CN116448605B - 一种多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，包括屈曲摆臂、内展外收摆臂和内外旋及载荷施加底座，通过Z向旋转及Z向载荷施加机构驱动内外旋及载荷施加底座实现绕Z向旋转及沿Z向施加载荷，模拟人工关节的内外旋运动以及模拟向人工关节施加人体在自重或负重情况的受力情况；屈曲摆臂连接在X向旋转机构上，通过X向旋转机构驱动屈曲摆臂绕X向旋转，模拟人工关节的屈曲运动；内展外收摆臂安装在屈曲摆臂上，通过Y向旋转机构驱动内展外收摆臂实现绕Y向旋转，模拟人工关节的内展外收运动；此外，本装置还包括Y向平移机构，通过Y向平移机构驱动内外旋及载荷施加底座沿Y向平移运动，模拟人工关节的前后运动。
Description
技术领域
本发明属于人工关节测试技术领域，特别涉及一种多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置。
背景技术
骨与骨间接连接称骨关节，由相邻的骨之间借结缔组织构成的囊相连，是人体承重和活动的关键部位。随着世界人口老龄化趋势的加剧和生活方式的改变，骨关节疾病的发生率急剧提高。几乎所有骨关节疾病都伴随有疼痛，且对正常生活造成不同程度的影响。
人工关节置换手术是治疗关节疾病、消除关节疼痛和恢复关节功能的最有效治疗方法，而人工关节的使用寿命是关节置换手术后患者生活质量的决定性因素。人工关节在服役过程中的关键挑战是人体活动导致的关节摩擦磨损，将导致关节下沉、组织粘连、骨溶解等一系列并发症。因此，评估人工关节的摩擦磨损性能是保障接受人工关节置换手术患者生活质量的重要前提。
人工关节的摩擦磨损测试主要由摩擦磨损测试装置完成，但现有人工关节摩擦磨损测试装置存在两个共性问题。一是自由度少，难以准确模拟人工关节在人体活动过程中的受力与运动状态；二是测试对象单一，不同位置的人工关节具有不同的形状和运动方式，同一位置的人工关节在尺寸和形状上也有显著差异，现有人工关节摩擦磨损测试装置无法对所有人工关节实现普适性。因此，亟需一种多功能、多自由度的人工关节摩擦磨损装置，实现对人工关节的全范围、全运动方式的摩擦磨损测试。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，可满足人工材料的髋、膝、踝、肩、肘、腕等关节的摩擦磨损性能测试需求，能够模拟人体各种关节的运动方式，同时具备加载频率高、控制精准、样品拆装方便、操作简单，安全可靠的特点。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，包括屈曲摆臂、内展外收摆臂和内外旋及载荷施加底座，其中，所述内外旋及载荷施加底座设置在Z向旋转及Z向载荷施加机构上，通过Z向旋转及Z向载荷施加机构驱动所述内外旋及载荷施加底座实现绕Z向旋转及沿Z向施加载荷，从而模拟人工关节的内外旋运动以及模拟向人工关节施加人体在自重或负重情况的受力情况；所述屈曲摆臂为L型，屈曲摆臂的一端连接在X向旋转机构上，通过X向旋转机构驱动所述屈曲摆臂实现绕X向旋转，从而模拟人工关节的屈曲运动；所述内展外收摆臂转动安装在屈曲摆臂的另一端，并且内展外收摆臂连接在Y向旋转机构上，通过Y向旋转机构驱动所述内展外收摆臂实现绕Y向旋转，从而模拟人工关节的内展外收运动；此外，本装置还包括Y向平移机构，通过Y向平移机构驱动所述内外旋及载荷施加底座沿Y向平移运动，模拟人工关节的前后运动。
