CN218628926U - 一种模拟人工关节运动的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟人工关节运动的实验装置，涉及关节运动技术领域，为解决难以模拟关节的旋转、摆动和环转运动，使得模拟人工关节运动不全面，获得模拟数据不彻底，实验数据精度误差增加，实验装置使用效果不佳的问题。所述固定底座的上方设置有安装支架，且安装支架与固定底座通过螺钉连接，所述固定底座的上方设置有移动框架，所述移动框架的上方设置有运动平台，所述运动平台的上方设置有旋转座，所述旋转座的上方设置有连接座，且连接座与旋转座通过螺钉连接，所述连接座的上方设置有下关节试样件，所述下关节试样件的上方设置有上关节试样件，且上关节试样件与下关节试样件活动连接，所述运动平台的下方设置有旋转电机。

Description

一种模拟人工关节运动的实验装置

技术领域

本实用新型涉及关节运动技术领域，具体为一种模拟人工关节运动的实验装置。

背景技术

关节运动与关节面形状有密切关系，而关节面形状是在人体长期活动中，肌肉作用下逐步获得、形成的，人体关节运动一般都是旋转运动，旋转运动经常是绕着某个轴来进行的，关节运动有滑动、屈伸、水平屈伸、收展、回旋和环转等运动。实验是指利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物发生或再现，实验装置则是用来模拟人工关节运动。

目前，使用实验装置在进行模拟人工关节运动时，难以模拟关节的旋转、摆动和环转运动，使得模拟人工关节运动不全面，获得模拟数据不彻底，实验数据精度误差增加，实验装置使用效果不佳，不能满足使用需求，因此市场上急需一种模拟人工关节运动的实验装置来解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种模拟人工关节运动的实验装置，以解决上述背景技术中提出难以模拟关节的旋转、摆动和环转运动，使得模拟人工关节运动不全面，获得模拟数据不彻底，实验数据精度误差增加，实验装置使用效果不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种模拟人工关节运动的实验装置，包括固定底座，所述固定底座的上方设置有安装支架，且安装支架与固定底座通过螺钉连接，所述固定底座的上方设置有移动框架，所述移动框架的上方设置有运动平台，所述运动平台的上方设置有旋转座，所述旋转座的上方设置有连接座，且连接座与旋转座通过螺钉连接，所述连接座的上方设置有下关节试样件，且下关节试样件与连接座连接为一体结构，所述下关节试样件的上方设置有上关节试样件，且上关节试样件与下关节试样件活动连接，所述运动平台的下方设置有旋转电机，且旋转电机与运动平台通过螺钉连接。

优选的，所述旋转座与运动平台之间设置有滚珠，且滚珠与运动平台滚动连接，所述滚珠与旋转座滑动连接。

优选的，所述固定底座的上端设置有第一滑槽，第一滑槽设置有两个，所述移动框架的上端设置有第二滑槽，第二滑槽设置有两个，所述移动框架和运动平台的下方均设置有滑块，且滑块与移动框架和运动平台均通过螺钉连接，所述滑块的一端分别延伸至第一滑槽和第二滑槽的内部，且滑块分别与固定底座和移动框架滑动连接。

优选的，所述固定底座的一侧设置有第一电机，第一电机设置有两个，且第一电机与固定底座通过螺钉连接，两个所述第一滑槽的内部均设置有第二螺纹杆，且第二螺纹杆的一端与第一电机的输出端连接为一体结构，所述移动框架的一侧设置有第二电机，第二电机设置有两个，且第二电机与移动框架通过螺钉连接，两个所述第二滑槽的内部均设置有第一螺纹杆，且第一螺纹杆的一端与第二电机的输出端连接为一体结构，所述第一螺纹杆和第二螺纹杆均与滑块螺纹连接。

优选的，所述安装支架的上方设置有加载电机，且加载电机与安装支架通过螺钉连接，所述加载电机的下方设置有加载轴，且加载轴与加载电机的输出端连接为一体结构，所述加载轴与安装支架滑动连接，所述加载轴设置在上关节试样件的正上方。

优选的，所述加载轴与上关节试样件之间设置有传感器，且传感器与加载轴和上关节试样件连接为一体结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.该实用新型装置通过旋转电机的设置，在旋转电机的作用下带动旋转座旋转，随着旋转座的旋转即可带动下关节试样件旋转，从而模拟关节的旋转运动。解决了关节旋转运动难以模拟的问题。

