[发明专利]一种生物关节模型旋转运动试验测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开一种生物关节模型旋转运动试验测试装置及其测试方法，涉及测试设备技术领域，包括机架，所述机架上设置有转速可调的减速电机、主动齿轮与从动齿轮，所述电机与所述主动齿轮的轴通过皮带传动连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，且所述主动齿轮与所述从动齿轮上均铰接有用于连接被测构件的拉杆；本发明设置减速电机可以进行被测构件在高运动频率下的疲劳试验，通过改变减速电机的转速可以改变被测构件的运动条件，适用性更强；并且本发明中减速电机与主动齿轮通过皮带进行传动，当被测构件对拉杆的施加的负载力过大时，皮带会进行打滑，保护减速电机等其他构件不被破坏，试验安全系数更高。

技术领域

本发明涉及测试设备技术领域，特别是涉及一种生物关节模型旋转运动试验测试装置及其测试方法。

背景技术

生物通过改变关节相连两骨之间角度的大小实现运动，关节结构具有牢固性、稳定性又具有灵活性。由于在生物关节模型试验中，模型自身具有一定重量，为维持某位置时会产生扭矩，并随着关节角度越大其受力越大。因此关节在生物整体结构中也是较为脆弱的部分，在受力时抗变形能力较弱，受力不均匀易发生磨损。因此在生物关节模型试验中，常通过旋转运动模拟生物运动方式，测试其强度与耐用性，如申请号“201910225026.9”，名称为“一种凸轮加载仿人体膝关节摩擦磨损试验机”公开的发明专利。

生物关节模型旋转运动试验中容易失败的问题在于旋转速度与角度的调节，以及高速运动下可能因构件固定牢固程度不足，导致试验结果不准确或模型脱离试验平台等情况。生物关节模型在旋转过程中，需要同时针对角度规定范围、高速、大重量情况下对模型寿命以及抗冲击能力进行模拟，测试要求复杂，同时在高速试验过程中需保证实验人员的安全。因此目前急需一种试验测试平台，针对高速情况下对生物关节模型往复运动下的大范围角度试验测试，并同时在很大程度上保障实验人员的安全。现有旋转关节测试平台主要进行低速、单向、小角度旋转测试，对于速度要求高以及在往复运动情况下的角度测试，难以胜任此类型的试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物关节模型旋转运动试验测试装置及其测试方法，以解决现有技术存在的问题，适用性更强，试验安全系数更高。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种生物关节模型旋转运动试验测试装置，包括机架，所述机架上设置有转速可调的减速电机、主动齿轮与从动齿轮，所述电机与所述主动齿轮的轴通过皮带传动连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，且所述主动齿轮与所述从动齿轮上均铰接有用于连接被测构件的拉杆。

优选的，所述主动齿轮与所述从动齿轮大小相等，且两所述拉杆的铰接位置相对于所述主动齿轮、所述从动齿轮的中线对称。

优选的，所述主动齿轮与所述从动齿轮的端面上均设置有连接轴，所述连接轴上铰接有鱼眼杆端关节轴承，所述鱼眼杆端关节轴承的另一端固定所述拉杆。

优选的，所述拉杆为可伸缩结构。

优选的，所述机架包括主架体和固定在所述主架体上的电机支撑架，且所述电机支撑架呈框型结构，所述减速电机固定在所述框型结构的顶部，所述主动齿轮、所述从动齿轮均设置在所述框型结构的内部，所述连杆自所述框型结构的两端开口伸出。

优选的，所述电机支撑架包括上横板、下横板和连接在所述上横板、所述下横板之间的左立板和右立板，所述下横板固定在所述主架体顶部，所述减速电机固定在所述上横板上，所述主动齿轮与所述从动齿轮设置在所述左立板或所述后立板的内侧。

优选的，所述主动齿轮的固定轴与所述从动齿轮的固定轴均通过法兰轴承座固定在所述左立板或所述右立板上。

优选的，所述主动齿轮的固定轴上还设置有从动皮带轮，所述从动皮带轮位于所述左立板或所述右立板的外侧，所述从动皮带轮与所述减速电机的输出轴上的主动皮带轮通过皮带传动连接。