CN210533888U - 测试机 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种测试机，用于检测医用螺钉的自攻性能，测试机包括机架、第一驱动组件、第二驱动组件、弹性件以及配重组件；第一驱动组件与机架连接，第二驱动组件与机架滑动连接，弹性件位于第一驱动组件和第二驱动组件之间且能够同时抵持于第一驱动组件和第二驱动组件；配重组件与机架连接，用于平衡第二驱动组件的重力，以使弹性件呈自然状态；第一驱动组件用于驱动弹性件运动，以使弹性件被压缩并驱动第二驱动组件远离第一驱动组件；第二驱动组件用于驱动待测试的医用螺钉转动。该测试机测量结果的误差小，准确性高。

Description

测试机

技术领域

本实用新型涉及检测设备领域，具体而言，涉及一种测试机。

背景技术

医用螺钉的自攻性能是一个非常重要的性能指标，一般参考的检测标准是ASTMF543-A4，即以恒定速率增加医用螺钉的轴向载荷压力。

研究发现，现有的用于检测医用螺钉的自攻性能的检测设备存在如下缺点：

检测结果误差大。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种测试机，其能够减小医用螺钉的自攻性能测试结果的误差，提高检测结果的准确性。

本实用新型的实施例可以这样实现：

第一方面，本实用新型实施例提供一种测试机，用于检测医用螺钉的自攻性能，测试机包括：

机架、第一驱动组件、第二驱动组件、弹性件以及配重组件；第一驱动组件与机架连接，第二驱动组件与机架滑动连接，弹性件位于第一驱动组件和第二驱动组件之间且能够同时抵持于第一驱动组件和第二驱动组件；配重组件与机架连接，用于平衡第二驱动组件的重力，以使弹性件呈自然状态；第一驱动组件用于驱动弹性件运动，以使弹性件被压缩并驱动第二驱动组件远离第一驱动组件；第二驱动组件用于驱动待测试的医用螺钉转动。

在可选的实施方式中，弹性件包括弹簧，弹簧位于第一驱动组件和第二驱动组件之间，且弹簧的两端能够同时抵持第一驱动组件和第二驱动组件。

在可选的实施方式中，弹性件分别与第一驱动组件和第二驱动组件连接。

在可选的实施方式中，第一驱动组件包括伸缩结构，伸缩结构与机架连接，用于驱动弹性件靠近或者远离第二驱动组件。

在可选的实施方式中，第二驱动组件包括电动机以及滑动件，滑动件与机架滑动配合，电动机与滑动件连接，电动机用于驱动待测试的螺钉转动；弹性件能够抵持在滑动件上。

在可选的实施方式中，机架上设置有导向件，滑动件与导向件滑动配合。

在可选的实施方式中，第二驱动组件还包括夹具，夹具与电动机的输出轴连接，夹具用于夹持待测试的螺钉。

在可选的实施方式中，配重组件包括拉线、滑轮组以及配重块，滑轮组与机架连接，拉线绕设于滑轮组，且拉线的一端与第二驱动组件连接，其另一端与配重块连接。

在可选的实施方式中，配重组件还包括承载件，承载件与机架滑动连接，拉线与承载件连接，配重块置于承载件上。

在可选的实施方式中，测试机还包括第一传感器以及第二传感器，第一传感器用于检测第一驱动组件作用在待测试的螺钉上的压力；第二传感器用于检测第二驱动组件作用在待测试的螺钉上的扭力。

本实用新型实施例的有益效果包括，例如：

综上，本实施例提供了一种测试机，在测试过程中，测试机与被测物件构成的系统的刚度对测试结果影响较大，设定第一驱动组件的刚度为K1，第二驱动组件的刚度为K2，待测试的医用螺钉和模拟骨块的组合结构的刚度为K3。应当理解，测试时，需要通过测试机为医用螺钉提供稳定的轴向压力，因此，第一驱动组件和第二驱动组件的刚度较大，以保证在测试过程中不易发生径向以及轴向的变形，因此，K1和K2的数值远大于K3的数值，未设置弹性件的测试系统的整体刚度K0＝1/(1/K1+1/K2+1/K3)，K0的结果约等于K3，当医用螺钉和模拟骨块二者中的至少一个改变时，就会改变系统的整体刚度，且影响较大。当利用未设置弹性件的测试设备测试医用螺钉性能的过程中，针对医用螺钉和模拟骨块不断变化的情况，需要根据操作者的经验来调节测试设备的PID值，以达到理想的控制效果。因此，未设置弹性件的测试设备使用时由于操作者不同，调节的效果不一样，最终导致测试结果误差大，准确性差。现有的测试设备均未采用弹性件，导致测量误差大，准确性差。而本实施例提供的测试机，包括弹性件，设定弹性件的刚度为K4，弹性件的刚度远小于K1、K2和K3的数值，测试系统整体的刚度K0′＝1/(1/K1+1/K2+1/K3+1/K4)，K0′的结果约等于K4，也即当更换不同的医用螺钉以及模拟骨块来进行对应的测试时，由于弹性件没有变化，也不会造成系统的刚度有较大变化，不需要进行系统的调试，降低了测试难度，且提高了测试结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例提供的测试机的第一视角的结构示意图；

