，由于驱动电机位于底部，这样可以有效的降低疲劳测试装置的重心，同时，由于电机是竖直向上传导驱动力，不产生其他方向的动量，所以不易晃动，有利于提高测试的稳定性，而且还可以消除回波，减少驻波的产生，减小能量的耗损，此外，由于温度较高的液体会向上运动，这样还可以顺应热力学传递方向，有利于测试区内温度的控制。

附图说明

图1为本申请一实施例的疲劳测试装置的结构示意图；

图2为图1所示的疲劳测试装置的部分结构的示意图；

图3为图2所示的旋转机构的爆炸图；

图4为图2所示的旋转机构的部分结构的示意图；

图5为图1所示的疲劳测试装置的部分结构的爆炸图；

图6为图1所示的疲劳测试装置的部分结构的示意图；

图7为图2所示的疲劳测试装置的第一接头与第二接头组装前的局部结构示意图；

图8为图1所示的第一接头与第二接头组装后的剖示图；

图9为图1所示的疲劳测试装置的部分结构的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，疲劳测试装置10包括基座100、驱动电机200、波纹管300、水槽400及测试区500，驱动电机200设置于基座100上，波纹管300与驱动电机200连接，波纹管300、水槽400及测试区500内的测试液体相互连通。测试区500用于装载待测样品，例如血管支架、滤器、封堵器及瓣膜等植入医疗器械。将待测样品装载至测试区500后，通过驱动电机200控制波纹管300内测试液体的运动，有规律地控制测试区500内测试液体体积或者压力的变化，模拟出人体环境中特定位置的组织与待测样品的相互作用。

请继续参阅图2，波纹管300位于驱动电机200的上方，水槽400位于波纹管300的上方，测试区500位于水槽400的上方，测试液体相互连通。由于驱动电机200位于底部，这样可以有效的降低疲劳测试装置10的重心，同时，由于电机是竖直向上传导驱动力，不产生其他方向的动量，所以不易晃动，有利于提高测试的稳定性，而且还可以消除回波，减少驻波的产生，减小能量的耗损，此外，由于温度较高的液体会向上运动，这样还可以顺应热力学传递方向，有利于测试区500内温度的控制。在图示的实施例中，波纹管300位于驱动电机200的正上方，水槽400位于波纹管300的正上方，测试区500位于水槽400的正上方，结构更加稳定紧凑。

请继续参阅图2，基座100包括电机座110及设置于电机座110外周的框体120，驱动电机200设置于电机座110上，框体120与水槽400连接。具体的，框体120远离电机座110的一端与水槽400的底部抵接。在本实施例中，框体120包括多根金属支撑柱，均匀分布在水槽400下。

在测试过程中，测试人员尽可能在同一位置即可观测或拆装整个疲劳测试装置10内的全部测试样品，不仅提高效率，而且方便检测样品的设备或者记录测试设备安装。但是在测试过程中，需要整个设备处于相对固定状态，否则电机运转过程中，会使得设备旋转。请一并参阅图2及图3，疲劳测试装置10还包括设置于基座100下方的旋转机构600。通过旋转机构600的旋转，测试人员可以在同一位置即可观测或拆装整个疲劳测试装置10。

旋转机构600包括旋转底座610及旋转盘620，基座100承载在旋转盘620上，旋转盘620可相对于旋转底座610转动。请一并参阅图3及图4，旋转底座610上设置有锁定件612，旋转盘620的侧壁上设置有用于与锁定件612配合的多个锁定孔621，打开锁定件612时，即，将锁定件612从锁定孔621中拉出时，可以转动旋转盘620，而当旋转盘620上的锁定孔621旋转到锁定件612时，锁定件612可以插入到锁定孔621内，进而锁定旋转盘620。

具体的，旋转机构600还包括设置在旋转底座610及旋转盘620之间的滚珠轴承630和转动设置于滚珠轴承630上的轴承座640，滚珠轴承630固定设置于旋转底座610，旋转盘620固定设置于轴承座640，可以方便旋转盘620顺畅地旋转。在图示的实施例中，旋转底座610上设置有中心孔613及围绕中心孔613设置的多级台阶614，旋转机构600还包括轴承固定盘650，滚珠轴承630通过轴承固定盘650固定设置于台阶614上。请继续参阅图3及图4，旋转底座610及旋转盘620之间还设置有压力轴承660，压力轴承660套设于轴承座640上，压力轴承660位于台阶614上，且与轴承座640远离旋转底座610的表面齐平，即压力轴承660与旋转盘620抵接。通过设置压力轴承660，可以分担旋转盘620对滚珠轴承630的轴向力，使得旋转盘620上的疲劳测试装置10可以顺畅的旋转，延长疲劳测试装置10的使用寿命。在图示的实施例中，压力轴承660的尺寸与轴承座640的尺寸匹配，压力轴承660正好卡合在轴承座640上，可以使得压力轴承660与滚珠轴承630同一轴心。在本实施例中，旋转底座610由金属材料制成。