在上述技术方案中，所述Z向旋转及Z向载荷施加机构，包括支撑框架、第一驱动电机、升降法兰、拉扭传动轴、第二驱动电机、扭转法兰和载荷传感器，第一驱动电机和第二驱动电机均安装在支撑框架内，第一驱动电机位于第二驱动电机下部，升降法兰同轴安装在第一驱动电机上，扭转法兰同轴安装在第二驱动电机上；所述拉扭传动轴沿Z向设置并轴向贯穿扭转法兰、第二驱动电机和升降法兰，拉扭传动轴的顶端通过载荷传感器法兰连接载荷传感器，所述内外旋及载荷施加底座安装在载荷传感器上；所述拉扭传动轴的下部具有滚珠丝杠结构，与升降法兰之间为螺旋配合，能够将随第一驱动电机旋转的升降法兰的旋转运动转化为拉扭传动轴轴向的直线运动，以实现施加Z向载荷；拉扭传动轴中部具有沿其轴向的键结构，扭转法兰中心通孔内具有与之配合的键槽结构，通过键与键槽配合，拉扭传动轴能够在第二驱动电机驱动扭转法兰旋转的驱动下做旋转运动，实现对人工关节内外旋运动的模拟。
在上述技术方案中，通过载荷传感器采集并反馈载荷数值给控制系统，实现对测试过程中人工关节承受载荷的精确控制。
在上述技术方案中，所述Y向平移机构，包括L型水平传动板、直线电机、直线电机支撑侧板和固定位置支撑板，L型水平传动板与Z向旋转及Z向载荷施加机构的支撑框架固定连接，并且L型水平传动板沿Y向滑动安装在固定位置支撑板上，直线电机固定安装在固定位置支撑板上，通过该直线电机能够带动L型水平传动板沿Y向运动，从而带动Z向旋转及Z向载荷施加机构沿Y向移动。
在上述技术方案中，在L型水平传动板上设置有沿Y向设置的水平滑动槽，在固定位置支撑板底部设置有沿Y向的水平滑动导轨。
在上述技术方案中，所述X向旋转机构，包括一屈曲旋转电机，该屈曲旋转电机同轴连接屈曲传动轴，屈曲传动轴连接屈曲摆臂安装法兰，所述屈曲摆臂通过屈曲摆臂安装法兰安装在屈曲传动轴上。
在上述技术方案中，所述Y向旋转机构，包括内展外收旋转电机，内展外收旋转电机安装在屈曲摆臂上，所述内展外收摆臂安装在内展外收旋转电机的旋转轴上。
在上述技术方案中，所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置还包括用于装夹待测试人工关节的测试夹具，测试夹具包括人工关节假骨封装工装和人工关节骨臼臼杯，其中，所述人工关节假骨封装工装安装在内展外收摆臂上；所述人工关节骨臼臼杯安装在内外旋及载荷施加底座上。
在上述技术方案中，所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置还包括Z向调节机构，所述X向旋转机构安装在该Z向调节机构上，通过Z向调节机构能够调节屈曲摆臂和内展外收摆臂的Z向位置，从而适应多种形式和尺寸的人工关节的安装需要。
在上述技术方案中，所述Z向调节机构，包括L型固定位置竖板、垂直传动板、抱闸步进电机、联轴器、滚珠丝杠、滚珠丝杠法兰和滚珠丝杠法兰固定支架，所述垂直传动板沿Z向滑动安装在L型固定位置竖板的背面；所述屈曲旋转电机安装于垂直传动板上，屈曲旋转电机的屈曲传动轴贯穿L型固定位置竖板，在屈曲传动轴贯穿L型固定位置竖板的一端连接屈曲摆臂安装法兰；所述抱闸步进电机固定在所述垂直传动板上，滚珠丝杠的一端通过联轴器同轴安装在抱闸步进电机的旋转轴上，滚珠丝杠的另一端通过安装在L型固定位置竖板上的滚珠丝杠法兰固定支架与滚珠丝杠法兰连接；当抱闸步进电机旋转时，能够带动垂直传动板沿Z向运动，从而带动垂直传动板上的屈曲旋转电机同步运动，实现调节屈曲摆臂和内展外收摆臂的Z向位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1，本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置具有5个独立控制的运动系统，分别模拟人工关节承载、内外旋运动、前后运动、屈曲运动和内展外收运动方式。单系统独立运动或多系统耦合运动，可以模拟人工关节在人体内的所有可能运动方式而进行摩擦磨损测试。