图2为本实施例提供的测试机的第二视角的结构示意图。

图标：

001-测试机；002-医用螺钉；003-模拟骨块；100-机架；110-底座；120-立柱；130-横梁；140-固定板；150-导向件；200-第一驱动组件；210-轴向电机；220-压板；300-第二驱动组件；310-电动机；320-滑动板；330-夹具；400-弹性件；500-配重组件；510-拉线；520-滑轮组；530-配重块；540-承载件；600-第一传感器；700-第二传感器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

本实施例提供了一种测试机001，适用于测试医用螺钉002的自攻性能，具体的，用于测试医用螺钉002的轴向载荷力。该测试件测量得到的医用螺钉002的性能参数误差小，准确可靠。

本实施例中，请参阅图1和图2，图1示出了测试机001的第一视角的结构示意图，图2示出了测试机001的第二视角的结构示意图。测试机001包括机架100、第一驱动组件200、第二驱动组件300、弹性件400以及配重组件500；第一驱动组件200与机架100连接，第二驱动组件300与机架100滑动连接，弹性件400位于第一驱动组件200和第二驱动组件300之间且能够同时抵持于第一驱动组件200和第二驱动组件300；配重组件500与机架100连接，用于平衡第二驱动组件300的重力，以使弹性件400呈自然状态，其中，自然状态是指弹性件400处于未被拉伸，也未被压缩的状态；第一驱动组件200用于驱动弹性件400运动，以使弹性件400被压缩并驱动第二驱动组件300远离第一驱动组件200；第二驱动组件300用于驱动待测试的医用螺钉002转动。

需要说明的是，本实施例提供的测试机001，使用时，竖向放置，第一驱动组件200、弹性件400、第二驱动组件300、医用螺钉002和模拟骨块003自上而下依次排布。在测试设备作业前，需要调节配重组件500，以使配重组件500平衡第二驱动组件300的重力，使位于第一驱动组件200和第二驱动组件300之间的弹性件400呈自然状态，然后可以启动第一驱动组件200和第二驱动组件300进行测试。第一驱动组件200提供轴向力，按压弹性件400使弹性件400发生形变并产生弹力，第一驱动组件200的轴心力先转化为弹力，然后通过该弹力驱动第二驱动组件300向下滑动，同时，第二驱动组件300为安装于其上的医用螺钉002提供扭力，通过第一驱动组件200和第二驱动组件300的共同作用使医用螺钉002旋入模拟骨块003。

在测试过程中，测试机001与被测物件构成的系统的刚度对测试结果影响较大，设定第一驱动组件200的刚度为K1，第二驱动组件300的刚度为K2，待测试的医用螺钉002和模拟骨块003的组合结构的刚度为K3。应当理解，测试时，需要通过测试机001为医用螺钉002提供稳定的轴向压力，因此，第一驱动组件200和第二驱动组件300的刚度较大，以保证在测试过程中不易发生径向以及轴向的变形，因此，K1和K2的数值远大于K3的数值，未设置弹性件400的测试系统的整体刚度K0＝1/(1/K1+1/K2+1/K3)，K0的结果约等于K3，当医用螺钉002和模拟骨块003二者中的至少一个改变时，就会改变系统的整体刚度，且影响较大。当利用未设置弹性件400的测试设备测试医用螺钉002性能的过程中，针对医用螺钉002和模拟骨块003不断变化的情况，需要根据操作者的经验来调节测试设备的PID值，以达到理想的控制效果。因此，未设置弹性件400的测试设备使用时由于操作者不同，调节的效果不一样，最终导致测试结果误差大，准确性差。而现有的测试设备均未采用弹性件400，当改变医用螺钉002或者模拟骨块003中的至少一个时，对于系统刚度的影响大，需要操作者根据经验来调整PID值，进而导致测量误差大，准确性差。而本实施例提供的测试机001，包括弹性件400，设定弹性件400的刚度为K4，弹性件400的刚度远小于K1、K2和K3的数值，测试系统整体的刚度K0′＝1/(1/K1+1/K2+1/K3+1/K4)，K0′的结果约等于K4，也即当更换不同的医用螺钉002以及模拟骨块003来进行对应的测试时，由于弹性件400没有变化，也不会造成系统的刚度有较大变化，不需要进行系统的调试，降低了测试难度，且提高了测试结果的准确性。

