活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具的製作方法

2023-09-20 23:27:25

專利名稱：活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種夾裝機構，尤其是一種活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具。
背景技術：
活體實驗鼠骨骼加載力學參數的測量是建立骨力學相關理論和實際應用的基礎性研究，而利用活體實驗鼠尺骨夾裝機構進行裝夾，在力學實驗設備上對尺骨進行動、靜態加載實驗，可以測試實驗鼠尺骨在不同載荷狀況下的載荷一應變力學參數，繪製其尺骨的應力一應變曲線。同時，可進一步分析研究各種不同載荷對實驗鼠尺骨骨骼組織產生疲勞微損傷，為骨力學、骨組織工程學、病理學、藥理學等相關理論研究提供依據。目前活體實驗鼠骨骼加載力學實驗主要採用軸向壓縮和四點彎曲疲勞試驗兩種， 國、內外大部分是採用軸向壓縮疲勞方式獲得標本微損傷及疲勞骨折，如中國專利，專利號為CN200910197437.8，專利名稱為活體實驗鼠尺骨軸向加載裝夾機構的專利，採用的是一種活體實驗鼠尺骨軸向加載壓縮的方式，但是採用軸向壓縮著力點常常不明確，微損傷位置不易確定；而四點彎曲疲勞定位精確，形變所產生的張力著力點明確，可產生明顯微損傷及應力骨折，彌補了軸性壓縮形變所產生的張力著力點不明確、微損傷不易於定位等缺點，有益於微損傷研究，但目前還沒有四點彎曲試驗的夾裝裝置，特別是沒有採用活體的四點彎曲試驗裝置，而四點彎曲試驗中要求在兩個上位加壓點之間產生純彎曲力，而剪切力是零，且各加壓點上的力度必須相等，技術難度較大，特別是對於活體大鼠沒有專用夾具， 試驗很難進行。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術之不足而提供一種結構簡單、使用方便、可採用活體老鼠作為載體、著力點精確、定位準確、更好地用於微損傷研究的活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具。本發明的目的通過下述技術方案予以實現
一種活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，包括安裝在試驗箱內的載物盤和前肢加載試驗裝置，所述前肢加載試驗裝置包括上連接杆、彈簧上連接軸、線彈性彈簧、彈簧下連接軸、T型上壓頭滑座、上壓頭、下支撐頭、C型下滑座、下連接杆，所述C型下滑座安裝在與主機負荷傳感器連接的所述下連接杆上，所述C型下滑座的上端設有至少兩個導柱，所述T型上壓頭滑座上安裝有使所述T型上壓頭滑座能沿所述導柱上下移動的所述直線軸承，所述T型上壓頭滑座的頂部設有與所述線彈性彈簧下端連接的所述彈簧下連接軸，所述線彈性彈簧的上端安裝在所述彈簧上連接軸的下端，所述彈簧上連接軸安裝在所述上連接杆的下端，所述T型上壓頭滑座的下方設有一個或兩個上壓頭，所述C型下滑座上對應所述上壓頭的下方設有兩個下支撐頭，所述載物盤安裝在所述下支撐頭的下方。本發明中，所述試驗箱上還安裝有支撐載物盤的支撐架，所述支撐架的下端設有固定裝置安裝在所述試驗箱上，所述支撐架的上端設有螺旋升降機構，所述螺旋升降機構的頂部設有滑道，所述載物盤的下端設有安裝在所述滑道內的導軌。本發明中，所述T型上壓頭滑座的下方橫向設有滑槽，所述滑槽內設有一個或兩個上壓頭，所述上壓頭通過第一緊定螺釘固定在所述滑槽內並且所述上壓頭通過所述第一緊定螺釘的調節可在滑槽移動。本發明中，所述C型下滑座的下方橫向設有滑槽，所述兩個下支撐頭通過第二緊定螺釘固定在所述滑槽內並且所述下支撐頭通過所述第二緊定螺釘的調節可在滑槽移動。