專利名稱：多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種分析測試平臺，特別是一種磨損檢測實驗裝置，能夠針對人工假肢，即人工髖關節進行摩擦磨損評價。
背景技術：
目前，人工關節廣泛應用于關節炎的晚期治療、外傷致殘和骨瘤切除手術中，并已成為一種常規的外科手術。人工關節的置換包括有髖、膝、肩、肘、腕等關節的置換，其中髖關節和膝關節是人體主要的受力和磨損部位，損壞率高，所以手術主要以其為主。在我國，大約有3000萬人需要進行人工關節置換術，目前只有3萬套，其中進口產品約占市場的1/4，而估計每年中國有100—150萬骨關節炎患者需實施人工關節置換手術，年增長約為25%以上。隨著醫學的發展，人工關節的需求量會越來越大。 在人工關節實際應用中，關節的摩擦磨損是主要問題之一，其中包括人工關節服役中自身的磨損，以及摩擦副材料磨損后的磨粒引起關節周圍的異物反應，引發關節松動，最終導致人工關節失效。對人工髖關節摩擦、磨損和潤滑方面的研究主要分為生物體內研究和體外模擬實驗研究。生物體內研究，是將人工關節植入動物體內一段時間后，通過手術、解剖等形式對關節的磨損情況進行觀察、分析研究。體外模擬實驗研究主要是以人工髖關節模擬實驗機作為載體，通過模擬髖關節的復雜運動，來分析研究人工髖關節的摩擦磨損情況。由于體內實驗過程比較復雜,且實驗風險大、成本高、周期長,所以較體內實驗而言，體外實驗因其實驗過程較為簡單，易于觀察和分析，實驗干擾因素較少，且成本低的特點，得到了廣泛的推廣和使用。而體外模擬實驗的難點在于實際使用中的人工髖關節與模擬實驗中的關節存在著一定運動差異，即真實情況還原度的問題。現有的體外模擬實驗機還不能滿足對人工髖關節的新型材料的摩擦和磨損性能的評定要求，大多數還為單工作臺，不能很好地滿足不同規格和精度要求的多個人工髖關節測試，可靠性不高，其技術方案還不夠理想。
發明內容
為了解決現有技術問題，本發明的目的在于提供一種多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，具有較強的兼容性，為人工髖關節實驗提供操作平臺，成本低，易于操作。不但能夠真實地模擬能對相關材料進行分析研究。此外，通過本發明裝置模擬實驗所產生和實際人體應用過程中相近甚至是相同的磨粒形態，在此基礎之上，市使對滑液性能、磨損顆粒引起的異物反應等的分析也更具現實性和科學性。為達到上述發明目的，本發明的構思是
本發明的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置包括機臺框架、人工髖關節模擬工作臺模塊、試驗機工作臺傳動模塊和試驗機工作臺加載模塊。人工髖關節模擬工作臺模塊由斜面支撐托件、斜面軸承套與股骨球擺動下托盤部件構成，主要通過交叉滾子軸承聯接，借此保證支撐件與托盤之間的相對運動，多工作臺裝置由單電機驅動，形成仿人體髖關節運動。即為，機臺框架上的中橫梁通過平面軸承轉動插置一個轉動托盤；的轉動托盤的向下延伸的轉軸通過一套偏心傳動模塊與的變速馬達聯接，而上端的托盤與實驗模塊的下轉盤夾具連接；機臺框架頂部有一套加載模塊，其中心處固定連接一個加載頂壓柱，頂壓柱的中部加有載荷傳感器，加載頂壓柱與實驗模塊的機電加載系統相連接。根據上述的發明構思，本發明采用下述技術方案
