用于测试医疗用假体性能的并联转动平台制造技术

本发明专利技术提供用于测试医疗用假体性能的并联转动平台，所述并联转动平台包括静平台，动平台、三条单开链Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和三个伺服电机，本发明专利技术将测试单元进入模拟仓内，能够模拟真实人体关节的摩擦条件，利用三转动的并联转动平台模拟人体膝关节的运动方式，能够模拟真实人体肩关节的摩擦磨损特性。关节的摩擦磨损特性。关节的摩擦磨损特性。

【技术实现步骤摘要】
用于测试医疗用假体性能的并联转动平台


[0001]本专利技术涉及领域医疗器械领域，尤其涉及用于测试医疗用假体性能的并联转动平台。

技术介绍

[0002]肩关节是人体活动范围最大且最灵活的球窝关节，球的部分由肤骨近端呈球状的肤骨头组成，窝的部分由肩脚骨凹陷的关节孟组成，肩脚骨，锁骨，肤骨三者构成了肩关节，是人体上肢最重要的摩擦副关节之一。可做前屈、后伸、内收、外展、内旋、外旋以及环转等运动。
[0003]人工肩关节置换能有效的重建病变关节功能等目的，进而提高患者的生活质量，达到缓解疼痛、稳定关节、矫正畸形等功能。人工肩关节植入体内之后形成新的生物摩擦副，并处于复杂的人体运行环境当中，同时承受拉力、压力、扭转和界面剪切力以及疲劳、磨损、腐蚀的综合作用，长时间的使用必然会导致植入物的磨损，甚至失效。如今在市面上出现的人工肩关节假体的种类层出不穷，但是对人工肩关节假体的性能进行评估和测试的实验平台还处于空白，对于人工肩关节的近期和远期失效问题无法进行预测和有效评估。因此，研发一种能够较真实地模拟人体肩关节运动机理的性能测试平台对不同类型的肩关节假体材料和结构形式的临床使用具有重要而深远的意义。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供用于测试医疗用假体性能的并联转动平台。
[0005]本专利技术是以如下技术方案实现的：
[0006]用于测试医疗用假体性能的并联转动平台，其特征在于，所述并联转动平台包括静平台，动平台、三条单开链Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和三个伺服电机。
[0007]进一步地，所述并联转动平台还包括特定拓扑结构，所述并联转动平台的拓扑结构为2-RRR+SPS。
[0008]进一步地，单开链I的结构为单开链Ⅱ的结构布置与Ⅰ相同，其运动链结构单开链Ⅲ(S31∥P3∥S32)的结构等价于
[0009]进一步地，转动副R11，R12，R13的轴线交于同一点O1，转动副R21，R22，R23的轴线交于同一点O2。
[0010]进一步地，所述并联转动平台具有三转动的三自由度，分别为沿X轴，Y轴和Z轴的转动，所述并联运动平台的驱动副为R11，R12，P3，分别由对应的伺服电机M1、M2、M3进行驱动。
[0011]进一步地，所述并联转动平台，与测试平台，肱骨头固定平台，气泵，整机支架，关
节窝固定平台，压力传感器，模拟仓，PLC，PC上位机结合用于测定肩关节假体性能。
[0012]进一步地，所述模拟仓包括金属框架，玻璃窗，连接板，密封环，上盖，进液口，出液口，所述连接板设置于金属框架的底面，连接板上开有连接孔，用于和肱骨头固定平台配合，肱骨头假体穿过连接孔进入模拟仓的内部，通过所述密封环进行密封，所述玻璃窗设置于金属框架的四周，所述上盖设置于金属框架的上端，上盖将关节窝固定平台置入模拟仓内部，但不影响关节窝固定平台在各个方向的运动，所述进液口和出液口分别位置于金属框架侧壁的上端和下端。
[0013]本专利技术的有益效果是：
[0014]本专利技术提供用于测试医疗用假体性能的并联转动平台，能够有效的评价肩关节假体的基本性能，能够测试肩关节假体在各个方向的转动角度，还能够测试肩关节假体的摩擦特性，功能强大，对肩关节假体的材料选用和结构设计具有一定的指导意义，填补了肩关节假体性能评价的空白。
[0015]本专利技术将测试单元进入模拟仓内，能够模拟真实人体关节的摩擦条件，利用三转动的并联转动平台模拟人体膝关节的运动方式，能够模拟真实人体肩关节的摩擦磨损特性。
[0016]本专利技术在PLC智能控制系统的调控下，各个环节相互配合，自动化程度高，操作简单，还可以同时进行多个磨损试验进行对照或对比，降低了人员的劳动强度。
附图说明