请继续参阅图2及图3，旋转底座610的下方还设置有脚杯615。在本实施例中，脚杯615为橡胶制品，可以减少驱动电机200振动的传导，还可以起到防滑的作用，同时还可以方便整个疲劳测试装置10的搬运。脚杯615的数量可以根据实际需要进行高度及水平度的调整。

请一并参阅图2及图5，驱动电机200具有传动轴210，驱动电机200通过传动轴210与波纹管300连接。传动轴210上设置有力学传感器211，力学传感器211可以用于测量驱动电机200输出的频率、力值、加速度等参数，并反馈至外部控制系统以反馈调节驱动电机200的输出，使之工作参数处于设定目标值。

为了避免驱动电机200与波纹管300之间在运转过程中出现松动，请参阅图2，驱动电机200与波纹管300之间还设置有缓冲组件700，驱动电机200的传动轴210穿过缓冲组件700与波纹管300连接。

请一并参阅图5，缓冲组件700包括弹簧盘710、弹簧720及防水罩730，防水罩730盖设于弹簧盘710，弹簧720位于防水罩730与弹簧盘710围成的空间内，驱动电机200的传动轴210依次穿过弹簧盘710、弹簧720及防水罩730与波纹管300连接。防水罩730与弹簧盘710围成的空间的高度小于弹簧720的自然状态下的高度，即，防水罩730与弹簧720抵接的表面和弹簧盘710与弹簧720抵接的表面之间的高度差小于弹簧720在自然状态下的高度，也就是说，弹簧720在弹簧盘710与防水罩730之间处于压缩状态，这样可以使得驱动电机200运转过程中，传动轴210与波纹管300的连接处于拉紧状态，防止传动轴210与波纹管300之间出现振动，导致连接失效。在图示的实施例中，弹簧盘710上设置有固定槽711，弹簧720卡设于固定槽711内。进一步的，防水罩730的尺寸略大于弹簧盘710的尺寸，即防水罩730能够盖住弹簧盘710，在图示的实施例中，即防水罩730的直径略大于弹簧盘710的直径，当疲劳测试装置10中的测试液体出现泄漏时，泄漏的测试液体能够顺着防水罩730的表面流出，避免泄漏的测试液体与弹簧720及传动轴210接触，从而保护缓冲组件700。

需要说明的是，防水罩730与弹簧盘710的表面可以接触，也可以不接触。在图示的实施例中，弹簧720固定在弹簧盘710上，防水罩730盖设在弹簧720远离弹簧盘710的一端，防水罩730的远端靠近弹簧盘710的表面与弹簧盘710靠近防水罩730的表面之间具有高度差，即防水罩730与弹簧盘710可以不接触。

请继续参阅图2及图5，驱动电机200与波纹管300之间还设置有隔水盘270，隔水盘270位于驱动电机200的上方，且位于波纹管300的下方，驱动电机200的传动轴210依次穿过隔水盘270及缓冲组件700与波纹管300连接。在图示的实施例中，隔水盘270开设有通孔271及沿通孔271外周设置的凹槽272，凹槽272上设置有硅胶片273，硅胶片273的尺寸与凹槽272匹配，硅胶片273卡设在凹槽272内，即，硅胶片273覆盖通孔271及凹槽272，驱动电机200的传动轴210依次穿过通孔271、硅胶片273及缓冲组件700与波纹管300连接，这样可以避免疲劳测试装置10内的测试液体泄漏时从中间渗漏到驱动电机200，导致驱动电机200失效。在本实施例中，弹簧盘710及硅胶片273均固定在隔水盘270上，例如，通过螺栓依次穿过弹簧盘710、硅胶片273及隔水盘270将弹簧盘710、硅胶片273固定在隔水盘270上。隔水盘270的底部远离中部的位置设置有排水孔275，通过在排水孔275上安装一个排水管，通过排水孔275可以方便将聚集在隔水盘270上的水排出。隔水盘270可以由非金属材料制成，或者防锈的金属材料，或者在金属材料上设置有防锈涂层。

隔水盘270的外周还设置有固定孔276，隔水盘270的固定孔276套设于框体120上。在图示的实施例中，隔水盘270的每一固定孔276套设于框体120的一金属支撑柱，并固定在金属支撑柱的中间位置。

