CN203341855U - 一种人工骨关节摩擦磨损试验装置 - Google Patents

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朱艳华
王守仁
孙芹
郭培全
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Abstract

本实用新型涉及仪器科学或仿生机器人领域，具体地说是一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其包括底座，所述底座为“L”形，所述底座的顶端固定设置有气缸，气缸的活塞杆上设置有推杆，所述推杆竖直放置，所述推杆后部固定设置有第一伞形齿轮，所述推杆底面设置有与第一伞形齿轮相啮合的第二伞形齿轮，所述推杆与所述第二伞形齿轮同心，且第二伞形齿轮内设置有滚动轴承，所述推杆与所述第二伞形齿轮通过滚动轴承连接在一起，所述第二伞形齿轮下部固定设置有关节头，所述骨关节的下部设置有固定设置在底座上的关节窝。本实用新型能比较真实的模拟人体关节的运动情况，为不同关节假体材料的临床应用提供准确可靠的实验数据。

Description

一种人工骨关节摩擦磨损试验装置
技术领域
本实用新型涉及仪器科学或仿生机器人领域，具体地说是一种人工骨关节摩擦磨损试验装置。
背景技术
关节置换术至今已有100多年的历史，目前，全世界每年都有超过50万例的关节置换手术。关节置换术主要是将生物体医用材料或者金属基生物材料植入人体内，代替原有的人体器官，来恢复或实现人体的正常功能。关节置换主要是膝关节和髋关节的置换，人工全髋关节置换术作为一项成熟和经典的骨科治疗技术已经在髋关节疾病的治疗中取得了巨大的成功，但对于中青年股骨头坏死患者，应用人工关节置换后的并发症发生率较高，远期效果并不理想，不少患者一生中不得不接受一次甚至数次的关节翻修手术，而目前关节翻修手术从手术难度、术中创伤到远期效果都仍存在诸多问题。所以目前有很多人致力于研究这些新型材料能否有效的代替原有的骨头材质，使得能够在人体内很长的时间内发挥作用。人工关节的磨损，是一个重要的临床问题，也是检测这些材料的重要依据。近年来，研究者相继采用销-盘磨损实验、环-盘磨损实验、四球磨损实验等，但实验设备由于结构限制无法进行全尺寸的关节副摩擦磨损试验，并且试件在接触形式上，与实际关节的工况有差异，导致不能有效地模拟人体关机的运动机理。因此，需要重新研制人工关节试验机的运动性能，使之能比较真实的模拟人体关节的运动情况，，为不同关节假体材料的临床应用提供准确可靠的实验数据。
发明内容
本实用新型为了弥补现有技术中的不足，提供了一种方便实用的人工骨关节摩擦磨损试验装置。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，包括底座，所述底座为“L”形，所述底座的顶端固定设置有气缸，气缸的活塞杆上设置有推杆，所述推杆竖直放置，所述推杆后部固定设置有第一伞形齿轮，所述推杆底面设置有与第一伞形齿轮相啮合的第二伞形齿轮，所述推杆与所述第二伞形齿轮同心，且第二伞形齿轮内设置有滚动轴承，所述推杆与所述第二伞形齿轮通过滚动轴承连接在一起，所述第二伞形齿轮下部固定设置有关节头，所述骨关节的下部设置有固定设置在底座上的关节窝。
进一步地，所述推杆包括上推杆和下推杆，所述上推杆的下部内设置有槽，所述下推杆的上部设置有与槽相配合的移动杆，所述上推杆与下推杆之间的移动杆的外表面设置有弹簧。
进一步地，所述气缸与所述推杆的上部通过铰链连接在一起。
进一步地，所述下骨固定设置在夹持装置上，所述夹持装置固定设置在支撑装置上，所述支撑装置与所述底座固定连接。
进一步地，所述底座的竖直部分上活动连接有横梁，所述横梁上固定设置有配重装置。
进一步地，所述底座与所述横梁通过铰链连接在一起。
进一步地，所述气缸固定设置在所述底座的前面，所述推杆固定设置在所述气缸的前面，所述横梁设置在所述底座的后面。
本实用新型的有益效果是：本实用新型能比较真实的模拟人体关节的运动情况，为不同关节假体材料的临床应用提供准确可靠的实验数据。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1、底座，2、支撑装置，3、关节窝，4、关节头，5、滚动轴承，6、弹簧，7、第一伞形齿轮，8、铰链，9、推杆，10、气缸，11、活塞杆，12、上推杆，13、槽，14、移动杆，15、下推杆，16、横梁，17、第二伞形齿轮，18、配重装置，19、夹持装置。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型作进一步的说明：
一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，包括底座1，所述底座1为“L”形，所述底座1的顶端固定设置有气缸10，气缸10的活塞杆11上设置有推杆9，所述推杆9竖直放置，所述推杆9后部固定设置有第一伞形齿轮7，所述推杆9底面设置有与第一伞形齿轮7相啮合的第二伞形齿轮17，所述推杆9与所述第二伞形齿轮17同心，且第二伞形齿轮17内设置有滚动轴承5，所述推杆9与所述第二伞形齿轮17通过滚动轴承5连接在一起，所述第二伞形齿轮17下部固定设置有关节头4，所述关节头4的下部设置有固定设置在底座1上的关节窝3。
本实用新型中，所述推杆9包括上推杆12和下推杆15，所述上推杆12的下部内设置有槽13，所述下推杆15的上部设置有与槽13相配合的移动杆14，所述上推杆12与下推杆15之间的移动杆14的外表面设置有弹簧6。
本实用新型中，所述气缸10与所述推杆9的上部通过铰链8连接在一起。
本实用新型中，所述关节窝3固定设置在夹持装置19上，所述夹持装置19固定设置在支撑装置2上，所述支撑装置2与所述底座1固定连接。
本实用新型中，所述底座1的竖直部分上活动连接有横梁16，所述横梁16上固定设置有配重装置18。
本实用新型中，所述底座1与所述横梁16通过铰链8连接在一起。
本实用新型中，所述气缸10固定设置在所述底座1的前面，所述推杆9固定设置在所述气缸10的前面，所述横梁16设置在所述底座1的后面。
本实用新型的工作过程是：气缸10的活塞杆11左右摆动，带动推杆9和第一伞形齿轮7左右摆动，从而带动第二伞形齿轮17左右摆动，从而实现了关节头4的左右摆动，模拟了骨关节的屈伸运动，在关节头4左右摆动的同时，由于推杆9和第二伞形齿轮17通过滚动轴承5相连，从而实现了第二伞形齿轮17有一定的旋转，这样使得关节头4也产生一定的旋转，和关节窝3之间有一定的摩擦，模拟了骨关节的内外转动的动作，在骨关节关节头4在关节窝3上摆动和旋转的过程中，由于推杆上设置有弹簧，可以实现一定的缓冲。
本实用新型中的其他部分采用现有技术，在此不再赘述。

