[发明专利]一种两转两移运动合成膝置换假体胫股关节磨损试验机

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种检测膝关节假体磨损特性的试验机。尤其涉及一种两转两移运动合成膝置换假体胫股关节磨损试验机，属于膝关节假体制造和医疗器械技术领域。

(二)背景技术：

老龄化产生的膝关节软骨损伤、加之交通繁忙及交通事故和极限运动损伤等导致膝关节置换病率迅速上升，同时，人体关节的一次性植入要求，使膝关节置换假体的磨损性能成为关节假体制造行业中的关键问题。然而，在膝关节假体制造业中，对关节假体的磨损测试的技术与设备国外尚不成熟与完善，国内才刚刚起步。这与日趋增长的关节置换手术需求不相适应；同时，膝关节假体的磨损性能已成为膝内假体在体质量的关键指标，由临床随访结果表明：膝关节置换假体在膝十年后反映出的不适应症，除假体松动之外，磨损失效也是其主要原因。因此，置换膝关节假体的耐磨性与使用寿命预测就成为假体制造业中的极为重要的问题。本发明依据国际标准iso14243-1、2、3中的部分数据要求，设计了一种基于运动合成的膝关节假体磨损试验机，主要用于关节假体的磨损测试与寿命预测。同时，也为置换假体的磨损分析提供技术与设备。

(三)发明内容：

1、目的：本发明的目的是提供”一种两转两移运动合成膝置换假体胫股关节磨损试验机”，它是按照人体膝胫股关节的屈伸运动特性来设计膝关节置换假体磨损试验机，在尽可能接近人体膝关节生物环境(生物润滑液及对磨损过程的加载)的基础上测试满足磨损次数要求的假体磨损磨痕，从而获取置换假体的磨损特性及寿命预测，同时，也为假体磨损分析提供技术数据与方法。

2、技术方案：见图1，本发明一种两转两移运动合成膝置换假体胫股关节磨损试验机，它由右部件和左部件两部分组成，它们之间的位置连接关系是：右部件在本试验机右侧，是假体关节屈伸运动中的驱动结构；左部件在本试验机左侧，是产生假体关节面间的屈伸磨损运动；右部件里四杆机构中的摇杆与左部件里股骨系统中的主轴相连接。

所述右部件，包含电机部分和四杆机构，两者之间的关系是：四杆机构中的可调曲柄固连在电机部分的电机主轴上；该电机部分中的电机由十字槽螺钉固定在电机底座上，电机尾部由电机支撑块托起，电机支撑块放置在电机底座的凹槽内，电机底座通过螺栓固定在基座上；电机主轴通过键连接与四杆机构中的可调曲柄固连，由弹簧挡圈锁紧。该电机是底脚安装型齿轮减速三相异步电动机，额定功率0.75kW，输出转速61rpm，额定转矩81N·m；该电机底座是由型材制成的金属支架结构。见图4b，该四杆机构是由可调曲柄、连杆、摇杆、后连杆轴、后轴端挡板、深沟球轴承、连杆轴套筒、前连杆轴、前轴端挡板和锁紧螺母组成，它们之间的位置连接关系是：前连杆轴穿过可调曲柄的直槽口及连杆一端的通孔，由一对深沟球轴承确保其相对转动，深沟球轴承由连杆轴套筒限位，轴端由锁紧螺母压紧前轴端挡板；后连杆轴穿过连杆另一端的通孔及摇杆尾部的通孔，也是由一对深沟球轴承来确保其相对转动，深沟球轴承由连杆轴套筒限位，后轴端挡板通过十字槽螺钉固定在连杆的侧面上；该可调曲柄是由两个大、小圆柱状件构成，其中部设置有通孔，用于连接电机主轴，大圆柱状件距中心60mm处设置有直槽口，用于与连杆固定和连接，同时具有距离可调性；该连杆两头是圆柱杆件，中部通过矩形断面件相连；该摇杆是圆弧形件，其上设置有两个通孔，尾部孔用于与连杆相连接，中心孔用于连接股骨系统中的主轴。该后连杆轴是芯部为圆轴、头部为圆盘状的结合件；该后轴端挡板是圆盘状件；该深沟球轴承是市购标准件；该连杆轴套筒是圆筒形件，数量是两件；该前连杆轴是芯部为圆轴、头部为圆盘状的结合件；该前轴端挡板是圆盘状件；该锁紧螺母是市购标准件。