2.该实用新型装置通过第一电机和第二电机的设置，在第一电机的作用下带动第二螺纹杆旋转，随着第二螺纹杆的旋转即可带动移动框架沿着第一滑槽移动，在第二电机的作用下带动第一螺纹杆旋转，随着第一螺纹杆的旋转即可带动运动平台沿着第二滑槽滑动，从而模拟关节的摆动运动和环转运动。解决了关节摆动和环转运动难以模拟的问题。

3.该实用新型装置通过加载电机和传感器的设置，在加载电机的作用下借助加载轴调节关节上的加载力大小，传感器可以检测和反馈加载力值。解决了加载力值不能准确把控，模拟效果不佳的问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的移动框架与固定底座连接俯视图；

图3为本实用新型的运动平台与移动框架连接剖视图；

图4为本实用新型的图2的A区局部放大图。

图中：1、固定底座；2、安装支架；3、加载电机；4、电控器；5、加载轴；6、传感器；7、上关节试样件；8、下关节试样件；9、移动框架；10、运动平台；11、旋转座；12、连接座；13、第一电机；14、第二电机；15、第一滑槽；16、第二滑槽；17、弧形槽；18、滚珠；19、旋转电机；20、连接杆；21、滑块；22、螺纹孔；23、第一螺纹杆；24、第二螺纹杆。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种模拟人工关节运动的实验装置，包括固定底座1，固定底座1的上方设置有安装支架2，且安装支架2与固定底座1通过螺钉连接，安装支架2的一侧设置有电控器4，且电控器4与安装支架2通过螺钉连接，固定底座1的上方设置有移动框架9，移动框架9的上方设置有运动平台10，运动平台10的上方设置有旋转座11，旋转座11的上方设置有连接座12，且连接座12与旋转座11通过螺钉连接，连接座12的上方设置有下关节试样件8，且下关节试样件8与连接座12连接为一体结构，下关节试样件8的上方设置有上关节试样件7，且上关节试样件7与下关节试样件8活动连接，运动平台10的下方设置有旋转电机19，且旋转电机19与运动平台10通过螺钉连接，旋转电机19与旋转座11之间设置有连接杆20，且连接杆20的两端分别与旋转电机19的输出端和旋转座11的下端均连接为一体结构，在旋转电机19的作用下带动旋转座11旋转，随着旋转座11的旋转带动下关节试样件8旋转，从而模拟关节的旋转运动。

进一步，旋转座11的下端设置有弧形槽17，旋转座11与运动平台10之间设置有滚珠18，且滚珠18与运动平台10滚动连接，滚珠18的一端延伸至弧形槽17的内部，且滚珠18与旋转座11滑动连接。通过弧形槽17和滚珠18可以对旋转的旋转座11起到导向限位的作用，确保了旋转座11旋转的稳定性。

进一步，固定底座1的上端设置有第一滑槽15，第一滑槽15设置有两个，移动框架9的上端设置有第二滑槽16，第二滑槽16设置有两个，移动框架9和运动平台10的下方均设置有滑块21，且滑块21与移动框架9和运动平台10均通过螺钉连接，滑块21的一端分别延伸至第一滑槽15和第二滑槽16的内部，且滑块21分别与固定底座1和移动框架9滑动连接。通过滑动滑块21可以使得移动框架9与固定底座1和运动平台10相应的滑动，从而模拟关节的摆动运动。

进一步，滑块21上设置有螺纹孔22，固定底座1的一侧设置有第一电机13，第一电机13设置有两个，且第一电机13与固定底座1通过螺钉连接，两个第一滑槽15的内部均设置有第二螺纹杆24，且第二螺纹杆24的一端与第一电机13的输出端连接为一体结构，移动框架9的一侧设置有第二电机14，第二电机14设置有两个，且第二电机14与移动框架9通过螺钉连接，两个第二滑槽16的内部均设置有第一螺纹杆23，且第一螺纹杆23的一端与第二电机14的输出端连接为一体结构，第一螺纹杆23和第二螺纹杆24均与滑块21螺纹连接。通过第一电机13带动第二螺纹杆24旋转，随着第二螺纹杆24的旋转带动移动框架9沿着第一滑槽15移动，第二电机14带动第一螺纹杆23旋转，随着第一螺纹杆23的旋转带动运动平台10沿着第二滑槽16移动，配合旋转电机19即可模拟关节的环转运动。

