CN111830121B - 可控磁场环境下的磁致变形材料测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可控磁场环境下的磁致变形材料测试装置及方法，属于生物、医学等领域的测试装置及方法。Z轴精密移动平台与左旋转平台相连，左旋转平台与左物台相连，左物台、环境模拟器置于电磁线圈外部套盒内部空心处，弹性材料通过夹板固联在左物台上，并由磁控变形夹具夹紧，电磁线圈置于电磁线圈外部套盒的空心凸台上，温度探针置于电磁线圈套盒内，右物台与左物台前后相对，内窥镜固联在右物台上方，磁测高斯计固连在右物台下方。优点是能够精确测量磁场强度并且调整磁场与被测试材料之间的角度或位置，同时能够记录位置的变化及磁场强度的变化，能模拟生物体内环境，用来模拟生物体温、体液成分、体液流动等情况。

Description

可控磁场环境下的磁致变形材料测试装置及方法

技术领域

本发明属于生物、医学等领域的测试装置及方法，通过电磁线圈产生可控磁场，并且在磁场内对被测量物体的变形进行测量。

背景技术

随着新型材料成型方法的发展，例如3D打印、复合材料合成等技术的应用，磁控变形智能材料开始逐渐在多个领域展现出应用前景。尤其在生物医学领域，磁控变形材料能够用来制作生物体内的内置机械装置。例如磁控开关、磁控抓手、磁控机器人等。为了能够在体外进行测试磁控装置并且模拟生物体内环境，研发人员需要通过专用的测试台对磁场进行控制，并且让被测材料处于模拟生物体内环境，同时控制被测物体环境温度、压力、Ph值等参数。典型的磁控材料在生物或医学方面的应用包括体内神经卡压、体内血管止血、体内血管扩张等应用。

磁场通常由永磁体或者电磁铁产生。利用永磁体产生磁场的测试设备，通常通过调节被测材料同永磁体之间的距离或角度来调整被测材料所处位置的磁场。这样做的优点是简单，缺点是磁场强度受到永磁体磁场变化而变化，随着时间有一定衰退，可重复性较差。而且永磁体的磁力线分布不均匀，因此当磁强计的测量位置或被测物体位置有偏差时候，所测得的磁场同实际作用到被测物体的磁场差别较大。而用电磁铁产生的磁场强度可控，方向也可改变。在电磁线圈内部的磁场分布均匀，因此在测量位置同实验位置有一定偏差情况下，所测得的磁强值同实际作用在被测物体上的磁场强度偏差很小。

磁控变形材料的形变测试通常在材料表面贴应变片，通过测量应变片的电流变化来实现对应变的测量。这种方式能够测量微小的形变，但是对大变形无法测量，而且在导电介质或者生物体内无法使用。

图像采集技术发展成熟，可靠性高。可利用防水摄像头在液体内部记录目标对象的变形。然后通过图像分析对形变进行分析。但是图像分析的时候会因为光学镜头的成像变形以及透视关系，对被测物体的实际形变测量产生误差。

被测物体在测试台上进行测试时位置相对固定，然而在生物体内无法保持一个完全固定的位置。因此许多测试台试验结果同生物体内的实际效果存在较大偏差。因此需要能够实现对被测物体的不同位置或角度进行记录的功能，配合可控磁场，才能更好地模拟被测物体在生物体内发生位移时候所发生的形变。

由于生物个体差异、种群差异以及测试条件的不同，生物体内的体温、体液成分以及体液的流动等因素都会对被测试材料的化学或机械性能产生影响，因此必须通过对生物体内环境同各种因素进行有效模拟，才能让测试台上的被测物体的状态更接近于生物体内的状态。