[0017]图1是本实施例提供的用于测试医疗用假体性能的并联转动平台的结构示意图；
[0018]图2是本实施例提供的并联转动平台示意图；
[0019]图3是本实施例提供的模拟仓的结构示意图；
[0020]图4是本实施例提供的肩关节假体性能测试平台PLC总体框架图；
[0021]图5是本实施例提供的应用于人工肩关节假体的运动曲线图。
[0022]其中：1-测试平台，2-肱骨头固定平台，3-气泵，4-整机支架，5-并联转动平台，6-关节窝固定平台，7-压力传感器，8-模拟仓，9-PLC，10-PC上位机，201-平台支架，202-气缸，203-导轨，204-肱骨头夹紧机构，501-静平台，502-动平台，
Ⅰ-
单开链Ⅰ，
Ⅱ-
单开链Ⅱ，
Ⅲ-
单开链Ⅲ，801-金属框架，802-玻璃窗，803-连接板，804-密封环，805-上盖，806-进液口，807-出液口。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。
[0024]实施例1：
[0025]用于测试医疗用假体性能的并联转动平台，如图1所示，所述肩关节假体性能测试平台包括：测试平台1，肱骨头固定平台2，气泵3，整机支架4，并联转动平台5，关节窝固定平台6，压力传感器7，模拟仓8，PLC9，PC上位机10。所述肱骨头固定平台、气泵和整机支架固定在所述测试平台上，所述并联转动平台固定在整机支架上，所述关节窝固定平台固定在并联转动平台的动平台上，所述模拟仓位于肱骨头固定平台的上端，用于模拟肩关节假体运
动时真实的人体摩擦条件，所述压力传感器设置在待测人工肩关节假体上，用于采集人工肩关节假体的相应性能参数，所述PLC，PC上位机位于测试平台上，共同完成对肩关节假体性能测试平台的智能控制。
[0026]进一步地，所述肱骨头固定平台包括平台支架201，气缸202，导轨203，肱骨头夹紧机构204，所述平台支架为底部中空的结构，固定在测试平台上，所述气缸和导轨固定在平台支架上，所述气缸位于肱骨头夹紧机构的后端，气缸与气泵管路连接，用于推动肱骨头向上运动，提供平台运动期间施加的载荷，所述肱骨头夹紧机构固定在气缸的运动杆的前端，所述导轨位于肱骨头夹紧机构的两端，肱骨头夹紧机构在气缸的推动下沿导轨进行直线往复运动。
[0027]进一步地，所述并联转动平台如图2所示，包括静平台501，动平台502、三条单开链Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和三个伺服电机，所述并联转动平台还包括特定拓扑结构，所述并联转动平台的拓扑结构为2-RRR+SPS，单开链I的结构为单开链Ⅱ的结构布置与Ⅰ相同，其运动链结构单开链Ⅲ(S31∥P3∥S32)的结构等价于其中，转动副R11，R12，R13的轴线交于同一点O1，转动副R21，R22，R23的轴线交于同一点O2，所述并联转动平台具有三转动的三自由度，分别为沿X轴，Y轴和Z轴的转动，所述并联运动平台的驱动副为R11，R12，P3，分别由对应的伺服电机M1、M2、M3进行驱动。
[0028]进一步地，所述关节窝固定平台为中间有凹陷的圆柱形，圆柱形的外表面上设置有螺纹，关节窝固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于测试医疗用假体性能的并联转动平台，其特征在于，所述并联转动平台包括静平台，动平台、三条单开链Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和三个伺服电机。2.根据权利要求1所述并联转动平台，其特征在于，所述并联转动平台还包括特定拓扑结构，所述并联转动平台的拓扑结构为2-RRR+SPS。3.根据权利要求1所述并联转动平台，其特征在于，单开链I的结构为单开链Ⅱ的结构布置与Ⅰ相同，其运动链结构单开链Ⅲ(S31∥P3∥S32)的结构等价于4.根据权利要求1所述并联转动平台，其特征在于，转动副R11，R12，R13的轴线交于同一点O1，转动副R21，R22，R23的轴线交于同一点O2。5.根据权利要求1所述并联转动平台，其特征在于，所述并联转动平台具有三转动的三自由度，分别为沿X轴，Y轴和Z轴的转动，所述并联运动平台的驱动副为R11，R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：余红薇，
申请(专利权)人：余红薇，
类型：发明
国别省市：