一種多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，包括機臺框架、人工髖關節驅動裝置和控制器，人工髖關節驅動裝置固定于機臺框架上，人工髖關節由相互球面配合的人工髖關節球白和人工股骨球構成運動副，控制器控制人工髖關節驅動裝置向人工髖關節球白和人工股骨球分別輸出驅動力，人工髖關節驅動裝置為人工髖關節的運動合成機構，包括人工髖關節模擬工作臺模塊、試驗機工作臺傳動模塊和試驗機工作臺加載模塊，人工髖關節設置于人工髖關節模擬工作臺模塊和試驗機工作臺加載模塊之間，人工髖關節模擬工作臺至少包括兩組，分別與各人工髖關節對應，各組人工髖關節模擬工作臺模塊皆通過推力球軸承和角接觸球軸承組合固定在機臺框架上，在人工髖關節運動時對人工髖關節模擬工作臺的軸向和徑向運動進行定位，各組人工髖關節模擬工作臺的底部的被傳動端還分別通過彈性聯軸器與試驗機工作臺傳動模塊動力輸出端相連接，控制器控制試驗機工作臺傳動模塊 驅動人工髖關節模擬工作臺轉動，進而驅動人工股骨球轉動，試驗機工作臺加載模塊設置于機臺框架的頂端，試驗機工作臺加載模塊也至少包括兩組，分別與各人工髖關節對應，控制器還控制試驗機工作臺加載模塊對人工髖關節球白進行軸向加載，在機臺框架的頂層橫平框架上固定設置直線軸承導套，直線軸承導套對試驗機工作臺加載模塊的徑向運動定位，并限制試驗機工作臺加載模塊的軸向運動的行程。上述人工髖關節模擬工作臺模塊包括股骨球上托盤、股骨球下托盤、旋轉托盤和斜面支撐托件，股骨球上托盤與股骨球下托盤通過螺栓緊固聯接，人工髖關節設置于潤滑液容器中，潤滑液容器與股骨球上托盤之間進行緊配密封固定，在股骨球上托盤的中心通過錐面盲孔與人工股骨球支座的底端固定連接，人工股骨球支座的頂端與人工股骨球固定連接，旋轉托盤的底部與斜面支撐托件的頂部固定連接，斜面支撐托件的上表面斜面與股骨球下托盤通過交叉滾子軸承和交叉滾子軸承軸套進行聯接與固定，交叉滾子軸承軸套使用螺栓連接固定交叉滾子軸承的內圈固定端蓋，交叉滾子軸承的外圈固定端蓋使用螺栓連接固定股骨球下托盤，旋轉托盤的底部還固定連接一端短階梯傳動軸，短階梯傳動軸直接與彈性聯軸器緊固連接，進行動力傳遞，人工髖關節模擬工作臺模塊驅動人工髖關節產生類似人體髖關節的屈曲與側向擺動的合成運動。上述試驗機工作臺傳動模塊包括底架臺、偏心轉盤、變速電機和曲軸，所有的曲柄都由上半部分和下半部分組合而成，偏心轉盤位于底架臺的上方，底架臺固定在機臺框架上，底架臺的下部通過電機支架變速電機的外部機架部分固定連接安裝，變速電機的傳動主軸通過聯軸器與一個下部長曲柄的底端固定連接，控制器還控制變速電機向偏心轉盤傳遞動力，通過角接觸球軸承使下部長曲柄的上半部分與偏心轉盤轉動連接和定位，下部長曲柄的下半部分還通過另外的角接觸球軸承與底架臺的下部曲柄軸承孔轉動連接和定位，還設有一個下部短曲柄用以定位偏心轉盤，下部短曲柄也通過角接觸球軸承分別與底架臺和偏心轉盤轉動連接和定位，偏心轉盤上至少還設有兩個上部曲柄軸承孔，上部曲柄軸承孔內通過深溝球軸承安裝定位上部曲柄，下部曲柄軸承孔和上部曲柄軸承孔的端面上均設有軸承端蓋約束軸承軸向移動，上部曲柄的上半部分與彈性聯軸器固定連接。上述試驗機工作臺加載模塊包括機電加載器、加載軸、萬向式聯軸器和杯臼保持架，加載軸也至少包括兩個，直線軸承導套固定連接在機臺框架上，加載軸在直線軸承導套中進行軸向滑動，機電加載器也固定在機臺框架上，杯白保持架的外部固定連接架與萬向式聯軸器一端固定連接，人工髖關節球白安裝在杯白保持架內，控制器還控制機電加載器通過加載軸施加載荷，加載軸再通過萬向式聯軸器將機電加載器施加的載荷傳遞到所述杯白保持架，使人工髖關節作用于外加荷載之下，在加載軸和萬向式聯軸器之間還設有載荷傳感器，載荷傳感器的上部與加載軸的底部固定連接，載荷傳感器的下部通過一個螺紋柱銷與萬向式聯軸器的頂端固定連接，載荷傳感器的信號輸出端與控制器的信號輸入端連接。上述人工髖關節模擬工作臺優選包括3組，同時上部曲柄也優選包括3個。上述斜面支撐托件13的坡度角為20° 30°角。作為本發明的改進，在股骨球下托盤的側面通過螺紋連接安裝制動桿，制動桿隨著股骨球下托盤轉動，當制動桿的自由端抵靠于機臺框架的立柱檔桿之上時，對股骨球下托盤因受人工髖關節球白和人工股骨球之間的摩擦作用而產生的自轉進行限位。本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點