请参阅图2，水槽400外设置有用于照射水槽的紫外灯410。由于样品的疲劳测试周期一般较长，且通常液体模拟温度为37℃，所以在这样的状态下，疲劳测试装置10内的测试液体容易产生微生物而影响到到被测样品，使得测试失败。通过将水槽400设置成透光水槽，并在水槽400外采用紫外灯410照射的方式，可以有效减少测试液体中微生物的产生，与现有通过在水槽内添加化学试剂以减少微生物产生的方法相比，可以避免测试液体本身对待测样品和设备腐蚀的影响，降低测试结果的准确性。

需要说明的是，本申请的透光水槽是指水槽400至少一部分是由透光材料制成。例如，PET、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)等。在本实施例中，水槽400的底部及侧壁是由透光材料制成。

在图示的实施例中，紫外灯410设置于水槽400的底部。紫外灯410固定设置于框体120上。在本实施例中，紫外灯410为两个，每一紫外灯410的一端固定设置于框体120的两个呈对角设置的金属支撑柱上，另一端朝向水槽400的中部。

请参阅图6，水槽400的侧壁上设置有进水/出水开关420，通过进水/出水开关420，可以往水槽400内加水或将水槽400内的水排出。在图示的实施例中，进水/出水开关420设置于水槽400的侧壁靠近底部的位置，利于水槽400中的液体排出。

请继续参阅图6，水槽400内还设置有加热装置430，以使水槽400内的测试液体保持设定温度，通常测试温度为人体正常温度37℃。在图示的实施例中，加热装置430为环形加热棒，使得测试液体温度更加均匀统一。水槽400内还设置有温度传感器(图未示)，通过温度传感器的反馈控制加热装置430的工作，以使水槽400内的温度保持恒定。

请参阅图1，疲劳测试装置10还包括外壳101，外壳101套设在框体120外，且包裹水槽400，可以对驱动电机200及波纹管300等进行保护，还可以将紫外灯410的发射的紫外线聚集在外壳101内，防止对测试人员或周边的影响。在图示的实施例中，外壳101上还设置有散热孔102，方便导出驱动电机200及紫外灯410的运行过程中产生的热量。

请参阅图1及图2，测试区500包括第一基板510、第二基板520、支撑柱530及测试管540，第一基板510盖设于水槽400，第二基板520位于第一基板510的上方，支撑柱530的一端设置于第一基板510上，另一端用于承载第二基板520，测试管540位于第一基板510及第二基板520之间，第一基板510及第二基板520上均设置有第一接头550，测试管540的两端分别设置有用于与第一接头550密封配合的第二接头560，位于第一基板510上的第一接头550与水槽400连通，第二接头560与测试管540连通，第一接头550与第二接头560连通，且第一接头550与第二接头560通过扣合固定连接，第二接头560快速安装到第一接头550或从第一接头550上解除，进而实现待测样品的快速拆装。在图示的实施例中，第一基板510及第二基板520上设置有多个第一接头550，多个第一接头550在第一基板510的周向上均匀分布，使得每个测试腔的流体动力学统一。第一基板510上的第一接头550的数量可以与第二基板520上的第一接头550的数量相等，也可以不相等，根据不同测试内容使用相对应的腔。

在本实施例中，第一基板510由不透光材料制成，这样紫外灯发射的紫外光则不会穿透上来。第一基板510与水槽400密封连接。测试管540可以为硅胶管。

请一并参阅图7及图8，第一接头550上设置有扣件551，第二接头560上设置有卡钩561，扣件551扣合在卡钩561上。具体地，通过将扣件551扣合在卡钩561上可以产生一使第一接头550与第二接头560相互靠近的力。需要说明的是，在其他实施例中，也可以通过在第一接头550上设置卡钩561，第二接头560上设置扣件551。在图示的实施例中，扣件551包括转轴5511、压板5512及扣环5513，压板5512转动设置于转轴5511，扣环5513转动设置于压板5512，扣环5513与卡钩561扣合连接。扣环5513的长度略小于扣环5513靠近压板5512的一端到卡钩561之间的轴向距离，将扣环5513扣合到卡钩561后会产生一使得第二接头560靠近第一接头550的拉力，进而提高第一接头550与第二接头560扣合后的密封性。在本实施例中，扣件551为两个，两个扣件551设置于第一接头550两个相对设置的侧面。

请继续参阅图7，第一接头550靠近第二接头560的表面设置有凹台553，第二接头560靠近第一接头550的表面设置有凸起563，凸起563容置于凹台553内。通过相互配合的凸起563及凹台553，可以提高第一接头550与第二接头560之间的稳定性。同时的，由于凸起563凸出第二接头560最低面，这样在与第一接头550装配时，起到导向作用。

