CN114112147A - 一种螺钉轴向拔出力试验加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，所述动力加载装置设置在顶板靠近支撑板的一侧，所述动力加载装置的动力端固定设置有框架板，两个所述夹持件的相对侧均内嵌设置有第一压力传感器；所述L型板有两个且分别活动贯穿于螺母块，所述L型板横板段靠近框架板的一侧均内嵌设置有第二压力传感器，两侧的所述限位板用于对样块进行定位。本发明提供了螺钉轴向拔出力试验加载装置，可以对设置有螺钉的样块进行限位，并在同一个操作流程中，自动依次地测量螺钉的钉杆从样块中的拔出力、螺钉的钉头和钉杆相分离的拔出力，试验数据更加全面，更加符合螺钉在实际使用情况中所受压力的实际情况，使得试验结果更有意义。

Description

一种螺钉轴向拔出力试验加载装置

技术领域

本发明涉及医疗器械试验技术领域，具体为一种螺钉轴向拔出力试验加载装置。

背景技术

金属接骨螺钉为外科医生进行骨固定手术提供的一种手段，当螺钉植入人体内后，除了承受工作载荷，其能否牢固的固定在断骨处是螺钉治愈的重要性能之一，医用接骨螺钉轴向拔出力测试仪是一种用于对接骨螺钉的轴向拔出力进行测试的辅助装置，其在检测领域中得到广泛的使用。

现有技术中，公开号为“CN210513912U”的一种聚乳酸螺钉轴向拔出力试验的固定夹具，包括螺钉夹具、样块夹具以及聚乳酸螺钉，所述样块夹具的侧壁开设有安装凹槽，所述安装凹槽的顶部开设有连通安装凹槽的连接通孔，所述螺钉夹具的顶部开设有限位凹槽，所述限位凹槽的底部开设有供聚乳酸螺钉穿过的限位通孔，所述限位凹槽的侧壁与聚乳酸螺钉的顶部贴合，该聚乳酸螺钉轴向拔出力试验的固定夹具具有降低了聚乳酸螺钉在使用的过程中受到的非轴向力的概率，从而降低了聚乳酸螺钉在测试过程中发生断裂的概率，在一定程度上提升了测量的准确性的效果。

但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：上述装置在进行螺钉轴向拔出力试验时，工具直接接触的是螺钉的钉头部位，但是在实际的使用中，螺钉的钉头和顶杆之间可能会发生断裂，因此此时测量到的最大加载压力其实并不是螺钉的钉杆从样块中拔出力的大小，容易导致误差，使用效果局限，需要作出改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，包括：

底板，所述底板上对称固定设置有支撑板，所述支撑板靠近底板的一端贯穿固定设置有横板，所述横板上对称开设有通孔，所述支撑板远离底板的一端固定设置有顶板，所述顶板靠近支撑板的一侧对称固定设置有第一齿条；

动力加载装置，所述动力加载装置设置在顶板靠近支撑板的一侧，所述动力加载装置的动力端固定设置有框架板，所述框架板中铰接贯穿设置有旋转杆，所述旋转杆上固定套设有第一齿轮，所述第一齿轮可被第一齿条啮合带动旋转，所述框架板的内侧壁上固定设置有旋转电机，所述旋转电机的输出端固定设置有第一丝杆，所述第一丝杆远离旋转电机的一端固定连接设置有第二丝杆，且第一丝杆和第二丝杆的表面螺纹方向相反，所述第一丝杆和第二丝杆上均活动套设有螺母块，所述螺母块的底部均固定设置有夹持件，两个所述夹持件的相对侧均内嵌设置有第一压力传感器，所述夹持件上均设置有防滑纹；

L型板，所述L型板有两个且分别活动贯穿于螺母块，所述L型板横板段靠近框架板的一侧均内嵌设置有第二压力传感器，两个所述L型板的相对侧分别固定设置有定位板和卡杆，所述定位板上开设有定位槽，所述卡杆可在定位槽中移动，所述定位板通过第一牵引绳连接于旋转杆上，所述卡杆通过第二牵引绳连接于旋转杆上，所述旋转杆的两端对称固定套设有第二齿轮，所述第二齿轮在旋转时可啮合推动第二齿条，使得第二齿条向下移动；以及