2，本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置还设置了Z向调节机构，X向旋转机构安装在该Z向调节机构上，进而通过Z向调节机构能够调节屈曲摆臂和内展外收摆臂的Z向位置，并结合调节X向旋转机构和Y向旋转机构，能够将内展外收摆臂运动到一定空间范围内的任意位置，从而可以满足各种形式、各种尺寸的人工关节的安装需要，以对其进行摩擦磨损测试。
3，本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置所涉及的所有驱动方式均为电力驱动，具有结构紧凑、无污染、低噪声的优势。
附图说明
图1是本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置的自由度示意图。
图2是本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置的主视图。
图3是本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置的左视图。
图4是本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置的后视图。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见附图1，一种多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，包括屈曲摆臂28、内展外收摆臂37、内外旋及载荷施加底座39，其中，所述内外旋及载荷施加底座39设置在Z向旋转及Z向载荷施加机构上，通过该Z向旋转及Z向载荷施加机构驱动所述内外旋及载荷施加底座39实现绕Z向旋转及沿Z向施加载荷（即沿Z向直线移动进而施加Z向载荷），从而模拟人工关节的内外旋运动以及模拟向人工关节施加人体在自重或负重情况的受力情况；所述屈曲摆臂28为L型，屈曲摆臂28的一端连接在X向旋转机构上，通过X向旋转机构驱动所述屈曲摆臂28实现绕X向旋转，从而模拟人工关节的屈曲运动；所述内展外收摆臂37转动安装在屈曲摆臂28的另一端，并且内展外收摆臂37连接在Y向旋转机构上，通过Y向旋转机构驱动所述内展外收摆臂37实现绕Y向旋转，从而模拟人工关节的内展外收运动。此外，本装置还包括Y向平移机构，通过Y向平移机构能够驱动所述内外旋及载荷施加底座39沿Y向平移运动，从而模拟人工关节的前后运动。
综上，本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置具备了五个自由度，通过某一自由度单独控制或多个自由度任意配合控制完成对人工关节在人体中的所有运动方式的模拟。下面参见附图2-附图4，对每个自由度的详细实现方式进行介绍。
所述Z向旋转及Z向载荷施加机构，包括底板1、第一侧板2-1、第二侧板2-2、第一驱动电机3、升降法兰4、拉扭传动轴5、第二驱动电机7、第二驱动电机支板6、扭转法兰8、载荷传感器连接法兰9和载荷传感器10，底板1与第一侧板2-1和第二侧板2-2的底端连接，构成支撑框架；第一驱动电机3固定在底板1上，升降法兰4同轴安装在第一驱动电机3上；第二驱动电机7位于第一驱动电机3上方位置，第二驱动电机7通过第二驱动电机支板6固定在第一侧板2-1和第二侧板2-2上，扭转法兰8同轴安装在第二驱动电机7上；所述拉扭传动轴5沿Z向设置并轴向贯穿扭转法兰8、第二驱动电机7和升降法兰4，拉扭传动轴5的顶端通过载荷传感器法兰9连接载荷传感器10，所述内外旋及载荷施加底座39安装在载荷传感器10上；所述拉扭传动轴5的下部具有一定长度的滚珠丝杠结构，与升降法兰4之间为螺旋配合关系，能够将随第一驱动电机3旋转的升降法兰4的旋转运动转化为拉扭传动轴5轴向的直线运动，以实现施加Z向载荷；拉扭传动轴5中部具有沿轴向一定长度的对称布置的两条键结构，扭转法兰8中心通孔内具有与之配合的键槽结构，通过键与键槽配合，拉扭传动轴5能够在第二驱动电机7驱动扭转法兰8旋转的驱动下做旋转运动，实现对人工关节内外旋运动的模拟，需要说明的是，第二驱动电机7驱动拉扭传动轴5旋转时，要控制第一驱动电机3同步旋转才能实现单独控制拉扭传动轴5旋转运动，如果只是第二驱动电机7驱动拉扭传动轴5旋转，第一驱动电机3停止在原位，则拉扭传动轴5旋转时会发生轴向移动，从而改变载荷大小。