进一步，安装支架2的上方设置有加载电机3，且加载电机3与安装支架2通过螺钉连接，加载电机3的下方设置有加载轴5，且加载轴5与加载电机3的输出端连接为一体结构，加载轴5与安装支架2滑动连接，加载轴5设置在上关节试样件7的正上方。通过加载电机3和加载轴5可以调节施加在关节上的加载力大小，从而可以进行不同加载力大小的模拟实验。

进一步，加载轴5与上关节试样件7之间设置有传感器6，且传感器6与加载轴5和上关节试样件7连接为一体结构。通过传感器6可以检测和反馈加载力值，使力值按照标准表求加载，间接的提高了实验效果。

工作原理：使用时，将下关节试样件8与连接座12固定连接，开启加载电机3通过加载轴5向关节加载实验力值，利用传感器6检测和反馈加载力值，使力值按照标准表求加载，将实验力值加载适宜后即可进行模拟实验；开启旋转电机19，在旋转电机19的作用下带动旋转座11旋转，随着旋转座11的旋转带动下关节试样件8旋转，从而模拟关节的旋转运动；开启第一电机13和第二电机14，在第一电机13第二电机14的作用下带动第二螺纹杆24旋转，随着第二螺纹杆24的旋转带动移动框架9沿着第一滑槽15移动，在第二电机14的作用下带动第一螺纹杆23旋转，随着第一螺纹杆23的旋转带动运动平台10沿着第二滑槽16移动，从而模拟关节的摆动运动，配合旋转电机19即可模拟关节的环转运动。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种模拟人工关节运动的实验装置，包括固定底座(1)，其特征在于：所述固定底座(1)的上方设置有安装支架(2)，且安装支架(2)与固定底座(1)通过螺钉连接，所述固定底座(1)的上方设置有移动框架(9)，所述移动框架(9)的上方设置有运动平台(10)，所述运动平台(10)的上方设置有旋转座(11)，所述旋转座(11)的上方设置有连接座(12)，且连接座(12)与旋转座(11)通过螺钉连接，所述连接座(12)的上方设置有下关节试样件(8)，且下关节试样件(8)与连接座(12)连接为一体结构，所述下关节试样件(8)的上方设置有上关节试样件(7)，且上关节试样件(7)与下关节试样件(8)活动连接，所述运动平台(10)的下方设置有旋转电机(19)，且旋转电机(19)与运动平台(10)通过螺钉连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟人工关节运动的实验装置，其特征在于：所述旋转座(11)与运动平台(10)之间设置有滚珠(18)，且滚珠(18)与运动平台(10)滚动连接，所述滚珠(18)与旋转座(11)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种模拟人工关节运动的实验装置，其特征在于：所述固定底座(1)的上端设置有第一滑槽(15)，第一滑槽(15)设置有两个，所述移动框架(9)的上端设置有第二滑槽(16)，第二滑槽(16)设置有两个，所述移动框架(9)和运动平台(10)的下方均设置有滑块(21)，且滑块(21)与移动框架(9)和运动平台(10)均通过螺钉连接，所述滑块(21)的一端分别延伸至第一滑槽(15)和第二滑槽(16)的内部，且滑块(21)分别与固定底座(1)和移动框架(9)滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种模拟人工关节运动的实验装置，其特征在于：所述固定底座(1)的一侧设置有第一电机(13)，第一电机(13)设置有两个，且第一电机(13)与固定底座(1)通过螺钉连接，两个所述第一滑槽(15)的内部均设置有第二螺纹杆(24)，且第二螺纹杆(24)的一端与第一电机(13)的输出端连接为一体结构，所述移动框架(9)的一侧设置有第二电机(14)，第二电机(14)设置有两个，且第二电机(14)与移动框架(9)通过螺钉连接，两个所述第二滑槽(16)的内部均设置有第一螺纹杆(23)，且第一螺纹杆(23)的一端与第二电机(14)的输出端连接为一体结构，所述第一螺纹杆(23)和第二螺纹杆(24)均与滑块(21)螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种模拟人工关节运动的实验装置，其特征在于：所述安装支架(2)的上方设置有加载电机(3)，且加载电机(3)与安装支架(2)通过螺钉连接，所述加载电机(3)的下方设置有加载轴(5)，且加载轴(5)与加载电机(3)的输出端连接为一体结构，所述加载轴(5)与安装支架(2)滑动连接，所述加载轴(5)设置在上关节试样件(7)的正上方。

6.根据权利要求5所述的一种模拟人工关节运动的实验装置，其特征在于：所述加载轴(5)与上关节试样件(7)之间设置有传感器(6)，且传感器(6)与加载轴(5)和上关节试样件(7)连接为一体结构。

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