需要说明的是，上述的计算公式涉及弹簧串联后系统的刚度计算公式，如下：

两根弹簧串联时，假设弹簧受拉力F，则，第一根弹簧伸长L1＝F/K1，第二根弹簧伸长L2＝F/K2，则总伸长L＝(F/K1+F/K2)，新的刚度系数(劲度系数)为K＝F/L＝1/(1/K1+1/K2)。

可选的，机架100包括底座110、两根立柱120、横梁130以及固定板140，底座110水平设置，两根立柱120平行间隔设置且均与底座110连接，横梁130同时与两个立柱120固定连接，固定板140与横梁130固定连接。底座110朝向固定板140的一板面用于放置与待测试医用螺钉002配合的模拟骨块003。模拟骨块003上可以预设供医用螺钉002穿入的孔。

进一步的，机架100还包括导向件150，导向件150可以是圆柱形杆，导向件150与固定板140固定连接，且导向件150与立柱120平行。

可选的，弹性件400包括弹簧，弹簧的形变能力强，也即弹簧的刚度小，弹簧刚度的倒数的数值大，整个测试系统的刚度更加稳定。弹簧的两端同时与第一驱动组件200和第二驱动组件300连接，弹簧竖向设置时，在其自重下发生一定的拉伸形变，为了提高测试结果的准确性，在测试时，需要调整配重组件500使弹簧呈自然状态。配重组件500需要同时平衡第二驱动组件300的重力以及弹簧的重力，使位于第一驱动组件200和第二驱动组件300之间的弹簧既没有被拉伸也没有被压缩，处于没有储存弹力的自然状态，当第一驱动组件200提供轴向力使，弹簧产生的弹力与轴向力相等，提高测试结果的准确性。

在其他实施例中，弹性件400可以包括橡胶垫。此外，弹性件400设置于第一驱动组件200和第二驱动组件300之间，在测试过程中，弹性件400相对的两侧能够同时与第一驱动组件200和第二驱动组件300抵持即可，弹性件400可以不与第一驱动组件200和第二驱动组件300连接。

本实施例中，第一驱动组件200为弹性件400提供轴向力，以使弹性件400被压缩而产生向下的推力，推动第二驱动组件300运动。第一驱动组件200可以包括伸缩结构，例如，本实施例中，第一驱动组件200包括轴向电机210。或者，在其他实施例中，第一驱动组件200包括气缸、液压缸、齿轮齿条传动机构或者丝杠传动结构等。

进一步的，第一驱动组件200还包括压板220，压板220用于按压弹性件400，使弹性件400的受力更加均衡，且使弹性件400的弹力基本沿竖向，不易产生在与竖向具有夹角的方向上的分力，提高测试结果的准确性。压板220与导向件150滑动连接。

本实施例中，第二驱动组件300为待测试的医用螺钉002提供扭力，即能够带动安装于第二驱动组件300上的医用螺钉002转动，进而螺接在模拟骨块003上。可选的，第二驱动组件300包括电动机310，电动机310与机架100滑动连接，能够在第一驱动组件200和弹性件400的配合作用下沿机架100的高度方向往复滑动。

进一步的，第二驱动组件300包括滑动件，滑动件可以是滑动板320，滑动板320上设置有导向孔。电动机310与滑动板320连接，滑动板320与机架100滑动连接。换句话说，滑动板320上的导向孔与导向件150滑动配合，导向件150穿设于导向孔内，滑动板320可以沿着导向件150的轴向往复滑动。需要说明的是，滑动板320上的导向孔的数量可以是一个或者多个，当导向孔的数量为多个时，导向件150的数量也为多个，多个导向件150与多个导向孔一一对应滑动配合。

进一步的，第二驱动组件300还包括夹具330，夹具330与电动机310的输出轴连接，夹具330用于夹持医用螺钉002，且在电动机310的驱动下，医用螺钉002与输出轴一起转动。夹具330可以是三爪夹持器。