进一步的说，载荷数值可通过载荷传感器10采集并反馈给控制系统，实现对测试过程中人工关节承受载荷的精确控制。
所述Y向平移机构，包括L型水平传动板12、第一水平滑动槽13-1、第二水平滑动槽13-2、直线电机14、直线电机支撑底板15、直线电机支撑侧板16、直线电机固定垫板17、固定位置支撑板18、第一水平滑动导轨19-1和第二水平滑动导轨19-2，L型水平传动板12固定在第一侧板2-1和第二侧板2-2顶部，L型水平传动板12上设置相互平行的沿Y向设置的第一水平滑动槽13-1和第二水平滑动槽13-2，L型水平传动板12的侧部设置直线电机14，直线电机14的位置由直线电机支撑底板15和直线电机支撑侧板16确定并固定，直线电机支撑侧板16固定在固定位置支撑板18上，固定位置支撑板18和直线电机14之间设置有直线电机固定垫板17以确定直线电机14的安装高度；固定位置支撑板18底部设置有沿Y向的第一水平滑动导轨19-1和第二水平滑动导轨19-2，与L型水平传动板12上的第一水平滑动槽13-1和第二水平滑动槽13-2对应滑动配合；直线电机14能够带动L型水平传动板12沿第一水平滑动导轨19-1和第二水平滑动导轨19-2运动，从而带动Z向旋转及Z向载荷施加机构所有组件沿Y向移动，实现对人工关节前后运动的模拟。
所述X向旋转机构，包括一屈曲旋转电机25，该屈曲旋转电机25同轴连接屈曲传动轴26，屈曲传动轴26连接屈曲摆臂安装法兰27，所述屈曲摆臂28通过屈曲摆臂安装法兰27安装在屈曲传动轴26上，进而屈曲摆臂28能够通过屈曲传动轴26跟随屈曲旋转电机25的旋转而摆动，实现对人工关节屈曲运动的模拟。
所述Y向旋转机构，包括内展外收旋转电机35和内展外收安装法兰36，如图2所示，内展外收旋转电机35通过内展外收安装法兰36安装在屈曲摆臂28上，内展外收摆臂37安装在内展外收旋转电机35的旋转轴上，可跟随内展外收旋转电机35的旋转而摆动，实现对人工关节内展外收运动的模拟。
本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置还包括用于装夹待测试人工关节的测试夹具，测试夹具包括人工关节假骨封装工装38和人工关节骨臼臼杯11，参见附图2，其中，所述人工关节假骨封装工装38安装在内展外收摆臂37上，跟随内展外收摆臂37摆动模拟人体关节的内展外收运动，并可通过内展外收摆臂37跟随屈曲摆臂28摆动模拟人体关节的屈曲运动；所述人工关节骨臼臼杯11安装在载荷传感器10顶部的内外旋及载荷施加底座39上，通过拉扭传动轴5对其施加模拟自重或负重情况下人体关节的承载情况，并跟随拉扭传动轴5旋转模拟人体关节的内外旋运动，同时，可以通过拉扭传动轴5跟随L型水平传动板12运动模拟人体关节的前后运动。
进一步的说，本发明的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置还设置了Z向调节机构，所述X向旋转机构安装在该Z向调节机构上，进而通过Z向调节机构能够调节屈曲摆臂28和内展外收摆臂37的Z向位置（即高度位置），并结合调节X向旋转机构和Y向旋转机构，能够将内展外收摆臂运动到一定空间范围内的任意位置，从而可以满足各种形式、各种尺寸的人工关节的安装需要，以对其进行摩擦磨损测试。