本發明中，所述下支撐頭上安裝有壓緊裝置，所述壓緊裝置包括調節螺釘、壓緊支撐架、壓片，所述壓緊支撐架固定在所述下支撐頭上，所述壓片通過調節螺釘與所述壓緊支撐架連接並且控制所述壓片上下運動。採用上述結構，在現有的骨電子疲勞損傷試驗機的基礎之上，安裝本裝置，可完成活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗，建立活體大鼠尺骨微損傷模型，用於微損傷研究，另外活體骨三點或四點彎曲形成微損傷後，可以通過uCT (微型CT)、掃描電鏡等設備動態觀察一系列指標變化如骨膜編織骨形成，骨重塑，骨細胞凋亡等，特別是觀察臨床上一些用於治療骨質疏鬆新藥(如促甲狀旁腺素，二膦酸鹽製劑)對微損傷修復的每一階段顯微動態變化，可以全面細緻地觀察藥理療效，這將在探討代謝性骨病及骨折的發生機制、早期診斷和療效評估方面發揮重大作用。


圖1為本發明的結構示意圖。圖2為本發明側面的結構示意圖。圖3為圖1帶支撐架的結構示意圖。附圖1、2、3中1 一上連接杆、2—彈簧上連接軸、3—線彈性彈簧、4一彈簧下連接軸、5—導柱、6—直線軸承、7— T型上壓頭滑座、8—第一緊定螺釘、9一上壓頭、10—下支撐頭、11 一載物盤、12—導軌、13—C型下滑座、14 一螺旋升降機構、15—下連接杆、16—第二緊定螺釘、17—支撐架、18—試驗箱、19一調節螺釘、20—壓緊支撐架、21—壓片。
具體實施例方式下面結合附圖，來詳細說明活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具的具體實施方式
。如圖1、2所示，本夾具主要由載物盤11和前肢加載試驗裝置兩部分組成。載物盤 11採用耐腐蝕的優質不鏽鋼材料製成，長30釐米，寬20釐米，其作用是裝載麻醉後，用兩條活動縛帶固定待試驗的大鼠。載物盤11通過安裝在試驗箱18底部的螺旋升降機構14能上下移動，另外載物盤11本體還可沿安裝在螺旋升降機構14頂端的滑軌12前後移動(正對試驗箱前部)，可適用大小不一、各種體重的大鼠。前肢加載試驗裝置包括上連接杆1、彈簧上連接軸2、線彈性彈簧3、四點彎曲試驗裝置主體和下連接杆15。彈簧上連接軸2由優質鋁合金加工而成，彈簧上連接軸2與上連接杆1採用開口式間隙配合連接，拆卸方便，節省試驗時間，提高試驗效率。彈簧上連接軸 2下方與線彈性彈簧3連接，線彈性彈簧3根據在彈性限度內物體的形變跟引起形變的外
4力成正比的胡克定律及試驗整體結構設計而成。此裝置所用的線彈性彈簧3最大載荷為 100N，在位移控制或力控制過程中，控制測量系統中實時顯示的變形及試驗力，即可對活體大鼠左(右)前肢載荷加以控制。彈簧下連接軸4同彈簧上連接軸2 —樣也採用優質鋁合金加工而成，彈簧下連接軸4上面與線彈性彈簧3連接，下面與T型上壓頭滑座7連接。T型上壓頭滑座7亦由優質鋁合金加工而成，T型上壓頭滑座7兩側安裝直線滾動軸承6，使T型上壓頭滑座7能沿安裝在C型下滑座13上端兩側的導柱5上下移動，減少試驗過程中可能產生的側向力，達到試驗力值的準確性，提供精確、科學的試驗數據。所述T型上壓頭滑座7的下方設有一個或兩個上壓頭9，如果是只設置一個上壓頭 9，本裝置即為三點彎曲疲勞試驗夾具，如果設置兩個上壓頭9，本裝置即為四點彎曲疲勞試驗夾具，所述上壓頭9可在T型上壓頭滑座7內根據相關試驗的要求通過第一緊定螺釘8左右移動調整，調整好後擰緊第一緊定螺釘8即可將上壓頭9固定，下支撐頭10亦可在C型下滑座13內根據相關試驗的要求通過第二緊定螺釘16左右移動調整，調整好後擰緊第二緊定螺釘16將下支撐頭10固定，上壓頭9在T型上壓頭滑座7內調整距離為0-20mm，下支撐頭10在C型下滑座13內調整距離為0-50mm，這樣能夠解決試驗活體大鼠左(右)前肢長短不一的問題。下連接杆15上端與C型下滑座13連接，下連接杆15下端與測力元件負荷傳感器連接。