调节杆，所述调节杆共有两个且均铰接贯穿设置在支撑板中，所述调节杆的两端分别固定设置有手柄和第三齿轮，所述第二齿条可啮合并带动第三齿轮旋转，所述第三齿轮远离调节杆的一侧固定设置有第三丝杆，所述第三丝杆上活动设置有活动板，所述活动板上固定设置有推杆，所述推杆远离活动板的一端固定设置有限位板，两侧的所述限位板用于对样块进行定位。

优选的，所述框架板的两侧侧壁中均内嵌设置有第一圆环轴承，所述旋转杆铰接贯穿设置在第一圆环轴承中。

优选的，所述第二丝杆远离第一丝杆的一端铰接设置在轴承座中，所述轴承座固定设置在框架板的内侧壁上。

优选的，两个所述支撑板的相对侧均内嵌设置有导向轨，所述导向轨上均活动设置有滑块，所述导向轨上均固定设置有固定块，所述滑块和固定块之间连接设置有弹簧，所述滑块上固定设置有第二齿条。

优选的，所述支撑板中均内嵌设置有第二圆环轴承，所述调节杆铰接设置在第二圆环轴承中。

优选的，所述第三丝杆远离调节杆的一端固定设置有阻挡块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中设置有对样块进行定位夹持的结构，避免样块中的螺钉发生移动，使得后续对螺钉轴向拔出力的测试更加精准；

2、本发明可以对螺钉的钉杆从样块中拔出力的大小进行测量，而且在此之后，随着动力加载装置继续将框架板向上带动，还会自动触发L型板的上移，使得L型板将螺钉的钉头从钉杆上拔出来，进而测量此处的拔出力，无需额外的操作，就可以对螺钉不同位置的拔出力进行测量，更加符合螺钉在实际使用过程中所受到的压力施加情况；

3、本发明在测量螺钉的钉头从钉杆上分离的拔出力时，还会自动带动第三丝杆旋转，进而使得两侧的限位板向外移动，自动解除对样块的锁定，这是因为此时螺钉的钉杆已经从样块中拔出，不再需要对样块进行定位，因此此时的解锁时机刚刚好，进而可以节省后续人工解锁的时间，更加省时省力，减轻工人的操作负担。

本发明提供了螺钉轴向拔出力试验加载装置，可以对设置有螺钉的样块进行限位，并在同一个操作流程中，自动依次地测量螺钉的钉杆从样块中的拔出力、螺钉的钉头和钉杆相分离的拔出力，试验数据更加全面，更加符合螺钉在实际使用情况中所受压力的实际情况，使得试验结果更有意义。

附图说明

图1为本发明的整体结构的主视剖面示意图；

图2为本发明的图1中的A处放大图；

图3为本发明的限位板夹紧样块的操作状态示意图；

图4为本发明的夹持件夹紧螺钉的钉杆的操作状态示意图；

图5为本发明的动力加载装置拔出螺钉钉杆的操作状态示意图；

图6为本发明的L型板将螺钉的钉杆和钉头拔离的操作状态示意图。

图中：1底板、2支撑板、3横板、301通孔、4顶板、5第一齿条、6动力加载装置、7框架板、8旋转杆、9第一圆环轴承、10第一齿轮、11旋转电机、12第一丝杆、13第二丝杆、14轴承座、15螺母块、16夹持件、17第一压力传感器、18防滑纹、19L型板、20第二压力传感器、21定位板、211定位槽、22卡杆、23第一牵引绳、24第二牵引绳、25第二齿轮、26导向轨、27滑块、28固定块、29弹簧、30第二齿条、31调节杆、32第二圆环轴承、33手柄、34第三齿轮、35第三丝杆、36活动板、37推杆、38限位板、39阻挡块、40样块、41螺钉、411钉杆、412钉头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，其特征在于，包括：

底板1，底板1上对称固定设置有支撑板2，支撑板2靠近底板1的一端贯穿固定设置有横板3，横板3和底板1之间有一定的距离，横板3上对称开设有通孔301，在实际使用时，第二齿条30在被下压时可以通过通孔301，避免第二齿条30受到阻碍，支撑板2远离底板1的一端固定设置有顶板4，顶板4靠近支撑板2的一侧对称固定设置有第一齿条5，两个第一齿条5对称设置在动力加载装置6的两侧；