发明内容

本发明提供一种可控磁场环境下的磁致变形材料测试装置及方法。

本发明采取的技术方案是：包括Z轴精密移动平台、左旋转平台、电磁线圈外部套盒、盖板、X轴精密移动平台、Y轴精密移动平台、上台面、底座支架、环境模拟器、电磁线圈、左固定块、温度探针、导轨、下台面、筋板、左物台、弹性材料、磁控变形夹具、内窥镜、右固定块、右物台、磁测高斯计和夹板，其中Z轴精密移动平台与左旋转平台相连，左旋转平台通过左固定块与左物台相连，左物台、环境模拟器置于电磁线圈外部套盒内部空心处，弹性材料通过夹板固联在左物台上，并由磁控变形夹具夹紧，电磁线圈置于电磁线圈外部套盒的空心凸台上，电磁线圈外部套盒置于上台面上，电磁线圈外部套盒与盖板在外壳四角处及中心位置的凸台四角处通过螺钉连接，从而使电磁线圈位置固定，温度探针置于电磁线圈套盒内，右物台与左物台前后相对，内窥镜固联在右物台上方，磁测高斯计固连在右物台下方，右物台通过右固定块与Z轴移动平台相连，电磁线圈套盒通过上台面、导轨、下台面与底座支架相连，X轴精密移动平台通过滑块及底板固连在Y轴移动平台的丝杠上，Y轴精密移动平台通过底板连接在底座支架上，Z轴精密移动平台通过筋板连接到Y轴滑块上。

本发明所述Z轴精密移动平台、X轴精密移动平台、Y轴精密移动平台结构相同，其中Z轴精密移动平台的结构是：转轮连在丝杠上，锁、锁紧件固连在丝杠上，丝杠螺母通过螺钉与滑块固连，并连接在丝杠和光轴上，丝杠和光轴通过上下两块固定板固连到Z轴底板上。

本发明所述磁控变形夹具的磁性锯齿夹具块一、磁性锯齿夹具块二内部相互啮合，并分别与右侧非磁性夹具块一、非磁性夹具块二相连，非磁性夹具块一、非磁性夹具块二采用卡扣式上下扣合。

本发明所述的环境模拟器的结构是耐压壳上留有一个或多个观察孔，观察孔采用透明壳，耐压壳外侧两端有螺纹接口、分别同端盖密封连接，套筒一侧通过螺纹口连接右边端盖、另一侧用于连接外界系统进行液体介质输送，左边端盖一侧有螺纹口连接耐压壳，另一侧与左物台相连。

一种在可控磁场环境下的磁致变形材料测试方法，步骤如下：

(一)、通过调整外接电源电压或更换电磁线圈，使用者可设定产生的磁场大小或方向，并且通过磁测高斯计检测磁场强度，磁测高斯计分别测量轴向或径向磁场强度，通过调节Z轴精密移动平台、X轴精密移动平台、Y轴精密移动平台的位置，调整磁测高斯计与电磁线圈的相对位置，用来测量空间不同位置的磁场强度或方向，从而确定后续测试过程中磁控变形夹具所在位置的磁场强度及方向；

(二)、将磁控变形夹具连接到弹性材料，然后放置在电磁线圈的内部，读取磁测高斯计的值，通过调节外接电源电压来调整好磁场大小或方向为所需要的值后，通过内窥镜实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具的变形并且存储图像或视频，通过图像分析测量磁控变形夹具在弹性材料上产生的变形以及弹性材料的弹性系数，用来测量磁控变形夹具变形所产生的力，在不同磁场强度或方向情况下分别测量磁控变形夹具的变形或作用力，以便得到磁控变形夹具在磁场环境下的力学特性曲线；

或将磁控变形夹具连接到弹性材料上，并放置到环境模拟器内，将环境模拟器内注入介质并安装在电磁线圈内，环境模拟器中的介质可根据需要模拟的生物体内环境来选择，通过设定电磁线圈内部的磁场大小或方向，驱动磁控变形夹具产生变形，通过内窥镜实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具的变形并且存储图像或视频，在不同磁场强度或方向情况下分别通过分析图像来计算磁控变形夹具的变形或作用力，得到磁控变形夹具在磁场环境下的力学特性曲线，通过改变环境模拟器内液体的浓度、温度、流速等参数，可模拟磁控变形夹具在生物体内体液流动情况下磁场对其产生的作用；

