[实用新型]生物材料力学特性测试装置

说明书

本实用新型涉及一种动物及人类软组织力学特性测试装置。适用于肌肉组织（如骨骼肌、心肌、胃肠壁及血管壁等）、肌腱、韧带、筋膜及皮肤等软组织以及某些人工仿生材料的力学特性测定。

目前国内外的材料试验机不能使试样在溶液中受试，因而不适用于生物材料的力学测试。

本实用新型的目的在于设计一种能使试样处于用户所给溶液中受试的力学测试装置，以适应于生物软材料及仿生材料在模拟生理及病理环境中的力学特性测定，并力图结构简单、造价低廉、方便实用。

本实用新型包括Ⅰ、Ⅱ两型  主要由箱体1、支架3及上帽3A、动力及其传动系统、张  力传感系统、形变（位移）监测系统及控制系统等组成。以下分述之：

Ⅰ型：如图1所示，该型装置的支架3与上帽3A构成一高约40～250cm、宽30～100cm的“门”形结构。3的下端与箱体1两侧壁结合形成主机体。箱体1为一铸件，其上面前部为一斜面，供安装控制面板2用；内部装有电机、动力传动系统及电气系统。控制面板2上面设有主机电源开关33及指示灯34、上升键35、下降键36及升降指示灯37、清零键38、暂停键39、变速钮40、位移显示器13A、B及位移信号输出和加荷自控信号输入插口41、42。支架3为一宽10～16cm、深5～10cm的槽状结构，左右槽内各容一金属丝杆4于其中；4的上端装于3A，下端装于箱底，两端均装在轴承内。横梁5为一宽5～15cm、厚3～15cm、长度与两丝杠间距相适应的长方体形结构。其两端各有一丝杠螺母与4咬合。5的中部有一传力杆孔6以容传力杆9通过。5上还装有垂臂7，7的下端装有下夹持具固定器10B，以安装下夹持具12用。张力传感器8（已有技术）装在上帽3A上。传力杆9为一直径0.1～1.0cm的金属杆，穿过传力杆孔6悬挂于8上，其长度可达到水浴液面；9的下端装有上夹持具固定器10A，以安装上夹持具11。箱体的上面罩一盖，称载物台14，以放置溶液容器。借助于垂臂7和传力杆9及其下端的夹持具即可使试样置于溶液中受试。

图2示箱体及其中的动力及其传动系统。箱体1内有两壁式轴座25（A、B）和两涡杆座24。Ⅰ轴18上装有涡轮17、主动齿轮19和通光盘23。Ⅱ轴21上装有从动齿轮20。18和21的两端均通过相应的轴承装于25的孔内。涡杆16与涡轮17咬合。16的两端载轴承装于两涡杆座24内，其近电机端与电机的轴交接。Ⅱ轴21的两端在其伸过25（A、B）外的部分各装一伞齿轮32（A、B）。两丝杠4的下端也各装一与此相咬合的伞齿轮22（A、B）。通光盘23上有一圈通光孔，盘两侧分别设有光源26和光敏元件27。当电机转动时，通过涡杆涡轮带动18及23转动，又通过主动和从动齿轮19、20带动Ⅱ轴21及其两端的伞齿轮32（A、B）转动，后者分别带动伞齿轮22（A、B）及丝杠4（A、B）转动，进而带动横梁5做上下运动。5运动的距离就等于试样一维形变，它与通光盘23所转过的孔数间有一定关系。因而通过26和27将23转过的孔数计数，并将其代表的长度值显示在位移显示器上和／或同步输入到记录系统，便可监测试样的形变。

电气系统：由直流或交流电机（已有技术）提供动力。电路主要包括整流（用直流电机时）、稳压、稳速、转向、变速、快制动、位移计数、加荷自控及行程安全保险等部分。行程安全保险装置设在支架3内，14后部设有保险管座。转向控制包括手动和遥控两种方式。遥控器装在记录仪上。位移计数采用光电数显电路。位移量既可由显示器直接显示，也可同时将光电信号输入记录装置记录。当接通电源，开启33时，34亮；13A、B设初值为零。按下降键36时，横梁5开始下行，如在两夹持具间夹持试样，后者即被拉长，13A开始计数（延长量）；经任一时间后，再按上升键35，5便转而上行，试样转而缩短，13A停止计数而13B开始计数（缩短量）。如欲机器停止运行，则按暂停键39。这时电机停转，横梁停运，两显示器分别保留显示升、降位移量。若要重复运行，按压38使显示器清零再重复上述操作。

该实用新型设有加荷自动遥控系统，遥控器装在记录装置上，其功能是自动控制电机反转时间－亦即试样的最大受试张力，提高操作的自动化程度。