动力加载装置6，动力加载装置6设置在顶板4靠近支撑板2的一侧，动力加载装置6的动力端固定设置有框架板7，动力加载装置6可以为气缸、液压缸等等能够带动框架板7进行升降的设备，鉴于动力源本身并不是本发明的重点，在此不再赘述，框架板7中铰接贯穿设置有旋转杆8，框架板7的两侧侧壁中均内嵌设置有第一圆环轴承9，旋转杆8铰接贯穿设置在第一圆环轴承9中，在第一圆环轴承9的作用下，旋转杆8能够在原处发生转动，旋转杆8上固定套设有第一齿轮10，第一齿轮10可被第一齿条5啮合带动旋转，框架板7的内侧壁上固定设置有旋转电机11，旋转电机11为可以双向旋转的电机，旋转电机11的输出端固定设置有第一丝杆12，第一丝杆12远离旋转电机11的一端固定连接设置有第二丝杆13，且第一丝杆12和第二丝杆13的表面螺纹方向相反，因此当旋转电机11同时带动第一丝杆12、第二丝杆13旋转时，其上设置的两个螺母块15会同时进行相互靠近或者相互远离的动作，第二丝杆13远离第一丝杆12的一端铰接设置在轴承座14中，轴承座14固定设置在框架板7的内侧壁上，轴承座14的设置使得第一丝杆12和第二丝杆13可以稳定地发生原处转动，起到了活动支撑的作用，第一丝杆12和第二丝杆13上均活动套设有螺母块15，螺母块15的底部均固定设置有夹持件16，夹持件16用于对螺钉41的钉杆411进行夹持，进而便于后续的轴向拔出力试验，两个夹持件16的相对侧均内嵌设置有第一压力传感器17，第一压力传感器17的实时监测数值可通过外置的显示屏等进行显示，操作者可据此判断两个夹持件16是否已经对螺钉41的钉杆411部位进行稳定夹持，夹持件16上均设置有防滑纹18，防滑纹18的设置可以提高夹持的稳定性，避免螺钉41滑移；

L型板19，L型板19有两个且分别活动贯穿于螺母块15，因此L型板19的纵向段可以在螺母块15的贯穿孔中移动，L型板19横板段靠近框架板7的一侧均内嵌设置有第二压力传感器20，第二压力传感器20和第一压力传感器17的作用不同，第二压力传感器20的主要作用是监测需要多大的压力才能将螺钉41的钉头412从钉杆411上拔离，进而判断此处的轴向拔出力，试验更全面，更符合实际使用中对螺钉41的任意部位施加拔出力的情况，两个L型板19的相对侧分别固定设置有定位板21和卡杆22，定位板21上开设有定位槽211，卡杆22可在定位槽211中移动，卡杆22的横截面形状、大小与定位槽211的横截面形状、大小完全相同，因此卡杆22是贴合着定位槽211的内壁进行稳定移动的，定位板21通过第一牵引绳23连接于旋转杆8上，卡杆22通过第二牵引绳24连接于旋转杆8上，第一牵引绳23和第二牵引绳24均为无弹性绳，在初始状态下，第一牵引绳23和第二牵引绳24的未缠绕部分都有一定的盈余，使得定位板21和卡杆22可以进行小幅度地移动，旋转杆8的两端对称固定套设有第二齿轮25，第二齿轮25在旋转时可啮合推动第二齿条30，使得第二齿条30向下移动，具体地，两个支撑板2的相对侧均内嵌设置有导向轨26，导向轨26上均活动设置有滑块27，滑块27可沿着导向轨26进行滑移，而不能脱离导向轨26，导向轨26上均固定设置有固定块28，滑块27和固定块28之间连接设置有弹簧29，滑块27上固定设置有第二齿条30；以及