或将磁控变形夹具连接到弹性材料，放置于生物明胶内，将凝固后的明胶、磁控变形夹具、弹性材料放入电磁线圈内，通过设定电磁线圈内部的磁场大小或方向，驱动磁控变形夹具，通过内窥镜实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具的变形并且存储图像或视频，在不同磁场强度或方向情况下通过分析图像分别测量磁控变形夹具的变形或作用力，用于模拟生物组织对磁控变形夹具的影响。

本发明的有益效果：

本发明能够精确测量磁场强度并且调整磁场与被测试材料之间的角度或位置，同时能够记录位置的变化及磁场强度的变化。通过调节电源电压或电流方向控制磁场的变化，并且利用多轴移动平台和旋转平台调节被测量材料的位置或角度，同时利用磁测高斯计与内窥镜对磁场以及形变进行记录，便于后续数据采集或图像分析。磁控变形夹具通常应用在生物医学领域，需要植入到生物体内；通过环境模拟器模拟生物体内环境，用来模拟生物体温、体液成分、体液流动等情况。通过内窥镜采集图像信息，然后通过图像分析进行检测，降低了对检测传感器的要求，使得检测对象更通用，为了提高图像分析的精度，在被测量物体环境中融合了高精度标尺，并且对被测物体的转动进行限位，保证测量可靠性以及可重复性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明拆去电磁套盒的结构示意图；

图3是本发明电磁线圈外部套盒的结构示意图；

图4是本发明电磁线圈安装示意图；

图5是本发明Z轴精密移动平台的局部示意图；

图6是本发明环境模拟器的安装位置示意图；

图7是本发明环境模拟器结构示意图；

图8是本发明环境模拟器内部的磁控变形夹具局部放大示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图6所示，包括Z轴精密移动平台1、左旋转平台2、电磁线圈外部套盒3、盖板4、X轴精密移动平台5、Y轴精密移动平台6、上台面7、底座支架8、环境模拟器9、电磁线圈10、左固定块11、温度探针12、导轨13、下台面14、筋板15、左物台16、弹性材料17、磁控变形夹具18、内窥镜19、右固定块20、右物台21、磁测高斯计22和夹板23，其中Z轴精密移动平台1与左旋转平台2相连，左旋转平台2通过左固定块11与左物台16相连，左物台16、环境模拟器9置于电磁线圈外部套盒3内部空心处，弹性材料17通过夹板23固联在左物台16上，并由磁控变形夹具18夹紧，电磁线圈10置于电磁线圈外部套盒3的空心凸台上，电磁线圈外部套盒3置于上台面7上，电磁线圈外部套盒3与盖板4在外壳四角处及中心位置的凸台四角处通过8个螺钉连接，从而使电磁线圈位置固定，温度探针12置于电磁线圈套盒3内，右物台21与左物台16前后相对，内窥镜19固联在右物台21上方，磁测高斯计22固连在右物台21下方，右物台21通过右固定块20与Z轴移动平台1相连，电磁线圈套盒3通过上台面7、导轨13、下台面14与底座支架8相连，X轴精密移动平台5通过滑块及底板固连在Y轴移动平台6的丝杠上，Y轴精密移动平台6通过底板连接在底座支架8上，Z轴精密移动平台1通过筋板15连接到Y轴滑块上。

所述Z轴精密移动平台1、X轴精密移动平台5、Y轴精密移动平台6结构相同，其中Z轴精密移动平台1的结构是：转轮1-1连在丝杠1-7上，锁1-2、锁紧件1-10固连在丝杠1-7上，丝杠螺母1-9通过螺钉1-3与滑块1-8固连，并连接在丝杠1-7和光轴1-4上，丝杠1-7和光轴1-4通过上下两块固定板1-5固连到Z轴底板1-6上。