Claims (7)

1.一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其特征是：包括底座，所述底座为“L”形，所述底座的顶端固定设置有气缸，气缸的活塞杆上设置有推杆，所述推杆竖直放置，所述推杆后部固定设置有第一伞形齿轮，所述推杆底面设置有与第一伞形齿轮相啮合的第二伞形齿轮，所述推杆与所述第二伞形齿轮同心，且第二伞形齿轮内设置有滚动轴承，所述推杆与所述第二伞形齿轮通过滚动轴承连接在一起，所述第二伞形齿轮下部固定设置有关节头，所述骨关节的下部设置有固定设置在底座上的关节窝。
2.根据权利要求1所述的一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其特征是：所述推杆包括上推杆和下推杆，所述上推杆的下部内设置有槽，所述下推杆的上部设置有与槽相配合的移动杆，所述上推杆与下推杆之间的移动杆的外表面设置有弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其特征是：所述气缸与所述推杆的上部通过铰链连接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其特征是：所述关节窝固定设置在夹持装置上，所述夹持装置固定设置在支撑装置上，所述支撑装置与所述底座固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其特征是：所述底座的竖直部分上活动连接有横梁，所述横梁上固定设置有配重装置。
6.根据权利要求5所述的一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其特征是：所述底座与所述横梁通过铰链连接在一起。
7.根据权利要求5所述的一种人工骨关节摩擦磨损试验装置，其特征是：所述气缸固定设置在所述底座的前面，所述推杆固定设置在所述气缸的前面，所述横梁设置在所述底座的后面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103315832A (zh) * 2013-07-11 2013-09-25 山东英才学院 一种人工骨关节摩擦磨损试验装置
CN106859810A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 福建中医药大学 一种用于产生膝关节磨损的动物实验装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106859810A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 福建中医药大学 一种用于产生膝关节磨损的动物实验装置
CN106859810B (zh) * 2017-03-31 2018-11-06 福建中医药大学 一种用于产生膝关节磨损的动物实验装置

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