1.本發明的實驗裝置用于人工髖關節模擬實驗，能真實可靠重現人工髖關節在實際應用中的情況，其為單電機驅動的多工作平臺，可同時測試多個人工髖關節，具有較強的兼容性，為人工髖關節提供多工作平臺，能夠同時為多個人工髖關節提供測試服務，能夠適用于不同規格人工髖關節的實驗，工作效率高；
2.能夠真實可靠地重現人工髖關節在實際應用中的情況，產生與實際應用中相類似的磨粒，即實驗機中的所產生的磨粒大小、形狀須與實際中的一致；
3.能夠支持不同種類滑液的潤滑測試實驗，分析比較不同在不同滑液中磨粒的情
況；
4.合成運動方式簡單，簡單往復運動會產生較小的磨粒，有助于分析比較人工髖關節的運動與磨粒大小、數量的相互關系；
5.制造成本低，維護成本低，實驗可靠性高，易于操作，裝卸便捷。
圖I是本發明實施例一多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置的總體結構示意圖。圖2是本發明實施例一的人工髖關節模擬工作臺模塊結構示意圖。圖3是本發明實施例一的試驗機工作臺傳動模塊結構示意圖。圖4是本發明實施例一的試驗機工作臺加載模塊結構示意圖。圖5是本發明實施例二多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置的總體結構示意圖。圖6是本發明實施例二的人工髖關節模擬工作臺模塊結構示意圖。
具體實施方式
結合附圖，對本發明的優選實施例詳述如下
實施例一
參見圖I 圖4，一種多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，包括機臺框架I、人工髖關節驅動裝置和控制器，人工髖關節驅動裝置固定于機臺框架I上，人工髖關節由相互球面配合的人工髖關節球白7和人工股骨球8構成運動副，控制器控制人工髖關節驅動裝置向人工髖關節球白7和人工股骨球8分別輸出驅動力，人工髖關節驅動裝置為人工髖關節的運動合成機構，包括人工髖關節模擬工作臺模塊9、試驗機工作臺傳動模塊2和試驗機工作臺加載模塊6，人工髖關節設置于人工髖關節模擬工作臺模塊9和試驗機工作臺加載模塊6之間，人工髖關節模擬工作臺9包括3組，分別與各人工髖關節對應，各組人工髖關節模擬工作臺9模塊皆通過推力球軸承4和角接觸球軸承3組合固定在機臺框架I上，在人工髖關節運動時對人工髖關節模擬工作臺9的軸向和徑向運動進行定位，各組人工髖關節模擬工作臺9的底部的被傳動端還分別通過彈性聯軸器10與試驗機工作臺傳動模塊2動 力輸出端相連接，控制器控制試驗機工作臺傳動模塊2驅動人工髖關節模擬工作臺9轉動，進而驅動人工股骨球8轉動，試驗機工作臺加載模塊6設置于機臺框架I的頂端，試驗機工作臺加載模塊6也包括3組，分別與各人工髖關節對應，控制器還控制試驗機工作臺加載模塊6對人工髖關節球白7進行軸向加載，在機臺框架I的頂層橫平框架上固定設置直線軸承導套5，直線軸承導套5對試驗機工作臺加載模塊6的徑向運動定位，并限制試驗機工作臺加載模塊6的軸向運動的行程。本實施例可用于人工髖關節摩擦需實驗，能夠真實可靠地重現人工髖關節在實際應用中的情況，產生與實際應用中相類似的磨粒，即實驗機中的所產生的磨粒大小、形狀須與實際中的一致。