所述磁控变形夹具18的磁性锯齿夹具块一18-1、磁性锯齿夹具块二18-2内部相互啮合，并分别与右侧非磁性夹具块一18-3、非磁性夹具块二18-4相连，非磁性夹具块一18-3、非磁性夹具块二18-4采用卡扣式上下扣合。

所述的环境模拟器9的结构是耐压壳9-2上留有一个或多个观察孔，观察孔采用透明壳9-1，耐压壳9-2外侧两端有螺纹接口、分别同端盖9-3密封连接，套筒9-4一侧通过螺纹口连接右边端盖9-3、另一侧用于连接外界系统进行液体介质输送，左边端盖9-3一侧有螺纹口连接耐压壳9-2，另一侧与左物台16相连。

相关工作原理：

如图2、图5，电磁线圈10采用大功率线圈，能够产生0-200mT的磁场，并且强度或方向可由磁测高斯计22测得，磁测高斯计22为分体式，测量头安装在右物台21上，可测量不同位置的磁场强度，电磁线圈10位置可动态调整，能够沿着Y轴或Z轴自由移动，左物台16、右物台21分别安装在X轴精密移动平台5上，可沿XYZ三轴精确调整位置；以图3的Z轴精密移动平台1为例，阐述多轴移动平台的具体实施方式，通过手摇Z轴精密移动平台的转轮1-1，丝杠1-7由锁1-2及锁紧件1-10锁紧，及通过丝杠传动的方式使丝杠上的丝杠螺母1-9及滑块1-8进行Z轴方向的移动，两块固定板1-5则将丝杠1-7固定，并与底板1-6固定连接，Y轴精密移动平台6及X轴精密移动平台5的具体实施方式与Z轴相同，即通过手摇转轮丝杠传动的方式，使其在X轴、Y轴进行有序移动，即可实现左物台16、右物台21沿XYZ三轴位置的精确调整。

如图2、图6、图7，左物台16可进行旋转，调节左物台16、右物台21的相对角度，通过旋转旋转平台2的旋转手柄，使旋转平台2开始旋转并带动与之相连的左物台16进行旋转，左物台16上方置有弹性材料17，弹性材料17由夹板23和磁控变形夹具18夹紧在左物台16上，旋转平台2旋转一定角度时，带动与之相连的左物台16、弹性材料17、磁控变形夹具18一同旋转，右物台21上方置有内窥镜19用来实时拍摄磁控变形夹具的变形情况，即磁控变形夹具18对弹性材料17的夹紧状况，内窥镜19的摄像头为双微距镜头，能够分别对轴向或径向图像进行采集，内窥镜19以及磁测高斯计22安装在同一个右物台21上，能够根据实验需求精确调整具体位置及角度，优化采集图像的质量。

举例来说，当外界接入电源后，电磁线圈10中产生磁场，右物台21底部磁测高斯计22进行磁场强度的测量，磁控变形夹具18在磁场的作用下会发生相应变形，从而会对弹性材料17产生一定的挤压，内窥镜19对挤压变形的情况过程进行监测、拍摄、记录，内窥镜19与磁控变形夹具18的相对位置可以通过Z轴精密移动平台1、X轴精密移动平台5、Y轴精密移动平台6及旋转平台2来调节，通过手摇X轴精密移动平台5带动右物台21在X轴方向进行移动，并且，移动的距离可通过左物台16右侧标尺观察测量得到，而内窥镜19与磁控变形夹具18的角度找正则通过旋转平台2的旋扭来调节，当内窥镜19与磁控变形夹具18的角度不便于记录拍摄观察时，则旋转旋转平台2的旋转手柄，旋转平台2带动左物台16及上方的弹性材料17及磁控变形夹具18进行一定角度的旋转，直至内窥镜19与磁控变形夹具18达到准确位置再进行拍摄记录。

