一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统技术方案

本发明专利技术公开一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统，包括：底座，利用吸盘固定，其顶端设有支撑座；步进电机，固定于所述支撑座顶端，通过螺杆驱动滑台垂直运动；电桥式力传感器和针具固定装置，通过支杆连接于所述滑台上，用于固定针具并实时检测刺入力；微距相机，通过夹板设置于支撑座中部，用于拍摄软物质表面挠度变化；壳体，内设单片机、激光位移传感器、脉冲发生器、RS485数模转换器及移动电源；计算机，接收力传感器的力信号和激光位移传感器的位移信号，生成力‑位移曲线，并结合微距相机的挠度数据，通过预设算法计算软物质的弹性模量和断裂韧性；本发明专利技术空间分辨率较高、侵入性可控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料测试处理，具体涉及一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统。

技术介绍

1、软物质(如凝胶、生物组织、聚合物等)在自然界和工程应用中广泛存在，其力学参数(如弹性模量、断裂韧性、剪切模量等)直接决定了它们在外力作用下的形变、流动和稳定性。通过测量这些参数，可以深入理解软物质的物理特性及其响应机制。目前国内外有很多的仪器能通过不同的方法测量软物质的力学参数，如传统的力学测试仪器(如拉伸机、压缩机)用来测量软物质的弹性模量、断裂伸长率，但软物质在测试中容易发生大变形、滑移甚至破坏。又比如流变仪，通过测量材料在剪切或旋转作用下的应力应变关系来确定其流变特性，弹性模量等，但是不适用于大多数软物质。

2、现有技术装置，多采用体外测量装置，容易发生大变形或滑移，这会改变生物组织的力学属性，无法真实反馈力学性能。然而在体测量装置，如弹性成像技术等仪器，空间分辨率有限，容易受到人为因素影响。又比如基于微型传感器的植入式测量，将微型力传感器植入体内，直接测量组织或器官的弹性模量。但是属于侵入性操作，需要解决生物相容性和能量供给等问题，技术难度较高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统，其特征在于，包括：底座(1)，利用吸盘(2)固定，其顶端设有支撑座(3)；步进电机(4)，固定于所述支撑座(3)顶端，通过螺杆驱动滑台5)垂直运动；电桥式力传感器(6)和针具固定装置(7)，通过支杆(8)连接于所述滑台5)上，用于固定针具(9)并实时检测刺入力；微距相机(10)，通过夹板(11)设置于支撑座(3)中部，用于拍摄软物质表面挠度变化；壳体(12)，内设单片机(13)、激光位移传感器(14)、脉冲发生器(15)、RS485数模转换器(16)及移动电源(17)；计算机(18)，接收力传感器(6)的力信号和激光位移传感器(13)的位移信...

【技术特征摘要】

1.一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统，其特征在于，包括：底座(1)，利用吸盘(2)固定，其顶端设有支撑座(3)；步进电机(4)，固定于所述支撑座(3)顶端，通过螺杆驱动滑台5)垂直运动；电桥式力传感器(6)和针具固定装置(7)，通过支杆(8)连接于所述滑台5)上，用于固定针具(9)并实时检测刺入力；微距相机(10)，通过夹板(11)设置于支撑座(3)中部，用于拍摄软物质表面挠度变化；壳体(12)，内设单片机(13)、激光位移传感器(14)、脉冲发生器(15)、rs485数模转换器(16)及移动电源(17)；计算机(18)，接收力传感器(6)的力信号和激光位移传感器(13)的位移信号，生成力-位移曲线，并结合微距相机(9)的挠度数据，通过预设算法计算软物质的弹性模量和断裂韧性。

2.根据权利要求1所述的一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统，其特征在于，针具为可拆卸式结构，适配不同直径的针具以满足测量需求。

3.根据权利要求1所述的一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统，其特征在于，微距相机实时拍摄针刺过程中软物质表面的动态形变，并将数据同步上传至云端服务器。

4.根据权利要求1所述的一种利用针刺过程测量软物质多力学参数系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：季恒，刘正东，陈鑫，舒文雅，韩玉龙，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：