能針對人工髖關節進行摩擦磨損評價，測試效率聞、制造成本低，且易于操作等特點。參見圖2，在本實施例中，人工髖關節模擬工作臺模塊9包括股骨球上托盤19、股骨球下托盤15、旋轉托盤11和斜面支撐托件13，股骨球上托盤19與股骨球下托盤15通過螺栓緊固聯接，形成轉盤夾具機構，人工髖關節設置于潤滑液容器17中，潤滑液容器17與股骨球上托盤19之間進行緊配密封固定，能夠支持不同種類滑液的潤滑測試實驗，分析比較不同在不同滑液中磨粒的情況，在股骨球上托盤19的中心通過錐面盲孔與人工股骨球支座18的底端固定連接，人工股骨球支座18的頂端與人工股骨球8固定連接，旋轉托盤11的底部與斜面支撐托件13的頂部固定連接，斜面支撐托件13的坡度角為23°角。斜面支撐托件13的上表面斜面與股骨球下托盤15通過交叉滾子軸承14和交叉滾子軸承軸套21進行聯接與固定，交叉滾子軸承軸套21使用螺栓連接固定交叉滾子軸承14的內圈固定端蓋16，交叉滾子軸承14的外圈固定端蓋20使用螺栓連接固定股骨球下托盤15，旋轉托盤11的底部還固定連接一端短階梯傳動軸，短階梯傳動軸直接與彈性聯軸器10緊固連接，進行動力傳遞，人工髖關節模擬工作臺模塊9驅動人工髖關節產生類似人體髖關節的屈曲與側向擺動的合成運動。本實施例實驗裝置用于人工髖關節模擬實驗，能真實可靠重現人工髖關節在實際應用中的情況。參見圖3，在本實施例中，試驗機工作臺傳動模塊2包括底架臺23、偏心轉盤28、變速電機36和曲軸，所有的曲柄都由上半部分34和下半部分30組合而成，偏心轉盤28位于底架臺23的上方，底架臺23固定在機臺框架I上，底架臺23的下部通過電機支架22與變速電機36的外部機架部分固定連接安裝，變速電機36的傳動主軸通過聯軸器27與一個下部長曲柄25的底端固定連接，控制器還控制變速電機36向偏心轉盤28傳遞動力，通過角接觸球軸承24使下部長曲柄25的上半部分34與偏心轉盤28轉動連接和定位，下部長曲柄25的下半部分30還通過另外的角接觸球軸承24與底架臺23的下部曲柄軸承孔35轉動連接和定位，還設有一個下部短曲柄32用以定位偏心轉盤28，下部短曲柄32也通過角接觸球軸承24分別與底架臺23和偏心轉盤28轉動連接和定位，偏心轉盤上還設有3個上部曲柄軸承孔33，上部曲柄軸承孔33內通過深溝球軸承29安裝定位上部曲柄31，下部曲柄軸承孔35和上部曲柄軸承孔33的端面上均設有軸承端蓋26約束軸承軸向移動，上部曲柄31的上半部分34與彈性聯軸器10固定連接。在本實施例中，試驗機工作臺傳動模塊2為一平面連桿傳動裝置，由偏心轉盤28和組合曲柄構成；試驗機工作臺傳動模塊2通過底架臺23固定在機臺框架I底部，偏心轉盤28設有曲柄孔，曲柄孔內與軸承的外圈固定，軸承內插裝組合曲柄，曲柄連接至底架臺23上的軸承，該軸承對用以固定偏心轉盤28，曲柄出軸連接聯軸器27并與變速電機36相 連接；試驗機工作臺傳動模塊2與人工髖關節模擬工作臺模塊9連接的結構是偏心轉盤28上3個孔內裝有深溝球軸承29，深溝球軸承29內插裝上部曲柄31，上部曲柄31上端設有彈性聯軸器10，彈性聯軸器10與的旋轉托盤11固定連接。合成運動方式簡單，簡單往復運動會產生較小的磨粒，有助于分析比較人工髖關節的運動與磨粒大小、數量的相互關系。