具体的讲，Z向调节机构，包括L型固定位置竖板20、第一垂直滑动导轨21-1、第二垂直滑动导轨21-2、垂直传动板22、第一垂直滑动槽23-1、第二垂直滑动槽23-2、第一抱闸步进电机29-1、第二抱闸步进电机29-2、第一联轴器30-1、第二联轴器30-2、第一抱闸步进电机固定支架31-1、第二抱闸步进电机固定支架31-2、第一滚珠丝杠32-1、第二滚珠丝杠32-2、第一滚珠丝杠法兰33-1、第二滚珠丝杠法兰33-2、第一滚珠丝杠法兰固定支架34-1、第二滚珠丝杠法兰固定支架34-2，所述L型固定位置竖板20竖直安装在固定位置支撑板18上，L型固定位置竖板20背面设置沿Z向设置的第一垂直滑动导轨21-1和第二垂直滑动导轨21-2，第一垂直滑动导轨21-1和第二垂直滑动导轨21-2相平行；垂直传动板22上设置与第一垂直滑动导轨21-1和第二垂直滑动导轨21-2相配合的第一垂直滑动槽23-1和第二垂直滑动槽23-2，进而使垂直传动板22沿Z向滑动安装在L型固定位置竖板20背面；所述屈曲旋转电机25通过屈曲旋转电机安装法兰24安装于垂直传动板22上，屈曲旋转电机25的屈曲传动轴26贯穿L型固定位置竖板20，在屈曲传动轴26贯穿L型固定位置竖板20的一端连接屈曲摆臂安装法兰27；所述第一抱闸步进电机29-1和第二抱闸步进电机29-2分别通过第一抱闸步进电机固定支架31-1和第二抱闸步进电机固定支架31-2固定在所述垂直传动板22上，第一滚珠丝杠32-1和第二滚珠丝杠32-2分别通过第一联轴器30-1和第二联轴器30-2同轴安装在第一抱闸步进电机29-1和第二抱闸步进电机29-2的旋转轴上，第一滚珠丝杠32-1和第二滚珠丝杠32-2的底部通过安装在L型固定位置竖板20上的第一滚珠丝杠法兰固定支架34-1、第二滚珠丝杠法兰固定支架34-2分别与第一滚珠丝杠法兰33-1和第二滚珠丝杠法兰33-2连接；上述滚珠丝杠结构可将第一抱闸步进电机29-1和第二抱闸步进电机29-2的旋转运动转化为直线运动，并通过第一抱闸步进电机固定支架31-1和第二抱闸步进电机固定支架31-2带动垂直传动板22沿第一垂直滑动导轨21-1和第二垂直滑动导轨21-2运动，从而带动垂直传动板22上的屈曲旋转电机25同步运动，实现调节屈曲摆臂28和内展外收摆臂37的Z向位置。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：包括屈曲摆臂、内展外收摆臂和内外旋及载荷施加底座，其中，所述内外旋及载荷施加底座设置在Z向旋转及Z向载荷施加机构上，通过Z向旋转及Z向载荷施加机构驱动所述内外旋及载荷施加底座实现绕Z向旋转及沿Z向施加载荷，从而模拟人工关节的内外旋运动以及模拟向人工关节施加人体在自重或负重情况的受力情况；所述屈曲摆臂为L型，屈曲摆臂的一端连接在X向旋转机构上，通过X向旋转机构驱动所述屈曲摆臂实现绕X向旋转，从而模拟人工关节的屈曲运动；所述内展外收摆臂转动安装在屈曲摆臂的另一端，并且内展外收摆臂连接在Y向旋转机构上，通过Y向旋转机构驱动所述内展外收摆臂实现绕Y向旋转，从而模拟人工关节的内展外收运动；此外，本装置还包括Y向平移机构，通过Y向平移机构驱动所述内外旋及载荷施加底座沿Y向平移运动，模拟人工关节的前后运动；
所述Z向旋转及Z向载荷施加机构，包括支撑框架、第一驱动电机、升降法兰、拉扭传动轴、第二驱动电机、扭转法兰和载荷传感器，第一驱动电机和第二驱动电机均安装在支撑框架内，第一驱动电机位于第二驱动电机下部，升降法兰同轴安装在第一驱动电机上，扭转法兰同轴安装在第二驱动电机上；所述拉扭传动轴沿Z向设置并轴向贯穿扭转法兰、第二驱动电机和升降法兰，拉扭传动轴的顶端通过载荷传感器法兰连接载荷传感器，所述内外旋及载荷施加底座安装在载荷传感器上；所述拉扭传动轴的下部具有滚珠丝杠结构，与升降法兰之间为螺旋配合，能够将随第一驱动电机旋转的升降法兰的旋转运动转化为拉扭传动轴轴向的直线运动，以实现施加Z向载荷；拉扭传动轴中部具有沿其轴向的键结构，扭转法兰中心通孔内具有与之配合的键槽结构，通过键与键槽配合，拉扭传动轴能够在第二驱动电机驱动扭转法兰旋转的驱动下做旋转运动，实现对人工关节内外旋运动的模拟。
