一种人体膝关节生物力学特性测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种人体膝关节生物力学特性测试装置，其包括股骨角度调节模块、胫骨角度调节模块、胫骨拉/压力加载模块、胫骨内外旋/内外翻力矩加载模块、视觉测量装置和用于视觉追踪的参考架。本发明专利技术通过测量膝关节处于不同屈曲角度状态下，外部定量加载力/力矩，通过视觉测量装置精确测量股骨、胫骨的微小位移，达到对人体膝关节生物力学特性测试的目的。本发明专利技术具有结构简单、操作方便、测量精度高、适用人群广等特点。

A testing device for biomechanical characteristics of human knee joint

The invention relates to a biomechanical characteristics of human knee joint testing device, comprising a femoral angle adjustment module, tibial angle adjustment module, tibia pull and pressure loading module, internal / external tibial rotation / varus moment loading module, vision measuring device and for visual tracking reference frame. By measuring the external loading force / moment of the knee joint under different flexion angles, the present invention accurately measures the tiny displacement of femur and tibia through visual measurement device, and achieves the purpose of testing the biomechanical characteristics of human knee joint. The invention has the characteristics of simple structure, convenient operation, high measuring precision and wide application crowd.

【技术实现步骤摘要】
一种人体膝关节生物力学特性测试装置
本专利技术涉及生物医学领域，特别是涉及一种人体膝关节生物力学特性测试装置。
技术介绍
膝关节的稳定性与膝关节的生物力学特性紧密相关，目前，临床上普遍采用一系列体格检查试验如前抽屉试验、Lachman试验等对膝关节的生物力学特性进行测试，进而评估膝关节的稳定状态。但体格检查试验实施时，医生凭借手对膝关节施加力/力矩，膝关节的微小位移也是凭借手感觉得到，这种方式受主观因素影响较大，严重依赖医生经验，无法进行量化对比，年轻的医生无法实施。目前在市面上，存在一种膝关节测量仪，主要有Kneelax3，KT1000/KT2000等，其原理是对膝关节胫骨定量加载拉、压力，测量胫骨前移、后移的距离，从而达到定量测试膝关节生物力学特性的目的。但是这种仪器只能对胫骨施加拉压力，无法施加扭矩，同时只能测量垂直于胫骨方向的位移。然而膝关节位移是一个复合运动，不止包括平移运动，还包括内外旋、内外翻运动，这些运动膝关节测量仪都无法精确测量。CN201611058599公开了一种膝关节生物力学性能测试与评估装置，该装置可以调节、固定膝关节仿生假体的屈曲角度，通过应变片测量仿生假本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人体膝关节生物力学特性测试装置，其特征在于，包括：股骨角度调节模块(1)、胫骨角度调节模块(2)、胫骨拉/压力加载模块(3)、胫骨内外旋/内外翻力矩加载模块(4)、视觉测量装置(5)和用于视觉追踪的参考架(6)。

【技术特征摘要】
1.一种人体膝关节生物力学特性测试装置，其特征在于，包括：股骨角度调节模块(1)、胫骨角度调节模块(2)、胫骨拉/压力加载模块(3)、胫骨内外旋/内外翻力矩加载模块(4)、视觉测量装置(5)和用于视觉追踪的参考架(6)。2.根据权利要求1所述的一种人体膝关节生物力学特性测试装置，其特征在于，所述的股骨角度调节模块(1)包括股骨纵向支撑(101)、股骨横向U型支撑(102)、驱动推杆(103)、可锁紧导轨滑块(104)、滚珠丝杠螺母直线模组(105)、固定箱体(106)；所述的股骨纵向支撑(101)左右各一个，对称分布；所述的股骨横向U型支撑(102)共有两个，上下各一个；所述的驱动推杆(103)左右各一个，对称分布；所述的股骨纵向支撑(101)一端通过滚珠轴承与可锁紧导轨滑块(104)转动连接，另一端通过滚珠轴承与驱动推杆(103)的一端转动连接；驱动推杆(103)的另一端通过滚珠轴承与滚珠丝杠螺母直线模组(105)的螺母机构转动连接；滚珠丝杠螺母直线模组(105)通过螺钉与固定箱体(106)固定连接；可锁紧导轨滑块(104)通过螺钉与固定箱体(106)固定连接；股骨纵向支撑(101)、驱动推杆(103)、可锁紧导轨滑块(104)和滚珠丝杠螺母直线模组(105)组成三角形构形,可锁紧导轨滑块(104)和滚珠丝杠螺母直线模组(105)串联作为三角形的一条边，通过其长度的改变，调节股骨纵向支撑(101)与可锁紧导轨滑块(104)的夹角。3.根据权利要求1所述的一种人体膝关节生物力学特性测试装置，其特征在于，所述的胫骨角度调节模块(2)包括胫骨纵向支撑(201)、滚珠丝杠(202)、滚珠螺母(203)、联轴器(204)、驱动电机(205)、电机壳(206)；所述的胫骨纵向支撑(201)左右各一个，对称分布；所述的胫骨纵向支撑(201)一端通过滚珠轴承与驱动杆(103)转动连接，另一端通过快速装卡机构与胫骨内外旋/内外翻力矩加载模块(4)实现可伸缩连接；所述的滚珠螺母(203)通过滚珠轴承与胫骨内外旋/内外翻力矩加载模块(4)转动连接；所述的滚珠螺母(203)与滚珠丝杠(202)以丝杠螺母副配合连接；所述的滚珠丝杠通过联轴器(204)与驱动电机(205)连接；所述的驱动电机(205)通过螺钉固定在电机壳(206)内；所述的电机壳(206)通过滚珠轴承与驱动推杆(103)另一端实现转动连接；所述的胫骨纵向支撑(201)、滚珠丝杠(202)、驱动推杆(103)组成三角形构型；通过电机驱动改变滚珠螺母...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡磊，姚兴华，张坚，刘洪澎，杨标，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11