基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及人工假体评估测试领域，提供了基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试方法及装置，测试系统包括：PC控制端：用于控制采集膝关节所需的运动参数、并且将采集的个性化的人体膝关节运动数据处理成机械臂能够识别的运动轨迹的运行数据；运动捕捉系统：所述的运动捕捉系统用于采集人体在行走、深蹲、坐起、上下楼四种运动模式下的运动数据，从而构建个性化的人体运动学特征；人工膝关节疲劳测试实验平台：通过接收经PC控制端传输的运行控制数据带动人工膝关节进行动态疲劳测试；本测试系统能够进行科学的人工膝关节疲劳测试，为人工膝关节的设计和评价提供参考。关节的设计和评价提供参考。关节的设计和评价提供参考。

【技术实现步骤摘要】
基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及人工假体评估测试领域，设计了一种基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试装置及方法。

技术介绍

[0002]人体膝关节是由大腿骨或叫股骨、小腿骨的胫骨和腓骨、髌骨构成的。在股骨和胫骨之间有软骨盘，分别称为内侧半月板和外侧半月板。股骨前下端有槽合适安放髌骨，这些关节的表面覆盖软骨，能吸收震动承受压力。软骨特别是半月板在运动时是人体最易受伤的部分，一旦关节受损，就会造成关节疼痛、功能障碍。近年来，膝关节炎患者逐年增加。对于膝关节炎晚期患者，由于正规保守治疗没有效果、关节疼痛剧烈、关节变形严重、关节屈伸活动受限，因此需要进行人工膝关节置换手术解除患者关节疼痛、矫正畸形以及最大程度的恢复膝关节的活动。
[0003]人工膝关节设计要求置换后的膝关节能更好地恢复膝关节本身的运动学特性，同时要求减少关节假体接触面之间的应力，减少假体磨损及破环。通过人工关节疲劳测试，可以验证假体设计是否能满足相关标准，并可以为人工关节假体的优化设计提供参考。目前，人工膝关节疲劳测试，主要是通过特定运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试装置，其特征在于，包括：PC控制端：用于控制膝关节所需的运动参数采集，将采集的人体膝关节运动数据通过膝关节运动学模型处理成机械臂能够识别的运动轨迹的运行控制数据；运动捕捉系统：所述的运动捕捉系统用于采集人体在真实运动模式下的运动数据，从而构建人体个性化的运动学特征；人工膝关节疲劳测试实验平台：根据接收的经PC控制端处理后输出的运行控制数据，带动人工膝关节(3000)进行动态疲劳测试。2.根据权利要求1所述的基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试装置，其特征在于：所述的人工膝关节疲劳测试实验平台包括六自由度机械臂(1000)、上固定器(2000)、人工膝关节(3000)、下固定器(4000)，其中：上固定器(2000)安装在六自由机械臂末端；人工膝关节(3000)一端连接上固定器(2000)，另一端连接下固定器(4000)。3.根据权利要求1所述的基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试装置，其特征在于：所述的运动捕捉系统捕捉的真实运动模式包括行走、深蹲、坐起、上下楼四种运动模式。4.一种基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试方法，包括如权利要求1、2所述的疲劳测试系统，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：S1、准备测试区域，并保障测试区域环境匹配度；S2、受试者站立在测试区域内，采集静态数据；根据模型设计粘贴反光标记点；受试者按规定运动模式运动，采集其动态数据；S3、PC控制端建立人体膝关节运动模型，PC控制端将S2步骤所采集的动态数据接受获取，同时根据所述人体膝关节的运动模型进行换算，换算的数据作为六自由机械臂的末端运动轨迹；S3、其中，S4步骤中的的换算结果数据通过PC控制端传递给六自由机械臂，作为控制其运动输入参数。5.根据权利要求4所述的基于机器人结构的人工膝关节耐久性测试方法，其特征在于：确定测试区域方式是：通过调整运动捕捉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘笑宇，霍洪强，安然，吴智鑫，赵峰，樊瑜波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：