为了进一步提高第一接头550与第二接头560之间的密封性，第一接头550与第二接头560之间还设置有密封圈570，第二接头560的凸起563的位置设置有卡槽565，密封圈570与卡槽565过盈配合。在图示的实施例中，卡槽565设置于凸起563的外周，凹台553的周壁与卡槽565对应的位置设置有锥面554，密封圈570卡合在卡槽565，并分别与锥面554及第一接头550靠近第二接头560的表面抵接。

具体的，第一接头550和/或第二接头560上设置有鲁尔接头558，通过鲁尔接头558可以方便往测试管540内补充测试液体，还可以方便将测试管540内的气泡排出，还可以便于与压力测试设备的连接，例如，通过压力测试设备连接位于测试管540两侧的鲁尔接头558可以方便测试测试管540内的压力差。在图示的实施例中，位于第一基板510上的第一接头550的侧面设置有鲁尔接头558，位于第二基板520上的第一接头550远离第二接头560的表面设置有鲁尔接头558，两个鲁尔接头558之间连接有压力传感器(图未示)，压力传感器用于采集测试管540两端的压力差值信号，并将该信号反馈至外部控制系统以调整驱动电机200的输出，使测试管540两端的压力差值保持在设定值。当然，在其他实施例中，鲁尔接头558也可以设置在第一接头550的其他位置，还可以设置在第二接头560上。

请参阅图9，支撑柱530与第二基板520转动连接，通过转动第二基板520，可以使得第二基板520上的第一接头550与第一基板510上的第一接头550相互配合以适应测试需求，提高适应性。例如，当测试管540为直管型时，可以调整第二基板520使得第二基板520上的第一接头550位于第一基板510上的第一接头550的正上方，且一一对应。又如，当测试管540为分叉型管时，如Y型，可以调整第二基板520使得第二基板520上的第一接头550与第一基板510上的第一接头550错开设置。在图示的实施例中，第二基板520与第一基板510平行设置。

请继续参阅图9，支撑柱530包括至少两个在与第一基板510垂直的方向上相互对接的节段531，位于端部的两个节段531中，一节段531的一端与第一基板510连接，另一节段531与第二基板520连接，可以通过调整节段531的个数或节段531的高度，进而调整第一基板510与第二基板520之间的高度差以满足不同测试样品高度的需求。例如，相邻两个节段531可以通过螺栓对接，节段531与第一基板510及第二基板520之间也可以通过螺栓固定。

请继续参阅图2，第二基板520远离第一基板510的表面还设置有消波器580，消波器580与位于第二基板520上的第一接头550连通，由于驱动电机200在短时间内产生高频的往复运动，测试液体内产生一段段的震荡波，向上传导；当震荡波传导顶部后，反射回来与之前向上的波产生干涉的现象，而影响测试样品的效果，通过设置消波器580，可以消除测试区500内的噪声波，提高测试的准确度。在本实施例中，可以通过外接管路将位于第二基板520上的第一接头550上的鲁尔接头558与消波器580的端口连接起来。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种疲劳测试装置，其特征在于，包括：

基座；

驱动电机，所述驱动电机设置于所述基座；

波纹管，所述波纹管与所述驱动电机连接，且所述波纹管位于所述驱动电机的上方；

水槽，所述水槽位于所述波纹管的上方；及

测试区，所述测试区用于装载待测样品，所述测试区位于所述水槽上方，且所述波纹管、所述水槽及所述测试区内的测试液体相互连通。

2.根据权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述波纹管位于所述驱动电机的正上方，所述水槽位于所述波纹管的正上方，所述测试区位于所述水槽的正上方。

3.根据权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述驱动电机与所述波纹管之间还设置有力学传感器，所述力学传感器用于测量所述驱动电机的信号，并将信号反馈至外部控制系统以调节所述驱动电机的输出。

4.根据权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述疲劳测试装置还包括设置于所述基座的下方的旋转机构。

5.根据权利要求4所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述旋转机构包括旋转底座及旋转盘，所述基座承载在所述旋转盘上，所述旋转盘可相对于所述旋转底座转动。

6.根据权利要求5所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述旋转底座上设置有锁定件，所述旋转盘的侧壁上设置有用于与所述锁定件配合的多个锁定孔。

7.根据权利要求5所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述旋转机构还包括位于所述旋转底座及旋转盘之间的滚珠轴承和转动设置于所述滚珠轴承上的轴承座，所述滚珠轴承固定设置于所述旋转底座，所述旋转盘固定设置于所述轴承座。

8.根据权利要求7所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述旋转机构还包括设置于所述旋转底座及所述旋转盘之间的压力轴承，所述压力轴承套设于所述轴承座。

9.根据权利要求5所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述旋转底座的下方还设置有脚杯。

10.根据权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述基座包括电机座及设置于所述电机座外周的框体，所述驱动电机设置于所述电机座上，所述框体与所述水槽连接。