2.根据权利要求1所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：通过载荷传感器采集并反馈载荷数值给控制系统，实现对测试过程中人工关节承受载荷的精确控制。
3.根据权利要求1所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：所述Y向平移机构，包括L型水平传动板、直线电机、直线电机支撑侧板和固定位置支撑板，L型水平传动板与Z向旋转及Z向载荷施加机构的支撑框架固定连接，并且L型水平传动板沿Y向滑动安装在固定位置支撑板上，直线电机固定安装在固定位置支撑板上，通过该直线电机能够带动L型水平传动板沿Y向运动，从而带动Z向旋转及Z向载荷施加机构沿Y向移动。
4.根据权利要求3所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：在L型水平传动板上设置有沿Y向设置的水平滑动槽，在固定位置支撑板底部设置有沿Y向的水平滑动导轨。
5.根据权利要求1所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：所述X向旋转机构，包括一屈曲旋转电机，该屈曲旋转电机同轴连接屈曲传动轴，屈曲传动轴连接屈曲摆臂安装法兰，所述屈曲摆臂通过屈曲摆臂安装法兰安装在屈曲传动轴上。
6.根据权利要求1所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：所述Y向旋转机构，包括内展外收旋转电机，内展外收旋转电机安装在屈曲摆臂上，所述内展外收摆臂安装在内展外收旋转电机的旋转轴上。
7.根据权利要求1所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置还包括用于装夹待测试人工关节的测试夹具，测试夹具包括人工关节假骨封装工装和人工关节骨臼臼杯，其中，所述人工关节假骨封装工装安装在内展外收摆臂上；所述人工关节骨臼臼杯安装在内外旋及载荷施加底座上。
8.根据权利要求5所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置还包括Z向调节机构，所述X向旋转机构安装在该Z向调节机构上，通过Z向调节机构能够调节屈曲摆臂和内展外收摆臂的Z向位置，从而适应多种形式和尺寸的人工关节的安装需要。
9.根据权利要求8所述的多功能五自由度人工关节摩擦磨损测试装置，其特征在于：所述Z向调节机构，包括L型固定位置竖板、垂直传动板、抱闸步进电机、联轴器、滚珠丝杠、滚珠丝杠法兰和滚珠丝杠法兰固定支架，所述垂直传动板沿Z向滑动安装在L型固定位置竖板的背面；所述屈曲旋转电机安装于垂直传动板上，屈曲旋转电机的屈曲传动轴贯穿L型固定位置竖板，在屈曲传动轴贯穿L型固定位置竖板的一端连接屈曲摆臂安装法兰；所述抱闸步进电机固定在所述垂直传动板上，滚珠丝杠的一端通过联轴器同轴安装在抱闸步进电机的旋转轴上，滚珠丝杠的另一端通过安装在L型固定位置竖板上的滚珠丝杠法兰固定支架与滚珠丝杠法兰连接；当抱闸步进电机旋转时，能够带动垂直传动板沿Z向运动，从而带动垂直传动板上的屈曲旋转电机同步运动，实现调节屈曲摆臂和内展外收摆臂的Z向位置。
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