多功能生物离体软组织参数测量平台制造技术

本实用新型专利技术提供一种多功能生物离体软组织参数测量平台，主要由实验辅助平台和实验测量平台组成。本实用新型专利技术可以对软组织进行四种不同的实验：单轴压缩实验(压头缓慢下压到一定位置)；应力松弛实验(压头快速下压到一定位置保持一段时间)；蠕变实验(钢丝绳悬吊砝码)；软组织穿刺实验。本机构采用螺纹副带动钢丝绳传动的方式实现软组织样本的微小应变。本实用新型专利技术有效地解决了软组织测量中仅能依靠材料实验机以及测量参数单一的问题，有一定的推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量平台，尤其涉及一种多功能生物离体软组织参数测量平台。
技术介绍
虚拟手术在微创外科手术领域的是一个十分重要的研究内容，建立包含生物软组织参数的准确的物理模型是其中的难点问题。目前，对软组织参数的测量依赖于专业的材料试验机，而且仅限于对部分组织的物理特性参数进行测量。与传统利用专业材料试验机测量参数的方法相比，本技术专利提供一种简单有效的生物软组织多参数测量平台，具有测量平台和辅助平台。机构整体结构简单，通过滑轮组和钢丝绳实现传动，易于控制，末端可以更换实验工具(压头和穿刺针)，主要可以进行四种不同的生物实验，通过实验最终得到软组织的多个参数。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单、易于控制的多功能生物离体软组织参数测量平台。本技术的目的是这样实现的：包括辅助平台和测量平台，所述辅助平台包括基座、安装在基座上的立柱、安装在支柱上的支架A、支架B和可调位置的安装支架，所述支架A与支架B在支柱的一个端面上且支架A位于支架B的上方，可调位置的安装支架所在的端面与支架A所在的端面相邻，所述支架A上安装有张紧轮和预紧轮，所述支架B的下端面设置有第一过轮、第二过轮，所述可调位置的安装支架上设置有第三过轮；所述测量平台包括竖直安装在可调位置的安装支架上的滑轨、安装在滑轨中的滑块、与滑块固连的连接件B、与连接件B上端固连的连接件A、设置在连接件B下端的拉压力传感器和安装在可调位置的安装支架与连接件A之间的线性位移电位计，所述可调位置的安装支架的端部设置有滑槽，连接件B位于滑槽中，在连接件A与支架B之间还设置有拉簧，所述张紧轮上设置有钢丝绳，钢丝绳的端部依次绕过预紧轮、第一过轮、第二过轮、第三过轮后与连接件A固连，所述拉压力传感器下端设置压头或刺针，且压头或刺针位于设置在基座上的玻璃皿的上方。本技术还包括这样一些结构特征：1.所述连接件B和立柱上分别设置有标尺。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术是一种单平台、多用途的实验装置，相比专业的材料试验机，结构紧凑，占用空间小；本技术结构简单，利用滑轮组和钢丝绳实现传动，通过螺纹副实现测量工具的竖直方向的低速移动，整个实验过程易于控
制。本技术辅助平台的多处的组件位置可调，通过调整可以实现较大范围的行程；本技术各部分部件通过螺钉连接，易于装卸，维修方便；本技术可以在传感器末端快速更换实验工具，进行不同的实验实现对不同参数的测量，具有多功能性。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的实验辅助平台示意图；图3是本技术的张紧轮示意图；图4是本技术的过轮示意图；图5是本技术的预紧轮示意图；图6是本技术的实验测量平台示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。结合图1，本技术主要由实验辅助平台1、实验测量平台2组成。实验辅助平台1用于实现机构的传动，实验测量平台2用于实时获取实验过程中的软组织样本的力-位数据。结合图2，实验辅助平台1由支架A1-1、张紧轮1-2、内六角螺钉1-3、标尺1-4、立柱1-5、支架B1-6、拉簧支架A1-7、钢丝绳1-8、三个过轮1-9、安装支架1-10、预紧轮1-11、基座1-12、玻璃皿1-13组成。拉簧支架A1-7由轴端挡圈1-7-1、支架1-7-2、销轴1-7-3组成。立柱1-5通过螺钉固定在基座1-12上。支架A1-1、支架B1-6、安装支架1-10通过螺钉连接在立柱1-5上。张紧轮1-2、预紧轮1-11通过螺钉固定在支架A1-1上。实验过程中玻璃皿1-13中存储一定的生理盐水以保证软组织样本的细胞活性。实验前通过调节安装支架1-10刻度线在标尺1-4的位置可以调节测量平台的行程。调节预紧轮1-11使钢丝绳1-8具有一定的初拉力，使钢丝绳1-8处于张紧状态以确保实验过程中测量平台的运动是平稳的。钢丝绳1-8有两个作用：其一，钢丝绳1-8末端缠绕在张紧轮上，实验中通过调节张紧轮1-2实现螺纹传动拉动钢丝绳1-8实现测量平台竖直向下的位移操作，在此条件下可以对软组织进行单轴压缩和应力松弛实验；其二，钢丝绳1-8末端悬挂砝码，实现对软组织施加一恒定载荷，在此条件下可进行蠕变实验。结合图3，张紧轮1-2由内六角螺钉1-2-1、张紧轮滑块1-2-2、张紧轮支架1-2-3、微型轴承轴套1-2-4、螺母1-2-5、滑轮1-2-6、内六角螺钉1-2-7组成。张紧轮支架1-2-3通过螺钉安装在支架A1-1上，内六角螺钉1-2-1与张紧轮支架1-2-3之间是螺纹副连接，张紧轮支架1-2-3上设置有滑道，张紧轮滑块1-2-2安装在所述滑道内，内六角螺钉1-2-1的端部与张紧轮滑块1-2-2连接，滑轮1-2-6通过内六角螺钉1-2-7安装在张紧轮滑块1-2-2的端部，转动
内六角螺钉1-2-1即可实现张紧轮滑块1-2-2在滑道上水平滑动。结合图4，过轮1-9由螺母1-9-1、弹簧垫圈1-9-2、滑轮1-9-3、支架基座1-9-4、微型轴承轴套1-9-5、内六角螺钉1-9-6。过轮的主要作用是改变钢丝绳的方向。结合图5，预紧轮1-11由内六角螺钉M21-11-1、预紧轮支架1-11-2、预紧轮滑块1-11-3、内六角螺钉M31-11-4、微型轴承轴套1-11-5、滑轮1-11-6、螺母1-11-7组成。预紧轮与张紧轮的实现途径相同，都是通过螺纹传动实现滑块在支架滑道内的运动，预紧轮主要用于实验前钢丝绳的张紧。结合图6，实验测量平台2由线型滑轨2-1、限位挡块2-2、线性位移电位计2-3、滑块2-4、绳索连接帽2-5、传感器连接件2-6、拉簧2-7、拉簧支架B2-8、连接件A2-9、连接件B2-10、内六角螺钉2-11、标尺2-12、螺母2-13、拉压力传感器2-14、压头2-15组成，其中拉簧支架B2-8由轴端挡圈2-8-1、支架2-8-2、销轴2-8-3组成。两条线型滑轨2-1、线性位移电位计2-3通过螺钉固定在辅助平台的安装支架1-10上，线性位移电位计2-3记录实验过程中测量平台发生的位移。连接件A2-9、连接件B2-10通过螺钉固连。滑块2-4通过螺钉与连接件B2-10固连。每条线型滑轨2-1上有一个滑块2-4，这样使运动更加平稳，通过两者的组合实现软组织的平稳压缩形变。拉压力传感器2-14通过螺纹连接在接件B2-10上，并通过螺母2-13固定，拉压力传感器2-14记录实验过程中软组织发生的形变力，当力大于设定的阀值时认为软组织发生接触。拉簧支架B2-8和绳索连接帽2-5通过同一个螺钉固定在连接件A2-9上，拉簧2-7为实验测量平台提供向上的拉力，避免在自身重力的影响向下滑动。标尺2-12便于估计实验过程中软组织的应变，防止过度压缩破坏软组织样本。限位挡块2-2起到机械限位的作用。拉簧支架B2-8的轴端挡圈2-8-1用于销轴2-8-3轴向定位。拉压力传感器2-14末端可以安装两种不同的测量工具。其一，末端安装压头2-15，可进行单轴压缩、应力松弛实验和蠕变实验。单轴压缩实验过程：此实验钢丝绳1-8末端缠绕在张紧轮1-2的滑轮1-2-6上。将切割好的软组织样本放入存有生理盐水的玻璃皿1-13中本文档来自技高网...

