生物软组织微观力学特性测试仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种生物软组织微观力学特性测试仪，包括支座，所述支座上设有样本测试台、朝向样本测试台的压力测试头以及驱动压力测试头朝向/背向样本测试台移动的驱动机构；微型力测试组件，所述微型力测试组件包括第一导管、与第一导管活动连接且支撑所述样本测试台连接的第一活塞、第二导管、与第二导管活动连接的第二活塞、与第二活塞连接的放大压力台及对放大压力台进行受力测试的力传感器，所述第一导管与第二导管通过软管连通，所述样本测试台的截面积小于放大压力台的截面积。本实用新型专利技术采用液压放大原理对微小力进行放大，采用杠杆放大原理对微位移进行放大，从而对生物软组织的微小型力与微小变形进行测试。

【技术实现步骤摘要】
生物软组织微观力学特性测试仪
本技术涉及软组织的生物力学领域，尤其涉及一种生物软组织微观力学特性测试仪。
技术介绍
软组织的生物力学研究涵盖一个非常广泛的范围，几乎包括人体内除骨骼外所有的组织系统。这些组织系统具体包括皮肤、软骨、结缔组织、肌肉和内脏器官。生物软组织研究广泛的范围需要一个完整的机械性能测试，包括压缩、拉伸、扭转、剪切、压入以及疲劳试验。软组织研究的一大目的是为了特征化生物组织的机械性能从而更好地设计计算模型，这些模型可以更好地理解各种医疗条件，如机动车事故过程中的内部器官损害和创伤性脑损伤脑内材料性质的改变等。软组织研究同时分析了人体内生物组织在不同机械载荷下的材料行为，如机械负荷对纤维组织结构调整的影响。随着为更好计算模型提供数据，这些信息对生物组织工程是开发与原生组织机械性能和结构相匹配的组织来说是非常必要的。生物组织的力学特性测试在组织工程、医疗器械的研究与开发过程中是重要的环节。目前主要的生物组织力学特性测试包括挤压测试、拉伸测试和剪切测试。针对各向异性的组织测试，以挤压测试和拉伸测试为主要测试方法。其中，挤压测试对生物组织固定要求较低，测试灵活，应用面广。目前，生物组织力学特性测试的试验仪器有Bose5500系列、Instron5900、CSMbioindenter系列、TestResource100系列，虽然可以测试产品的基本功能，但难以对微小变形和受力测试、不能开展对5mm尺度及以下的样本测试、成本较高。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的生物软组织微观力学特性测试仪，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种可以测试微小型力与微位移的生物软组织微观力学特性测试仪。本技术的生物软组织微观力学特性测试仪，包括支座，所述支座上设有-样本测试台、朝向样本测试台的压力测试头以及驱动压力测试头朝向/背向样本测试台移动的驱动机构；-微型力测试组件，所述微型力测试组件包括第一导管、与第一导管活动连接且支撑所述样本测试台连接的第一活塞、第二导管、与第二导管活动连接的第二活塞、与第二活塞连接的放大压力台及对放大压力台进行受力测试的力传感器，所述第一导管与第二导管通过软管连通，所述样本测试台的截面积小于放大压力台的截面积。进一步的，所述支座上还设有微位移测量组件，所述微位移测量组件包括一端随所述压力测试头移动的杠杆、支撑杠杆的支杆、由杠杆带动移动的位移测试滑塞和对位移测试滑塞进行位移测试的位移传感器，所述杠杆随所述压力测试头移动的端部与所述支杆之间的距离小于所述位移测试滑塞与所述支杆之间的距离。进一步的，所述微位移测量组件还包括限定所述位移测试滑塞直线移动的导轨槽，所述杠杆沿其长度方向设有滑槽，所述位移测试滑塞一端与所述滑槽滑动连接、另一端与所述导轨槽滑动连接。进一步的，所述杠杆沿其长度方向还设有调节槽，所述支杆的端部与所述调节槽转动连接。进一步的，所述驱动结构为直线电机，直线电机的输出端通过连杆连接所述压力测试头。进一步的，所述杠杆随所述压力测试头移动的端部与所述连杆连接。进一步的，所述力传感器与所述放大压力台之间的距离可调节。进一步的，所述第一导管与第二导管的底部均设有液压口，所述软管的两端分别连接两液压口。进一步的，所述支座上还设有支撑所述第一导管的XYZ移动平台，所述XYZ移动平台包括与所述支座连接的X移动平台、与X移动平台滑动连接的XY移动平台、沿XY移动平台滑动的Y移动平台、与Y移动平台连接的Z平台底板、与Z平台底板垂直连接的第一Z向平台、沿第一Z向平台纵向滑动的第二Z向平台、与第二Z向平台连接且与所述第一导管连接的Z平台顶板，还包括驱动所述XY移动平台在X移动平台上沿X向移动的第一驱动组件、驱动Y移动平台在XY移动平台上沿Y向移动的第二驱动组件、驱动第二Z向平台在第一Z向平台上沿Z向移动的第三驱动组件。进一步的，所述第一驱动组件包括与所述X移动平台连接的第一螺旋筒支架、与所述XY移动平台连接的第一挡块、穿设在第一螺旋筒支架上能够与第一挡块相抵的第一螺杆、与第一螺杆螺接且与第一螺旋筒支架连接的第一螺纹管、与第一螺杆端部螺接的第一螺旋筒；所述第二驱动组件包括与所述XY移动平台连接的第二螺旋筒支架、与所述Y移动平台连接的第二挡块、穿设在第二螺旋筒支架上能够与第二挡块相抵的第二螺杆、与第二螺杆螺接且与第二螺旋筒支架连接的第二螺纹管、与第二螺杆端部螺接的第二螺旋筒；所述第三驱动组件包括与所述Z平台底板连接的旋钮支架、与所述第二Z向平台转动连接且能够与旋钮支架相抵的旋钮、与第二Z向平台连接的第三螺旋筒支架、穿设在第三螺旋筒支架上能够与旋钮相抵的第三螺杆、与第三螺杆螺接且与第三螺旋筒支架连接的第三螺纹管、与第三螺杆端部螺接的第三螺旋筒，所述旋钮包括旋钮杆、套设在旋钮杆上的旋钮环，所述旋钮环外周上连接有相垂直的第一旋钮臂和第二旋钮臂，所述第一旋钮臂和第二旋钮臂的端部均设有分别朝向所述旋钮支架和第三螺杆的触头。