一种立式全膝置换关节髌骨运动测试装置的制造方法

2025-05-14 15:00:07 52次浏览

系相连接，该阶梯轴两端安装有角接触轴承，安装方式为面对面安装，该角接触轴承通过套筒、端盖、弹性挡圈固定，该阶梯轴的伸出端，通过键与胫骨运动驱动机构的摇杆相连接，同时与带编码器的测速电机相连接，测量的角度为胫骨的屈伸角度，实现了对胫骨屈伸运动情况的测量和记录；如图11，自旋运动轴系的主轴为异形轴，该主轴的一端通过螺栓与胫骨夹持件相连接，另一端安装有角接触轴承，该角接触轴承通过轴肩、端盖、弹性挡圈固定，该主轴端部与带编码器的测速电机相连接，测量的角度为胫骨的自旋角度，实现了对胫骨自旋运动情况的测量和记录；如图12，所述胫骨运动的驱动机构:包含低速电机、联轴器、传动轴、电机支撑板、曲柄滑块-摇杆机构；它们之间的位置连接关系是:该低速电机的型号为120TYD-S30M，通过螺栓固定到电机支撑板上，电机支撑板通过螺栓、角接件固定在支撑结构的底板上；传动轴由传动轴支撑板支撑，其一端通过键、联轴器、螺栓与低速电机连接，另一端通过键、弹性挡圈与曲柄滑块-摇杆机构的曲柄连接，实现低速电机驱动曲柄运动；该曲柄滑块-摇杆机构，包含曲柄、短连杆、滑块机构、V型导轨、导轨支撑件、长连杆、摇杆、短轴和连接件，它们之间的位置连接关系是:运动零部件两两之间通过短轴连接，曲柄、短连杆、滑块机构、V型导轨构成曲柄滑块机构，长连杆、摇杆构成摇杆机构，曲柄滑块机构的滑块机构与摇杆机构的长连杆相连接；它实现将曲柄的转动转换为滑块机构的滑动，再将滑块机构的滑动转换为摇杆的摆动；如图13a、13b，该滑块机构，实现了滚动摩擦，包含滑块、滚珠、滚珠挡板、螺钉，滚珠置于滑块的凹槽里，滚珠挡板通过螺钉固定在滑块两端，滑块机构置于V型导轨上型导轨通过螺钉与导轨支撑件连接，导轨支撑件通过角接件、螺栓固定在支撑结构的底板上；曲柄、短连杆、滑块机构、长连杆、摇杆之间通过短轴连接，通过套筒、弹性挡圈实现轴向定位；该摇杆通过键与胫骨运动机构屈伸运动轴系的主轴相连接，驱动其运动。
[0009]其中，股骨运动机构的轴系一端部、轴系四端部，髌骨运动机构的蜗轮轴系端部，胫骨运动机构的屈伸运动轴系、自旋运动轴系端部，均与带编码器的测速电机连接，该带编码器的测速电机型号为ASLONG RF371。
[0010]其中，该测试装置的外形尺寸为560 X 680 X 1080。
[0011]本发明一种全膝关节假体运动测试的装置的工况简介如下:膝关节屈伸角度范围为0°至120°，其中胫骨的屈伸角度范围为0°至62°，股骨近端的移动范围为0至373mm，加载频率为1±0.1Hz，股骨近端往返运动线速度为764mm/s，测试在常温常压环境下进行。
[0012]3、优点及功效:本发明的全膝置换关节髌骨运动测试装置，它模拟了膝关节假体在人体膝内的实际运动情况，尤其是实现了膝屈伸中髌骨对股骨的相对运动，使假体在该装置中的运动更逼近于置换膝的情况，因而测试结果更为精确；该装置能够测量和记录股骨、髌骨、胫骨的运动参量，为评估膝关节的运动特性提供技术数据与方法。
【附图说明】
[0013]图1本发明全膝置换关节髌骨运动测试装置结构示意图。
[0014]图2本发明的支撑结构示意图。
[0015]图3(a)、(b)本发明的铝型材立柱截面示意图。
[0016]图4本发明的液压缸活塞杆顶端连接示意图。
[0017]图5a本发明的股骨运动机构示意图。
[0018]图5b本发明的股骨运动机构主视图。
[0019]图5c本发明的股骨运动机构俯视图。
[0020]图5d本发明的股骨运动机构左视图。
[0021]图6本发明的髌骨运动机构示意图。
[0022]图7本发明的蜗轮蜗杆箱体内部结构示意图。
[0023]图8本发明的钢丝绳顶端连接示意图。
[0024]图9本发明的韧带夹持装置示意图。
[0025]图10本发明的胫骨运动机构示意图。