【技术保护点】
多功能生物离体软组织参数测量平台，其特征在于：包括辅助平台和测量平台，所述辅助平台包括基座、安装在基座上的立柱、安装在支柱上的支架A、支架B和可调位置的安装支架，所述支架A与支架B在支柱的一个端面上且支架A位于支架B的上方，可调位置的安装支架所在的端面与支架A所在的端面相邻，所述支架A上安装有张紧轮和预紧轮，所述支架B的下端面设置有第一过轮、第二过轮，所述可调位置的安装支架上设置有第三过轮；所述测量平台包括竖直安装在可调位置的安装支架上的滑轨、安装在滑轨中的滑块、与滑块固连的连接件B、与连接件B上端固连的连接件A、设置在连接件B下端的拉压力传感器和安装在可调位置的安装支架与连接件A之间的线性位移电位计，所述可调位置的安装支架的端部设置有滑槽，连接件B位于滑槽中，在连接件A与支架B之间还设置有拉簧，所述张紧轮上设置有钢丝绳，钢丝绳的端部依次绕过预紧轮、第一过轮、第二过轮、第三过轮后与连接件A固连，所述拉压力传感器下端设置压头或刺针，且压头或刺针位于设置在基座上的玻璃皿的上方。

【技术特征摘要】
1.多功能生物离体软组织参数测量平台，其特征在于：包括辅助平台和测量平台，所述辅助平台包括基座、安装在基座上的立柱、安装在支柱上的支架A、支架B和可调位置的安装支架，所述支架A与支架B在支柱的一个端面上且支架A位于支架B的上方，可调位置的安装支架所在的端面与支架A所在的端面相邻，所述支架A上安装有张紧轮和预紧轮，所述支架B的下端面设置有第一过轮、第二过轮，所述可调位置的安装支架上设置有第三过轮；所述测量平台包括竖直安装在可调位置的安装支架上的滑轨、安装在滑轨中的滑块、与滑块固连的连接件B、与连...

【专利技术属性】
技术研发人员：于凌涛，杨景，安琪，李洪洋，谷庆，任思旭，王文杰，王正雨，李宏伟，庄忠平，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23