调节杆31，调节杆31共有两个且均铰接贯穿设置在支撑板2中，支撑板2中均内嵌设置有第二圆环轴承32，调节杆31铰接设置在第二圆环轴承32中，因此调节杆31可以稳定地发生原处旋转，调节杆31的两端分别固定设置有手柄33和第三齿轮34，手柄33的设置使得操作者对调节杆31的旋转操作更加便利，第二齿条30在下移时可啮合并带动第三齿轮34旋转，第三齿轮34远离调节杆31的一侧固定设置有第三丝杆35，第三丝杆35上活动设置有活动板36，当第三丝杆35旋转时，活动板36会沿着第三丝杆35滑移，活动板36上固定设置有推杆37，推杆37远离活动板36的一端固定设置有限位板38，第三丝杆35远离调节杆31的一端固定设置有阻挡块39，阻挡块39的设置可以避免活动板36在移动时从第三丝杆35上脱离，两侧的限位板38用于对样块40进行定位，使得在试验过程中样块40不会发生移动，进而确保对螺钉41轴向拔出力试验结果的准确性。

工作原理：

使用时，本装置能够对固定有螺钉41的样块40进行夹持、对螺钉41的钉杆411相对样块40的拔出力进行测量、对螺钉41的钉头412相对钉杆411拔出力进行测量、以及在后者测量的同时，解除对样块40的夹持锁定，具体地：

首先将螺钉41的钉杆411安装至样块40中，然后将样块40放在横板3的中间，再分别旋转两侧的手柄33，手柄33通过调节杆31带动第三丝杆35旋转，使得活动板36沿着第三丝杆35移动，活动板36又通过推杆37推动限位板38，直至限位板38紧贴样块40，由此，对样块40的两侧进行位置限定，避免在后续的螺钉41轴向拔出力试验中，因为样块40移动而导致试验不准确的问题发生，此外，为了进一步提高限位板38对样块40的定位效果，可以将二者设置为具有凸出部位和内凹部位的咬合结构，进而对限位板38在竖直方向的自由移动也被限制，使用效果更好。

接着，启动旋转电机11，旋转电机11能够同时带动第一丝杆12、第二丝杆13旋转，第一丝杆12和第二丝杆13的表面螺纹方向相反，因此其上设置的两个螺母块15能够同时发生相互靠近的动作，螺母块15带动夹持件16移动，直至两侧的夹持件16接触并对钉杆411造成压力，此时的第一压力传感器17可以实时监测压力值，在达到预定数值后，即表明此时已经对钉杆411进行了稳定地夹持，与此同时，关闭旋转电机11，启动动力加载装置6，动力加载装置6通过框架板7等等间带动夹持件16上移，夹持件16将螺钉41的钉杆411从样块40中拔出，动力加载装置6中的相关元件则实时测量数值，测量到的最大拔出力即为将螺钉41的钉杆411从样块40中的拔出力。

继续运行动力加载装置6，动力加载装置6将框架板7及其相关结构进一步向上移动，使得第一齿轮10靠近并直至和第一齿条5啮合，此时的第一齿轮10开始发生旋转，并带动旋转杆8旋转，使得第一牵引绳23和第二牵引绳24不断被收卷缠绕在旋转杆8上，此时的定位板21、卡杆22分别带动对应侧的L型板19上移，直至L型板19将螺钉41的钉头412从钉杆411上分离，L型板19中的第二压力传感器20一直对压力值进行检测，其中检测到的最大压力值即为将钉头412从钉杆411上分离的轴向拔出力，由此可见，本装置无需额外的操作，即可连续实现对螺钉41的钉杆411相对样块40的拔出力进行测量、对螺钉41的钉头412相对钉杆411拔出力进行测量，而且在后者的测量过程中，从样块40中脱离的钉杆411仍处于被夹持件16稳定夹持的状态，无需重新固定钉杆411，便可以对钉头412相对钉杆411的轴向拔出力进行试验测量，更加方便，效率也更高，有效节省人力物力，相比单一的检测方式，该种检测的试验结果更加全面，更加符合螺钉41在实际使用时所受拔出力不不同的情况。

此外，在对螺钉41的钉头412相对钉杆411的拔出力进行测量的过程中，旋转杆8也会同时带动第二齿轮25旋转，第二齿轮25会向下推动与之啮合的第二齿条30，此时的滑块27则向下压缩弹簧29，第二齿条30下移时带动第三齿轮34旋转，此时第三齿轮34的转动方向与初始对样块40进行固定时的旋转方向相反，由此，第三齿轮34带动第三丝杆35反向转动，使得活动板36通过推杆37带动限位板38向外移动，进而解除对样块40的定位锁定，在此操作过程中，螺钉41的钉杆411已经脱离样块40，因此解除锁定不会影响到对螺钉41的钉头412相对钉杆411拔出力进行测量的准确性，而且在进行钉头412拔出力测量的同时解除对样块40的限定，节省了时间，进一步缩短试验时间，更加高效快捷。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，其特征在于，包括：