參見圖4，在本實施例中，試驗機工作臺加載模塊6包括機電加載器43、加載軸42、萬向式聯軸器39和杯白保持架37，加載軸42也包括3個，直線軸承導套5固定連接在機臺框架I上，加載軸42在直線軸承導套5中進行軸向滑動，機電加載器43也固定在機臺框架I上，杯白保持架37的外部固定連接架38與萬向式聯軸器39 —端固定連接，人工髖關節球白7安裝在杯白保持架37內，控制器還控制機電加載器43通過加載軸42施加載荷，加載軸42再通過萬向式聯軸器39將機電加載器43施加的載荷傳遞到杯白保持架37，使人工髖關節作用于外加荷載之下，在加載軸42和萬向式聯軸器39之間還設有載荷傳感器41，載荷傳感器41的上部與加載軸42的底部固定連接，載荷傳感器41的下部通過一個螺紋柱銷40與萬向式聯軸器39的頂端固定連接，載荷傳感器41的信號輸出端與控制器的信號輸入端連接。在本實施例中，杯白保持架37和股骨球上托盤19形成短筒形的人工髖關節杯白夾具，加載軸42和萬向式聯軸器39形成加載頂壓柱，試驗機工作臺加載模塊6為帶有載荷傳感器41的組合加載裝置。本實施例的工作原理如下
參見圖I 圖4，在試驗機工作臺傳動模塊2中，變速電機36帶動偏心轉盤28產生偏心周向轉動，偏心轉盤28上的3個上部曲柄31同步帶動人工髖關節模擬工作臺模塊9上旋轉托盤10和斜面支撐托件13進行周向轉動，同時由于斜面支撐托件13與股骨球下托盤15通過交叉滾子軸承14進行連接，增加了兩者間相對轉動的自由度，從而帶股骨球上托盤19與固定于其上的人工股骨球8在垂直于轉動平面的范圍內產生類似于人體髖關節的擺動屈曲，而幅度大小取決于斜面支撐托件13的坡度角的大小，人工髖關節球臼7安裝在杯臼保持架37內，與人工股骨球8進行固定連接，實驗用人工股骨球8與人工髖關節球臼7構成的人工髖關節機構主要通過調整人工股骨球支座18的大小進行調整，試驗機工作臺加載模塊6主要用于動態變力載荷的施加,通過機電加載器43產生變化的載荷,施加在人工股骨球8和人工髖關節球白7，從而進行磨損測試評估摩擦磨損狀況。
實施例二
本實施例與實施例一的技術方案基本相同，特別之處在于
參見圖5和圖6，在股骨球下托盤15的側面通過螺紋連接安裝制動桿12，制動桿12隨著股骨球下托盤15轉動，當制動桿12的自由端抵靠于機臺框架I的立柱檔桿之上時，對股骨球下托盤15因受人工髖關節球白7和人工股骨球8之間的摩擦作用而產生的自轉進行限位。上面結合附圖對本發明實施例進行了說明，但本發明不限于上述實施例，還可以根據本發明的發明創造的目的做出多種變化。凡依據本發明技術方案的精神實質和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，只要符合本發明的發明目的，只要不背離本發明多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置的技術原理和發 明構思，都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，包括機臺框架(I)、人工髖關節驅動裝置和控制器，所述人工髖關節驅動裝置固定于所述機臺框架(I)上，人工髖關節由相互球面配合的人工髖關節球白(7)和人工股骨球(8)構成運動副，所述控制器控制所述人工髖關節驅動裝置向所述人工髖關節球白(7)和所述人工股骨球(8)分別輸出驅動力，其特征在于所述人工髖關節驅動裝置為人工髖關節的運動合成機構，包括人工髖關節模擬工作臺模塊(9)、試驗機工作臺傳動模塊(2)和試驗機工作臺加載模塊(6)，人工髖關節設置于所述人工髖關節模擬工作臺模塊(9)和所述試驗機工作臺加載模塊(6)之間，所述人工髖關節模擬工作臺(9)至少包括兩組，分別與各人工髖關節對應，各組所述人工髖關節模擬工作臺(9)模塊皆通過推力球軸承(4)和角接觸球軸承(3)組合固定在所述機臺框架(I)上，在人工髖關節運動時對所述人工髖關節模擬工作臺(9)的軸向和徑向運動進行定位，各組所述人工髖關節模擬工作臺(9)的底部的被傳動端還分別通過彈性聯軸器(10