如图6、图7、图8，弹性材料17由夹板23和磁控变形夹具18夹紧在左物台16上，被置于环境模拟器9中，环境模拟器9一端与左物台16相连，另一端接入外界系统进行液体等介质的输送，将磁性变形夹具18安装到弹性材料17上，装入环境模拟器9内，接入外界电源，并向模拟环境模拟器9中接入液体介质，磁控变形夹具18在磁场的作用下发生变形，图中的非磁性夹具块一18-3、非磁性夹具块二18-4上下咬合，与两侧夹板23共同固定住弹性材料17，当磁场发生变化时，非磁性夹具块一18-3、非磁性夹具块二18-4不受磁场变化的影响，始终上下咬合，与两侧夹板23共同固定住弹性材料17，而上下对称的非磁性夹具块一18-3、非磁性夹具块二18-4由于非磁性夹具块限制其前后运动，则当磁场强度变化时，磁性锯齿夹具块会进行上下的相对运动，从而对弹性材料17产生一定的挤压与扩张，而上述磁控变形夹具18对弹性材料17的夹紧过程是在环境模拟器9中进行的，环境模拟器9前端有长方形的透明壳9-1，透明壳9-1的前端放有内窥镜19，内窥镜19通过透明壳9-1对环境模拟器9内部的磁控变形夹具18对弹性材料17的夹紧情况进行拍摄观察与记录，环境模拟器9固定在左物台16上，用来模拟生物体内环境，模拟器9采用非磁性的金属材料以及透明材料，如铝合金、橡胶、玻璃、有机玻璃制成，能够密封气体或液体，内部有固定装置，用于固定被测材料以及生物组织。固定装置上装有夹具以及高精度标尺，用于图像比对弹性材料17及磁性变形夹具18的形变。

一种在可控磁场环境下的磁致变形材料测试方法，步骤如下：

(一)、通过调整外接电源电压或更换电磁线圈10，使用者可设定产生的磁场大小或方向，并且通过磁测高斯计22检测磁场强度，磁测高斯计22分别测量轴向或径向磁场强度，通过调节Z轴精密移动平台1、X轴精密移动平台5、Y轴精密移动平台6的位置，调整磁测高斯计22与电磁线圈10的相对位置，用来测量空间不同位置的磁场强度或方向，从而确定后续测试过程中磁控变形夹具18所在位置的磁场强度及方向；

(二)、将磁控变形夹具18连接到弹性材料17，然后放置在电磁线圈10的内部，读取磁测高斯计22的值，通过调节外接电源电压来调整好磁场大小或方向为所需要的值后，通过内窥镜19实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具18的变形并且存储图像或视频，通过图像分析测量磁控变形夹具18在弹性材料17上产生的变形以及弹性材料的弹性系数，用来测量磁控变形夹具18变形所产生的力，在不同磁场强度或方向情况下分别测量磁控变形夹具18的变形或作用力，以便得到磁控变形夹具18在磁场环境下的力学特性曲线；

或将磁控变形夹具18连接到弹性材料17上，并放置到环境模拟器9内，将环境模拟器9内注入介质并安装在电磁线圈10内，环境模拟器9中的介质可根据需要模拟的生物体内环境来选择，通过设定电磁线圈10内部的磁场大小或方向，驱动磁控变形夹具18产生变形，通过内窥镜19实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具18的变形并且存储图像或视频，在不同磁场强度或方向情况下分别通过分析图像来计算磁控变形夹具18的变形或作用力，得到磁控变形夹具18在磁场环境下的力学特性曲线，通过改变环境模拟器9内液体的浓度、温度、流速等参数，可模拟磁控变形夹具18在生物体内体液流动情况下磁场对其产生的作用；