本实施例中，配重组件500包括拉线510、滑轮组520以及配重块530，滑轮组520与机架100连接，拉线510绕设于滑轮组520，且拉线510的一端与第二驱动组件300连接，其另一端与配重块530连接。可选的，拉线510与第二驱动组件300的滑动板320连接，且拉线510与滑动板320连接的一端以及拉线510与配重块530连接的一端位于横梁130的两侧，换句话说，滑动板320与配重块530位于横梁130的两侧，便于配重组件500的设置。需要说明的是，滑轮组520中滑轮的数量按需设置，在此不进行具体限定。

进一步的，配重组件500还包括承载件540，承载件540与机架100滑动连接，具体的，承载件540与横梁130通过导向结构滑动连接，导向结构可以是相互配合的导柱导套等。拉线510与承载件540连接，配重块530置于承载件540上。承载件540包括承载框，承载框能够容纳配重块530，可以按需增减位于承载件540中的配重块530以调节第二驱动组件300的重力。需要说明的是，医用螺钉002安装于夹具330后，由于医用螺钉002具有重力，此时需要调整配重块530的重力以平衡医用螺钉002和第二驱动组件300的共同的重力，以保持弹性件400处于自然状态，由于配重块530直接置于承载件540中，取放方便。配重块530可以是砝码，便于直接读取配重块530的重量，操作更加方便。

本实施例中，可选的，测试机001还包括第一传感器600以及第二传感器700，第一传感器600用于检测第一驱动组件200作用在待测试的医用螺钉002上的压力；第二传感器700用于检测第二驱动组件300作用在待测试的医用螺钉002上的扭力。可选的，第一传感器600设置于底座110上。第二传感器700设置于滑动件上。

本实施例提供的测试机001，整个系统的刚度约等于弹性件400的刚度的倒数，即使医用螺钉002和模拟骨块003中的至少一个更换时，整个系统的刚度的变化小，不需要调试PID值，测量更加便捷，测量误差小，测量结果更加准确。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种测试机，用于检测医用螺钉的自攻性能，其特征在于，所述测试机包括：

机架、第一驱动组件、第二驱动组件、弹性件以及配重组件；所述第一驱动组件与所述机架连接，所述第二驱动组件与所述机架滑动连接，所述弹性件位于所述第一驱动组件和所述第二驱动组件之间且能够同时抵持于所述第一驱动组件和所述第二驱动组件；所述配重组件与所述机架连接，用于平衡所述第二驱动组件的重力，以使所述弹性件呈自然状态；所述第一驱动组件用于驱动所述弹性件运动，以使所述弹性件被压缩并驱动所述第二驱动组件远离所述第一驱动组件；所述第二驱动组件用于驱动待测试的所述医用螺钉转动。

2.根据权利要求1所述的测试机，其特征在于：

所述弹性件包括弹簧，所述弹簧位于所述第一驱动组件和所述第二驱动组件之间，且所述弹簧的两端能够同时抵持所述第一驱动组件和所述第二驱动组件。

3.根据权利要求1或者2所述的测试机，其特征在于：

所述弹性件分别与所述第一驱动组件和所述第二驱动组件连接。

4.根据权利要求1所述的测试机，其特征在于：

所述第一驱动组件包括伸缩结构，所述伸缩结构与所述机架连接，用于驱动所述弹性件靠近或者远离所述第二驱动组件。

5.根据权利要求1所述的测试机，其特征在于：

所述第二驱动组件包括电动机以及滑动件，所述滑动件与所述机架滑动配合，所述电动机与所述滑动件连接，所述电动机用于驱动待测试的所述医用螺钉转动；所述弹性件能够抵持在所述滑动件上。

6.根据权利要求5所述的测试机，其特征在于：

所述机架上设置有导向件，所述滑动件与所述导向件滑动配合。

7.根据权利要求5所述的测试机，其特征在于：

所述第二驱动组件还包括夹具，所述夹具与所述电动机的输出轴连接，所述夹具用于夹持待测试的所述医用螺钉。

8.根据权利要求1所述的测试机，其特征在于：

所述配重组件包括拉线、滑轮组以及配重块，所述滑轮组与所述机架连接，所述拉线绕设于所述滑轮组，且所述拉线的一端与所述第二驱动组件连接，其另一端与所述配重块连接。

9.根据权利要求8所述的测试机，其特征在于：

所述配重组件还包括承载件，所述承载件与所述机架滑动连接，所述拉线与所述承载件连接，所述配重块置于所述承载件上。

10.根据权利要求1所述的测试机，其特征在于：

所述测试机还包括第一传感器以及第二传感器，所述第一传感器用于检测所述第一驱动组件作用在待测试的所述医用螺钉上的压力；所述第二传感器用于检测所述第二驱动组件作用在待测试的所述医用螺钉上的扭力。

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