借由上述方案，本技术至少具有以下优点：1、采用液压放大原理对微小力进行放大，从而可以对生物软组织的微小型力进行测试；2、采用杠杆放大原理对微位移进行放大，从而可以对生物软组织的微小变形进行测试；3、XYZ移动平台调节精度高，可以准确调整样本测试台的初始位置。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中XYZ移动平台的立体结构示意图；图3是本技术中旋钮的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。参见图1至图3，本技术一较佳实施例所述的一种生物软组织微观力学特性测试仪，包括支座，支座包括水平的底板11和与底板11垂直连接的竖板12，底板11上设置XYZ移动平台50，XYZ移动平台50上设置第一导管31，第一导管31活动连接有能够相对其纵向滑动的第一活塞32，第一活塞32上连接有样本测试台21，通过第一活塞32支撑样本测试台21；底板11上还设置有第二导管33，第二导管33活动连接有能够相对其纵向滑动的第二活塞34，第二活塞34上连接有放大压力台35，通过第二活塞34支撑放大压力台35；第一导管31与第二导管33的底部均设有液压口37，通过软管连接两液压口37，使第一导管31与第二导管33连通；竖板12上设有直线电机23，直线电机23的连接一连杆24，连杆连接一压力测试头22，压力测试头22的端部朝向样本测试台21；竖板12上还设置有能够与放大压力台35接触的力传感器36。本技术中，第一导管31、第一活塞32、第二导管33、第二活塞34、放大压力台35及对放大压力台35进行受力测试的力传感器36构成生物软组织的微型力测试组件，即采用液压放大原理对微小力进行放大，从而对生物软组织的微小型力进行测试。为了能够实现液压放大，本技术中样本测试台21的截面积小于放大压力台35的截面积。对样本的微小力进行测量时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：包括支座，所述支座上设有‑样本测试台、朝向样本测试台的压力测试头以及驱动压力测试头朝向/背向样本测试台移动的驱动机构；‑微型力测试组件，所述微型力测试组件包括第一导管、与第一导管活动连接且支撑所述样本测试台连接的第一活塞、第二导管、与第二导管活动连接的第二活塞、与第二活塞连接的放大压力台及对放大压力台进行受力测试的力传感器，所述第一导管与第二导管通过软管连通，所述样本测试台的截面积小于放大压力台的截面积。

【技术特征摘要】
1.一种生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：包括支座，所述支座上设有-样本测试台、朝向样本测试台的压力测试头以及驱动压力测试头朝向/背向样本测试台移动的驱动机构；-微型力测试组件，所述微型力测试组件包括第一导管、与第一导管活动连接且支撑所述样本测试台连接的第一活塞、第二导管、与第二导管活动连接的第二活塞、与第二活塞连接的放大压力台及对放大压力台进行受力测试的力传感器，所述第一导管与第二导管通过软管连通，所述样本测试台的截面积小于放大压力台的截面积。2.根据权利要求1所述的生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：所述支座上还设有微位移测量组件，所述微位移测量组件包括一端随所述压力测试头移动的杠杆、支撑杠杆的支杆、由杠杆带动移动的位移测试滑塞和对位移测试滑塞进行位移测试的位移传感器，所述杠杆随所述压力测试头移动的端部与所述支杆之间的距离小于所述位移测试滑塞与所述支杆之间的距离。3.根据权利要求2所述的生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：所述微位移测量组件还包括限定所述位移测试滑塞直线移动的导轨槽，所述杠杆沿其长度方向设有滑槽，所述位移测试滑塞一端与所述滑槽滑动连接、另一端与所述导轨槽滑动连接。4.根据权利要求3所述的生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：所述杠杆沿其长度方向还设有调节槽，所述支杆的端部与所述调节槽转动连接。5.根据权利要求2所述的生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：所述驱动结构为直线电机，直线电机的输出端通过连杆连接所述压力测试头。6.根据权利要求5所述的生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：所述杠杆随所述压力测试头移动的端部与所述连杆连接。7.根据权利要求1所述的生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：所述力传感器与所述放大压力台之间的距离可调节。8.根据权利要求1所述的生物软组织微观力学特性测试仪，其特征在于：所述第一导管与第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯原，赵雪峰，孙立宁，黄珑，
申请(专利权)人：苏州大学张家港工业技术研究院，
类型：新型
国别省市：江苏,32