[实用新型]一种生物力学发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生物力学发生器。

背景技术

随着医学的不断发展，尤其是骨科学的发展，其与生物力学之间的交叉融合越来越紧密了，在骨科领域，脊柱及其椎间盘的退变是一种常见疾病，但目前对其研究的方向主要集中于在活体动物上给予力学刺激造成脊柱及椎间盘退变的模型，然后通过细胞学、分子生物学、免疫学检测及分析来研究退变的机制，这样的研究在细胞学阶段是静态的研究，是对受力终末状态的细胞进行形态及细胞骨架的分析，目前没有装置能够完全模拟正常人体脊柱及椎间盘的动态受力及复合受力状态，进而导致不能在动态下观察细胞在不断的力学刺激作用下所发生的大体形态、微观结构、细胞骨架、生物学迁移规律所发生的变化，就无法对椎体终板软骨细胞在动态受力及复合受力状态进行观察研究。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种生物力学发生器，对正常活体细胞提供动态的力学刺激，该生物力学发生器不仅可以持续给予力学刺激，并且可以在一定范围内改变施力方向、循环往复运动，结构强度好，制造方便，成本较低。更重要的是能够在细胞培养箱环境中运作。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

一种生物力学发生器，包括：底座，垂直底座上端面设置的燕尾导向滑轨，通过燕尾槽与燕尾导向滑轨配合装配的工作台主体和设置于工作台上端面的生物力学发生机构；

底座上端面垂直设置有螺纹杆，且螺纹杆下端伸入于底座内部；底座内部设置有用于驱动螺纹杆旋转的齿轮机构，且齿轮机构至少包括两级齿轮；

工作台主体下端面设置有涡轮，且涡轮与工作台主体为转动装配，即涡轮能够相对于工作台主体周向自由转动；工作台主体上设置有用于驱动涡轮旋转的涡杆；

涡轮套置于螺纹杆上，且与螺纹杆螺纹配合；

工作台主体位于螺纹杆中心轴线延伸方向设置有用于螺纹杆伸出的通孔；

生物力学发生机构包括：模拟力学触头和曲柄连杆机构；曲柄连杆机构包括，第一动力曲柄、第二曲柄、第三摆动曲柄和外齿套；

工作台主体内部设置有动力电机，且动力电机输出轴与第一动力曲柄连接固定；第二曲柄一端通过转轴与第一动力曲柄的另一端连接，第三摆动曲柄一端通过转轴与第二曲柄的另一端连接，第三摆动曲柄固定有外齿套；外齿套通过转轴设置于工作台主体上端面，且外齿套中心轴线与工作台主体垂直，即外齿套能够其绕中心轴线自由转动；

模拟力学触头为4个，垂直设置于工作台主体上端面，且每个模拟力学触头通过转轴设置于工作台主体上端面，且每个模拟力学触头中心轴线与工作台主体上端面垂直，即每个模拟力学触头能够绕其中心轴线自由转动；每个模拟力学触头上设置有与外齿套啮合的齿轮，且每个齿轮完全相同；

涡杆伸出于工作台主体端固定有手轮；

第一动力曲柄上设置有至少4个用于第二曲柄安装的档位调节孔；

齿轮机构包括：动力输入的驱动齿轮，用于驱动螺纹杆旋转的动力齿轮和装配于驱动齿轮和动力齿轮且分别与上述两个齿轮啮合的过渡齿轮；驱动齿轮、动力齿轮和过渡齿轮都通过转轴装配于底座内部，且底座上端设置有用于驱动驱动齿轮旋转的调整轮；

调整轮上设置于定位凹槽，且底座上端设置有与定位凹槽配合定位的锁紧杆机构；

采用上述技术方案的本实用新型，首先调整工作台主体相对于底座的位置，使用者转动调整轮，进而带动驱动齿轮、过渡齿轮和动力齿轮组成的齿轮组转动（此处过渡齿轮的数量不限，可通过增加过渡齿轮来实现底座整体体积减小），动力齿轮带动螺纹杆转动，由于涡轮与螺纹杆为螺纹配合，进而涡轮带动工作台主体，沿着燕尾导向滑轨上升或者下降，然后通过锁紧杆机构（此处锁紧杆机构可通过铰轴固定于底座上端的活动杆或者插销结构实现，如选用活动杆则在调整轮转动过程活动杆与调整轮上的凹槽脱离，当需要定位调整轮时，只需要将活动杆插入调整轮上的凹槽中即可满足定位需要，当采用插销，则在底座表面需要加工用于插销插入定位的孔，当调整轮需要定位时插销只要直接穿过调整轮上的凹槽或者通孔插入底座上相应的定位孔即可满足定位。）定位调整轮轮的位置，使初步位置确定，此处配置要求为：调整轮转一圈，螺纹杆转5.536圈，工作台上升8.304mm；

然后通过转动手轮带动涡杆转动，进而带动涡轮转动，由于此时的螺纹杆已经定位不转动，涡轮单独转动即可完成进一步的位置调整，此处的配置要求为：能使工作台上升0.01829mm，微距上升，确保高精确性；