底板(1)，所述底板(1)上对称固定设置有支撑板(2)，所述支撑板(2)靠近底板(1)的一端贯穿固定设置有横板(3)，所述横板(3)上对称开设有通孔(301)，所述支撑板(2)远离底板(1)的一端固定设置有顶板(4)，所述顶板(4)靠近支撑板(2)的一侧对称固定设置有第一齿条(5)；

动力加载装置(6)，所述动力加载装置(6)设置在顶板(4)靠近支撑板(2)的一侧，所述动力加载装置(6)的动力端固定设置有框架板(7)，所述框架板(7)中铰接贯穿设置有旋转杆(8)，所述旋转杆(8)上固定套设有第一齿轮(10)，所述第一齿轮(10)可被第一齿条(5)啮合带动旋转，所述框架板(7)的内侧壁上固定设置有旋转电机(11)，所述旋转电机(11)的输出端固定设置有第一丝杆(12)，所述第一丝杆(12)远离旋转电机(11)的一端固定连接设置有第二丝杆(13)，且第一丝杆(12)和第二丝杆(13)的表面螺纹方向相反，所述第一丝杆(12)和第二丝杆(13)上均活动套设有螺母块(15)，所述螺母块(15)的底部均固定设置有夹持件(16)，两个所述夹持件(16)的相对侧均内嵌设置有第一压力传感器(17)，所述夹持件(16)上均设置有防滑纹(18)；

L型板(19)，所述L型板(19)有两个且分别活动贯穿于螺母块(15)，所述L型板(19)横板段靠近框架板(7)的一侧均内嵌设置有第二压力传感器(20)，两个所述L型板(19)的相对侧分别固定设置有定位板(21)和卡杆(22)，所述定位板(21)上开设有定位槽(211)，所述卡杆(22)可在定位槽(211)中移动，所述定位板(21)通过第一牵引绳(23)连接于旋转杆(8)上，所述卡杆(22)通过第二牵引绳(24)连接于旋转杆(8)上，所述旋转杆(8)的两端对称固定套设有第二齿轮(25)，所述第二齿轮(25)在旋转时可啮合推动第二齿条(30)，使得第二齿条(30)向下移动；以及

调节杆(31)，所述调节杆(31)共有两个且均铰接贯穿设置在支撑板(2)中，所述调节杆(31)的两端分别固定设置有手柄(33)和第三齿轮(34)，所述第二齿条(30)可啮合并带动第三齿轮(34)旋转，所述第三齿轮(34)远离调节杆(31)的一侧固定设置有第三丝杆(35)，所述第三丝杆(35)上活动设置有活动板(36)，所述活动板(36)上固定设置有推杆(37)，所述推杆(37)远离活动板(36)的一端固定设置有限位板(38)，两侧的所述限位板(38)用于对样块(40)进行定位。

2.根据权利要求1所述的一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，其特征在于：所述框架板(7)的两侧侧壁中均内嵌设置有第一圆环轴承(9)，所述旋转杆(8)铰接贯穿设置在第一圆环轴承(9)中。

3.根据权利要求1所述的一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，其特征在于：所述第二丝杆(13)远离第一丝杆(12)的一端铰接设置在轴承座(14)中，所述轴承座(14)固定设置在框架板(7)的内侧壁上。

4.根据权利要求1所述的一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，其特征在于：两个所述支撑板(2)的相对侧均内嵌设置有导向轨(26)，所述导向轨(26)上均活动设置有滑块(27)，所述导向轨(26)上均固定设置有固定块(28)，所述滑块(27)和固定块(28)之间连接设置有弹簧(29)，所述滑块(27)上固定设置有第二齿条(30)。

5.根据权利要求1所述的一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，其特征在于：所述支撑板(2)中均内嵌设置有第二圆环轴承(32)，所述调节杆(31)铰接设置在第二圆环轴承(32)中。

6.根据权利要求1所述的一种螺钉轴向拔出力试验加载装置，其特征在于：所述第三丝杆(35)远离调节杆(31)的一端固定设置有阻挡块(39)。

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