)與所述試驗機工作臺傳動模塊(2)動力輸出端相連接，所述控制器控制所述試驗機工作臺傳動模塊(2)驅動所述人工髖關節模擬工作臺(9)轉動，進而驅動所述人工股骨球(8)轉動，所述試驗機工作臺加載模塊(6)設置于所述機臺框架(I)的頂端，所述試驗機工作臺加載模塊(6)也至少包括兩組，分別與各人工髖關節對應，所述控制器還控制所述試驗機工作臺加載模塊(6)對所述人工髖關節球白(7)進行軸向加載，在所述機臺框架(I)的頂層橫平框架上固定設置直線軸承導套(5)，所述直線軸承導套(5)對所述試驗機工作臺加載模塊(6)的徑向運動定位，并限制所述試驗機工作臺加載模塊(6)的軸向運動的行程。
2.根據權利要求I所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于所述人工髖關節模擬工作臺模塊(9)包括股骨球上托盤(19)、股骨球下托盤(15)、旋轉托盤(11)和斜面支撐托件(13)，所述股骨球上托盤(19)與所述股骨球下托盤(15)通過螺栓緊固聯接，人工髖關節設置于潤滑液容器(17)中，所述潤滑液容器(17)與所述股骨球上托盤(19)之間進行緊配密封固定，在所述股骨球上托盤(19)的中心通過錐面盲孔與人工股骨球支座(18)的底端固定連接,所述人工股骨球支座(18)的頂端與所述人工股骨球(8)固定連接，所述旋轉托盤(11)的底部與所述斜面支撐托件(13)的頂部固定連接，所述斜面支撐托件(13)的上表面斜面與所述股骨球下托盤(15)通過交叉滾子軸承(14)和交叉滾子軸承軸套(21)進行聯接與固定，所述交叉滾子軸承軸套(21)使用螺栓連接固定所述交叉滾子軸承(14)的內圈固定端蓋(16)，所述交叉滾子軸承(14)的外圈固定端蓋(20)使用螺栓連接固定所述股骨球下托盤(15)，所述旋轉托盤(11)的底部還固定連接一端短階梯傳動軸，所述短階梯傳動軸直接與所述彈性聯軸器(10)緊固連接，進行動力傳遞，所述人工髖關節模擬工作臺模塊(9)驅動人工髖關節產生類似人體髖關節的屈曲與側向擺動的合成運動。
3.根據權利要求2所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于所述試驗機工作臺傳動模塊(2)包括底架臺(23)、偏心轉盤(28)、變速電機(36)和曲軸，所有的曲柄都由上半部分(34)和下半部分(30)組合而成，所述偏心轉盤(28)位于所述底架臺(23)的上方，所述底架臺(23)固定在所述機臺框架(I)上，所述底架臺(23)的下部通過電機支架(22)與變速電機(36)的外部機架部分固定連接安裝，所述變速電機(36)的傳動主軸通過聯軸器(27)與一個下部長曲柄(25)的底端固定連接，所述控制器還控制所述變速電機(36 )向所述偏心轉盤(28 )傳遞動力，通過角接觸球軸承(24)使所述下部長曲柄(25 )的上半部分(34)與偏心轉盤(28 )轉動連接和定位，所述下部長曲柄(25 )的下半部分(30 )還通過另外的所述角接觸球軸承(24)與所述底架臺(23)的下部曲柄軸承孔(35)轉動連接和定位，還設有一個下部短曲柄(32 )用以定位所述偏心轉盤(28 )，所述下部短曲柄(32 )也通過角接觸球軸承(24)分別與所述底架臺(23)和所述偏心轉盤(28)轉動連接和定位，所述偏心轉盤上至少還設有兩個上部曲柄軸承孔(33)，所述上部曲柄軸承孔(33)內通過深溝球軸承(29)安裝定位上部曲柄(31 )，所述下部曲柄軸承孔(35)和上部曲柄軸承孔(33)的端面上均設有軸承端蓋(26)約束軸承軸向移動，所述上部曲柄(31)的上半部分(34)與所述彈性聯軸器(10)固定連接。