或将磁控变形夹具18连接到弹性材料17，放置于生物明胶内，将凝固后的明胶、磁控变形夹具18、弹性材料17放入电磁线圈10内，通过设定电磁线圈10内部的磁场大小或方向，驱动磁控变形夹具18，通过内窥镜19实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具18的变形并且存储图像或视频，在不同磁场强度或方向情况下通过分析图像分别测量磁控变形夹具18的变形或作用力，用于模拟生物组织对磁控变形夹具18的影响。

下边通过具体实验例来进一步说明本发明测试方法。

实验例1体内神经卡压器测试

磁控变形夹具18可作为在磁场作用下产生卡压力的结构，此结构能够安装到生物神经外部用来对神经产生压迫的作用，此测试能够测量磁控变形夹具18针对不同尺寸或硬度的神经，在不同磁场下所产生的形变以及夹紧力，从而得到磁场强度同神经夹紧程度的特性曲线。在植入生物体内之后，为了达到某个特定卡压程度，可根据此特性曲线外加一定磁场强度，从而得到相对应的神经卡压程度，用来模拟神经受压迫的症状。在神经外科针对神经受到压迫症状的机理研究中，需要人为制造神经受压迫的情况，用来研究和分析神经在受到压迫情况下的病变机理。传统的实验方法是通过手术在神经外部人为造成固定程度的压迫。通过利用磁控材料在可控磁场下的可控变形，研究人员能够在植入磁控变形材料之后逐步增加对神经的压迫程度，从而模拟慢性病变的过程，用来研究病变机理。

实验例2体内磁控止血器测试

磁控变形夹具18可作为在磁场作用下产生夹紧力的结构，此结构安装在血管外部，能够在磁场作用下产生夹紧力，此测试能够通过环境模拟器模拟血管中的血液流速或压力。在外加磁场的作用下测量磁控变形夹具18对血管的夹紧程度，从而评估其止血特性。根据测试得到的磁强同血液流速关系，能够用来评估磁控止血器的效果，也能够用来模拟血管逐渐受压迫的症状。血管受压迫是一个逐渐加重的过程，通过手术植入磁控变形夹具之后，能够通过逐步增加外部磁场，可控地提高血管夹紧程度，用于模拟血管受压迫的整个过程。

实验例3体内磁控血管扩张器测试

磁控变形夹具18可作为在磁场作用下有扩张功能的结构，即将磁控变形夹具18安装到血管内壁，并保持夹紧状态，再通过外加磁场的变化，使磁控变形夹具18在磁场的作用下进行一定程度地扩张，以达到体内磁控血管扩张器的功能。此测试能够测量磁控变形夹具18在不同血液流速或血管尺寸的情况下，磁控变形夹具18在不同磁场下发生的变形或作用力，并且评估对血管的扩张能力。

Claims (3)

1.一种可控磁场环境下的磁致变形材料测试装置，其特征在于：包括Z轴精密移动平台、左旋转平台、电磁线圈外部套盒、盖板、X轴精密移动平台、Y轴精密移动平台、上台面、底座支架、环境模拟器、电磁线圈、左固定块、温度探针、导轨、下台面、筋板、左物台、弹性材料、磁控变形夹具、内窥镜、右固定块、右物台、磁测高斯计和夹板，其中Z轴精密移动平台与左旋转平台相连，左旋转平台通过左固定块与左物台相连，左物台、环境模拟器置于电磁线圈外部套盒内部空心处，弹性材料通过夹板固联在左物台上，并由磁控变形夹具夹紧，电磁线圈置于电磁线圈外部套盒的空心凸台上，电磁线圈外部套盒置于上台面上，电磁线圈外部套盒与盖板在外壳四角处及中心位置的凸台四角处通过螺钉连接，从而使电磁线圈位置固定，温度探针置于电磁线圈套盒内，右物台与左物台前后相对，内窥镜固联在右物台上方，磁测高斯计固连在右物台下方，右物台通过右固定块与Z轴移动平台相连，电磁线圈套盒通过上台面、导轨、下台面与底座支架相连，X轴精密移动平台通过滑块及底板固连在Y轴移动平台的丝杠上，Y轴精密移动平台通过底板连接在底座支架上，Z轴精密移动平台通过筋板连接到Y轴滑块上；

