[实用新型]一种生物软组织力学性能的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于生物力学技术领域，尤其涉及一种生物软组织力学性能的 测量装置。

背景技术

目前，生物软组织的力学性能测量大部分依旧停留在轴向拉伸实验阶段， 比如单轴拉伸和双轴拉伸。轴向拉伸作为探究生物软组织力学性能的一种实验 方式，能够在一定程度上反映生物软组织的力学性质，但由于生物软组织在结 构上的多层性和成分上的多样性，仅仅由轴向拉伸实验获得的数据并不能完全 反映出其复杂的各项异性的力学特性。为了更加全面地得到生物软组织的力学 特性，我们需要采用另外一种实验方法，即剪切实验。简单地说，剪切实验采 用立方体的实验样品，并且把它固定在上下两个平行的平台，其中一个平台是 固定的，通过横向移动(X或Y方向)另外一个平台让样品产生剪切形变从而 测量剪切力，同时也可以竖向(Z方向)移动该平台来测量拉力和压力。

现有的测量生物软组织力学性能的剪切设备中，测量X和Y轴方向的力的 铜环和不锈钢梁等部件直接连接在一起的，这样会造成不同轴向之间较大的相 互影响，而且呈现非线性，导致测量数据误差大；另外，载物容器固定在下平 台上，当下平台移动时，载物容器内的生理溶液产生震荡，给测量带来进一步 误差；同时，Z轴方向是手动控制，测量时操作不便，精度难以把握。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种生物软组织力 学性能的测量装置，具有结构轻巧，灵敏性好，准确度高，操作方便的优点。

本实用新型的目的是这样实现的：一种生物软组织力学性能的测量装置， 包括机架，机架包括机架底板和机架上板，机架底板与机架上板之间设置有机 架支柱，其特征在于：所述的机架底板上设置有电机机座和Z轴自动滑台机构， Z轴自动滑台机构固定在电机机座侧面，Z轴自动滑台机构顶部设置有Z轴传感 器，Z轴传感器上部设置有载物容器，机架上板下表面设置有Y轴自动滑台机 构和Y轴驱动导轨，Y轴驱动导轨下方衔接有Y轴驱动板，Y轴驱动板与Y轴 自动滑台机构连接，Y轴驱动板上平面X轴负方向一侧设置有X轴驱动导轨， Y轴驱动板上平面X轴正方向一侧设置有X轴自动滑台机构，X轴自动滑台机 构连接有X轴驱动板，X轴驱动板X轴方向的边框下部与X轴驱动导轨衔接， X轴驱动板Y轴方向的边框下部设置有Y轴从动导轨，Y轴从动导轨下方衔接 有Y轴从动板，Y轴从动板上平面设置有X轴从动导轨，X轴从动导轨上方衔 接有上剪切平台，X轴驱动板与Y轴从动板之间设置有Y轴传感器，上剪切平 台与Y轴从动板之间设置有X轴传感器。

所述的Y轴驱动板X轴负方向一侧是框体，X轴正方向一侧是实体，X轴 驱动导轨设置在框体上，X轴自动滑台机构设置在实体上。X轴驱动板和Y轴 从动板均为框体。

所述的X轴自动滑台机构、Y轴自动滑台机构、Z轴自动滑台机构均包括 电机、与电机衔接的滑台、与滑台连接的驱动连接板。

所述的电机均为步进电机。

所述的X轴传感器、Y轴传感器、Z轴传感器均为拉压传感器。

所述的四个衔接处：Y轴驱动导轨与Y轴驱动板、X轴驱动导轨与X轴驱 动板、Y轴从动导轨与Y轴从动板、X轴从动导轨与上剪切平台之间均由滑块 衔接。

所述的Y轴驱动导轨、X轴驱动导轨、Y轴从动导轨、X轴从动导轨均为 燕尾导轨，滑块为与导轨配合的燕尾滑块。

本实用新型具有如下积极效果：

1、本实用新型采用了双层结构分别测量X、Y轴的剪切力，很大程度上减 少了两个方向的相互影响，从而减少了实验误差，保证了数据的精确度。

2、载物容器只在最初装载样品的时候沿着Z轴方向做上下移动，在测量过 程中保持固定，从而减少载物容器内生理溶液的震荡，避免外界因素对测量结 果产生影响。

3、对X轴、Y轴、Z轴方向上的控制，均采用自动滑台机构控制，提高了 操作的方便性本实用新型设备简单轻巧，体积小，便于携带，可以与其他实验 设备结合使用，从而多方面、多角度对样品进行测量。

附图说明

图1为生物软组织力学性能的测量装置的结构示意图。

图2为生物软组织力学性能的测量装置的主视结构示意图。

图3为生物软组织力学性能的测量装置的俯视结构示意图。

图4为生物软组织力学性能的测量装置的机架上板下部仰视结构示意图。