4.根據權利要求2或3所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于所述試驗機工作臺加載模塊(6 )包括機電加載器(43 )、加載軸(42 )、萬向式聯軸器(39 )和杯臼保持架(37)，所述加載軸(42)也至少包括兩個，所述直線軸承導套(5)固定連接在機臺框架(I)上，所述加載軸(42)在所述直線軸承導套(5)中進行軸向滑動，所述機電加載器(43)也固定在所述機臺框架(I)上，所述杯白保持架(37)的外部固定連接架(38)與所述萬向式聯軸器(39 ) 一端固定連接，所述人工髖關節球白(7 )安裝在所述杯白保持架(37 )內，所述控制器還控制所述機電加載器(43)通過加載軸(42)施加載荷，所述加載軸(42)再通 過萬向式聯軸器(39)將所述機電加載器(43)施加的載荷傳遞到所屬杯白保持架(37)，使人工髖關節作用于外加荷載之下，在加載軸(42)和萬向式聯軸器(39)之間還設有載荷傳感器(41 )，所述載荷傳感器(41)的上部與所述加載軸(42)的底部固定連接，所述載荷傳感器(41)的下部通過一個螺紋柱銷(40)與萬向式聯軸器(39)的頂端固定連接，所述載荷傳感器(41)的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端連接。
5.根據權利要求2或3所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于在所述股骨球下托盤(15)的側面通過螺紋連接安裝制動桿(12)，所述制動桿(12)隨著所述股骨球下托盤(15)轉動，當所述制動桿(12)的自由端抵靠于所述機臺框架(I)的立柱檔桿之上時，對股骨球下托盤(15)因受人工髖關節球白(7)和人工股骨球(8)之間的摩擦作用而產生的自轉進行限位。
6.根據權利要求2或3所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于所述人工髖關節模擬工作臺(9)包括3組，同時上部曲柄(31)包括3個。
7.根據權利要求4所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于所述人工髖關節模擬工作臺(9)包括3組，同時上部曲柄(31)包括3個。
8.根據權利要求2或3所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于所述斜面支撐托件(13)的坡度角為20° 30°角。
9.根據權利要求4所述的多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，其特征在于所述斜面支撐托件(13)的坡度角為20° 30°角。
全文摘要
本發明公開了一種多工作臺人工髖關節磨損檢測實驗裝置，包括機臺框架、人工髖關節驅動裝置和控制器，人工髖關節驅動裝置為人工髖關節的運動合成機構，包括人工髖關節模擬工作臺模塊、試驗機工作臺傳動模塊和試驗機工作臺加載模塊，能夠真實可靠地重現人工髖關節在實際應用中的情況，產生與實際應用中相類似的磨粒，其為單電機驅動的多工作平臺，可同時測試多個人工髖關節，具有較強的兼容性，為人工髖關節提供多工作平臺，能夠同時為多個人工髖關節提供測試服務，能夠適用于不同規格人工髖關節的實驗，工作效率高，制造成本低，易于操作。
文檔編號A61F2/46GK102871778SQ20121037231
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者華子愷, 朱毅臣 申請人:上海大學