所述磁控变形夹具的磁性锯齿夹具块一、磁性锯齿夹具块二内部相互啮合，并分别与右侧非磁性夹具块一、非磁性夹具块二相连，非磁性夹具块一、非磁性夹具块二采用卡扣式上下扣合；

所述的环境模拟器的结构是耐压壳上留有一个或多个观察孔，观察孔采用透明壳，耐压壳外侧两端有螺纹接口、分别同端盖密封连接，套筒一侧通过螺纹口连接右边端盖、另一侧用于连接外界系统进行液体介质输送，左边端盖一侧有螺纹口连接耐压壳，另一侧与左物台相连。

2.根据权利要求1所述的一种可控磁场环境下的磁致变形材料测试装置，其特征在于：所述Z轴精密移动平台、X轴精密移动平台、Y轴精密移动平台结构相同，其中Z轴精密移动平台的结构是：转轮连在丝杠上，锁、锁紧件固连在丝杠上，丝杠螺母通过螺钉与滑块固连，并连接在丝杠和光轴上，丝杠和光轴通过上下两块固定板固连到Z轴底板上。

3.采用如权利要求1~2任意一项所述的一种可控磁场环境下的磁致变形材料测试装置的测试方法，其特征在于，步骤如下：

一、通过调整外接电源电压或更换电磁线圈，使用者设定产生的磁场大小或方向，并且通过磁测高斯计检测磁场强度，磁测高斯计分别测量轴向或径向磁场强度，通过调节Z轴精密移动平台、X轴精密移动平台、Y轴精密移动平台的位置，调整磁测高斯计与电磁线圈的相对位置，用来测量空间不同位置的磁场强度或方向，从而确定后续测试过程中磁控变形夹具所在位置的磁场强度及方向；

二、将磁控变形夹具连接到弹性材料，然后放置在电磁线圈的内部，读取磁测高斯计的值，通过调节外接电源电压来调整好磁场大小或方向为所需要的值后，通过内窥镜实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具的变形并且存储图像或视频，通过图像分析测量磁控变形夹具在弹性材料上产生的变形以及弹性材料的弹性系数，用来测量磁控变形夹具变形所产生的力，在不同磁场强度或方向情况下分别测量磁控变形夹具的变形或作用力，以便得到磁控变形夹具在磁场环境下的力学特性曲线；

或将磁控变形夹具连接到弹性材料上，并放置到环境模拟器内，将环境模拟器内注入介质并安装在电磁线圈内，环境模拟器中的介质根据需要模拟的生物体内环境来选择，通过设定电磁线圈内部的磁场大小或方向，驱动磁控变形夹具产生变形，通过内窥镜实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具的变形并且存储图像或视频，在不同磁场强度或方向情况下分别通过分析图像来计算磁控变形夹具的变形或作用力，得到磁控变形夹具在磁场环境下的力学特性曲线，通过改变环境模拟器内液体的浓度、温度、流速，模拟磁控变形夹具在生物体内体液流动情况下磁场对其产生的作用；

或将磁控变形夹具连接到弹性材料，放置于生物明胶内，将凝固后的明胶、磁控变形夹具、弹性材料放入电磁线圈内，通过设定电磁线圈内部的磁场大小或方向，驱动磁控变形夹具，通过内窥镜实时观测外加磁场作用下磁控变形夹具的变形并且存储图像或视频，在不同磁场强度或方向情况下通过分析图像分别测量磁控变形夹具的变形或作用力，用于模拟生物组织对磁控变形夹具的影响。

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