[0026]图11本发明的胫骨自旋机构剖面图。
[0027]图12本发明的胫骨运动驱动机构示意图。
[0028]图13a本发明的滑块导轨机构主视图。
[0029]图13b本发明的滑块导轨机构立体图。
[0030]图中标号说明如下:
[0031]1、支撑结构；2、股骨运动装置；3、髌骨运动装置；4、胫骨运动机构及其驱动机构；
[0032]1-1、底板；1-2、招型材立柱APS-8-4080 ； 1-3、防尘盖板；1_4、招型材立柱APS-8-4040 ; 1-5、液压缸32/16-400 ;1_6、液压缸活塞杆；1_7、活塞杆顶端连接件；1_8、滑动螺母块；1_9、导向连接件；1_10、带肋板的角接件；
[0033]2-1、斜齿条；2-2、斜齿轮一；2-3、齿轮轴一；2_4、斜齿轮二；2_5、齿轮轴二；2_6、斜齿轮三；2-7、阶梯轴一；2-8、斜齿轮四；2-9、阶梯轴二；2-10、固定横板；2_11、固定夹板；
2-12、齿条垫板；2_13、固定螺母块；2_14、夹持板；
[0034]3_1、股骨夹持件；3_2、蜗轮；3_3、蜗杆轴；3_4、行星斜齿轮；3_5、固定斜齿轮；
3-6、箱体连接件；3-7、蜗轮蜗杆箱体；3-8、蜗轮轴；3-9、角接触轴承代号292;3_10、端盖；
3-11、钢丝绳；3-12、条形支撑连接板；3-13、带编码器的测速电机ASLONGRF371 ;3_14、简化韧带模型；3-15、夹持器底板；3-16、夹持器压板；3-17、钢丝绳导向板；
[0035]4-1、胫骨夹持件；4-2、安装连接板；4-3、支撑连接件；4_4、阶梯轴三；4_5、胫骨机构支撑件；4-6、弹性挡圈；4-7、支撑端盖；4-8、角接触轴承代号292 ;4_9、胫骨自旋轴；
4-10、低速电机120TYD-S30M;4_11、电机支撑板；4_12、联轴器；4_13、传动轴支撑板；4_14、传动轴；4-15、曲柄；4-16、短轴一；4-17、短连杆；4_18、短轴二；4_19、滑块机构；4_20、V型导轨；4-21、V型导轨支撑件；4-22、长连杆；4-23、短轴三；4_24、摇杆。
【具体实施方式】
[0036]结合附图进一步阐述本发明的技术方案:
[0037]如图1，本发明一种立式全膝置换关节髌骨运动测试装置，它由支撑结构1、股骨运动机构2、髌骨运动机构3、胫骨运动机构及其驱动机构4四部分组成，它们之间的位置连接关系是:股骨运动机构的夹持板2-14与支撑结构的液压缸活塞杆1-6相连接，股骨运动机构的齿条垫板2-12固定于支撑结构的铝型材立柱APS-8-4080 1-2上，髌骨运动机构的蜗轮蜗杆箱体3-7与股骨运动机构阶梯轴二 2-9相连接，胫骨运动机构及其驱动机构安装在支撑结构的底板1-1上，膝关节假体的股骨、胫骨分别固定在股骨夹持件3-1、胫骨夹持件4-1中，膝关节假体的髌韧带由髌骨运动机构的韧带夹持装置牵引。
[0038]支撑结构实现对装置其他部分的支撑，及对运动中股骨运动机构的支撑，股骨运动机构产生股骨近端的上下移动及股骨的屈伸运动，髌骨运动机构产生股骨屈伸过程中相应的髌骨运动，腔骨运动机构及其驱动机构产生腔骨的屈伸运动及自旋运动。
[0039]支撑结构的技术方案及原理:
[0040]如图2，所述支撑结构，包含底板1-1、防尘盖板1-3、铝型材立

文档序号 : 【 9512313 】

技术研发人员：刘艳强,王书楷,黄荣瑛,龙震,张本祥,孙亚鹏
技术所有人：北京航空航天大学

备注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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刘艳强丨王书楷丨黄荣瑛丨龙震丨张本祥丨孙亚鹏丨北京航空航天大学

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