[发明专利]一种钢丝绳柔索传动的多动平台并联髋关节试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工关节试验机，尤其是一种能够在试验室环境中正确模拟人体髋关节的实际运动工况，并可实现三动平台联动的钢丝绳柔索传动髋关节试验机。

背景技术

随着人们生活节奏的日益加快，健康的人体关节对人们的日常生活变得越来越重要，人体关节的损坏会给人类带来巨大的影响。为了患者的生活质量的提高，医学工作者将把人工关节引入到人体中，从而来代替坏死的人体关节，这对人体关节的康复具有重要意义。

现如今一些人体髋关节试验机大都是刚性并联机构，且都是单动平台机构，在一些特殊场合就很难得以应用，钢丝绳牵引并联机构具有结构简单、惯性小、平动工作空间大和运动速度快等优点，在特殊场合具有及其诱人的应用前景。多动平台机构的同时联动，可提高其工作效率。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种钢丝绳柔索传动的多动平台并联髋关节试验机，该机构结构紧凑，布局合理，工作效率高，受力均匀，其应用背景值得期待。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钢丝绳柔索传动的多动平台并联髋关节试验机，包括液压缸、顶板、底板和边支柱构成的框架，所述框架内上、下分布设置的上中间支撑板和下中间支撑板，所述上中间支撑板与上辅助板同水平面固定设置，所述下中间支撑板与下辅助板同水平面固定设置，所述上辅助板和下辅助板上分别设有若干对应的通孔，对应所述上辅助板上的通孔内设置有上套筒，对应所述下辅助板上的通孔内设置有下套筒；所述上中间支撑板连接有滚珠花键套，从下至上，所述滚珠花键套与连接法兰一相连，所述连接法兰一与第一中间支柱固定连接，所述中间支柱内设有球面基座，所述球面基座上设有轴承座圈，所述轴承座圈与溶液盆相连，所述溶液盆内设置有关节头和球头座，所述溶液盆上设有与其盆缘固定连接的第一动平台；从上至下，所述滚珠花键套与连接法兰二连接，所述连接法兰二与第二中间支柱连接，所述第二中间支柱通过力传感器二和导向套与第二动平台驱动连接；所述第二动平台至第三动平台之间的结构与所述第一动平台至第二动平台之间的结构相同；所述液压缸与顶板相连，且所述液压缸通过导向套和力传感器一与第一动平台驱动连接；所述第三动平台下方通过第三中间支柱与底板固定；所述第一动平台、第二动平台和第三动平台上均匀设置若干个球铰连接端点，所述第一动平台上的球铰连接端点上分别连接钢丝绳穿过对应的上套筒和下套筒，并经底板上的第二支撑板和张紧装置收紧后通过钢丝绳连接板与牵引装置连接，所述第二动平台上的球铰连接端点上分别连接钢丝绳穿过对应的下套筒，并经底板上的第二支撑板和张紧装置收紧后通过钢丝绳连接板与牵引装置连接，所述第三动平台上的球铰连接端点上分别连接钢丝绳，并依次经底板上的第一支撑板、第二支撑板以及张紧装置收紧后通过钢丝绳连接板与牵引装置连接，所述第一支撑板的高度小于第二支撑板的高度。

进一步的，所述球铰连接端点为设置在第一动平台、第二动平台和第三动平台角点上的球轴承球窝，所述球轴承球窝上设有球轴承球头，所述球轴承球头与钢丝绳紧固器连接。

进一步的，设置在所述钢丝绳紧固器与上套筒之间，或钢丝绳紧固器与下套筒之间的每根钢丝绳之间是相互平行的；设置在所述钢丝绳紧固器与上套筒之间，或钢丝绳紧固器与下套筒之间的钢丝绳为三根；可实现三动平台的同步联动。

进一步的，所述的牵引装置包括伺服电机、连接装置、抱闸装置、带传动装置、测量计、轴承、滚珠、丝杆以及推杆套筒，伺服电机通过连接装置和抱闸装置以及带传动装置将动力传递给滚珠丝杆，通过丝杆和推杆套筒之间连接的滚珠，将圆周旋转运动转换为直线往复运动，丝杆的另一端连接有测量计，用于实时测量推杆套筒的位置，并把位置信息显示出来，以便更好控制电动缸的运动，同时推杆套筒的另一端通过钢丝绳连接板与三根钢丝绳连接。

进一步的，所述张紧装置包括拉簧、支撑杆、第一构件、第一构件和小槽轮，所述支撑杆包括水平杆和竖直杆连接而成，所述竖直杆垂直固定在底板上，所述水平杆上套设有第一构件，且所述第一构件以水平杆为轴做圆周转动，所述第一构件远离支撑杆的一端通过拉簧与底板连接，所述第一构件的另一端固定连接第二构件一端，所述第一构件和第二构件之间的夹角为90°-180°之间，所述第二构件的另一端设置有小槽轮；钢丝绳穿过第二支撑板或第一支撑板和第二支撑板的通孔后，压经小槽轮后与牵引装置连接。