試驗載荷通過上連接杆1，彈簧上連接軸2，線彈性彈簧3，彈簧下連接軸4傳遞到放置在T型上壓頭滑座7內的上壓頭9與C型下滑座13內的下支撐頭10之間的活體大鼠左(右)前肢上，與下連接杆15相連的負荷傳感器測出相應的載荷大小。本發明中，所述壓緊裝置包括調節螺釘19、壓緊支撐架20、壓片21，所述壓緊支撐架20固定在所述下支撐頭10上，所述壓片21通過所述調節螺釘19與所述壓緊支撐架20 連接並且控制所述壓片21上下運動，通過壓緊裝置，在對體型較大的老鼠做實驗時，使得活體大鼠左(右)前肢在上壓頭和下支撐頭之間固定更加牢固。
權利要求
1.一種活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，包括安裝在試驗箱(18)內的載物盤(11)和前肢加載試驗裝置，其特徵在於所述前肢加載試驗裝置包括上連接杆(1 )、彈簧上連接軸(2)、線彈性彈簧(3)、彈簧下連接軸(4)、T型上壓頭滑座(7)、上壓頭(9)、下支撐頭(10)、C型下滑座(13)、下連接杆(15)，所述C型下滑座(13)安裝在與主機負荷傳感器連接的所述下連接杆(15)上，所述C型下滑座(13)的上端設有至少兩個導柱(5)，所述T型上壓頭滑座(7)上安裝有使所述T型上壓頭滑座(7)能沿所述導柱(5)上下移動的所述直線軸承(6)，所述T型上壓頭滑座(7)的頂部設有與所述線彈性彈簧(3)下端連接的所述彈簧下連接軸(4)，所述線彈性彈簧(3)的上端安裝在所述彈簧上連接軸(2)的下端，所述彈簧上連接軸(2 )安裝在所述上連接杆(1)的下端，所述T型上壓頭滑座(7 )的下方設有一個或兩個上壓頭(9)，所述C型下滑座(13)上對應所述上壓頭(9)的下方設有兩個下支撐頭 (10),所述載物盤(11)安裝在所述下支撐頭(10)的下方。
2.根據權利要求1所述的活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，其特徵在於所述試驗箱(18)上還安裝有支撐載物盤(11)的支撐架(17)，所述支撐架(17)的下端設有固定裝置安裝在所述試驗箱(18)上，所述支撐架(17)的上端設有螺旋升降機構(13)，所述螺旋升降機構(13)的頂部設有滑道，所述載物盤(11)的下端設有安裝在所述滑道內的導軌 (12)。
3.根據權利要求1或2所述的活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，其特徵在於所述T型上壓頭滑座(7)的下方橫向設有滑槽，所述滑槽內設有一個或兩個上壓頭(9)， 所述上壓頭(9 )通過第一緊定螺釘(8 )固定在所述滑槽內並且所述上壓頭(9 )通過所述第一緊定螺釘(8)的調節可在滑槽移動。
4.根據權利要求1或2所述的活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，其特徵在於所述C型下滑座(13)的下方橫向設有滑槽，所述兩個下支撐頭(10)通過第二緊定螺釘 (16)固定在所述滑槽內並且所述下支撐頭(10)通過所述第二緊定螺釘(16)的調節可在滑槽移動。
5.根據權利要求1或2所述的活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，其特徵在於所述下支撐頭(10)上安裝有壓緊裝置。
6.根據權利要求5所述的活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，其特徵在於所述壓緊裝置包括調節螺釘(19)、壓緊支撐架(20)、壓片(21)，所述壓緊支撐架(20)固定在所述下支撐頭(10 )上，所述壓片(21)通過所述調節螺釘(19 )與所述壓緊支撐架(20 )連接並且控制所述壓片(21)上下運動。
全文摘要
一種活體鼠尺骨三點或四點彎曲疲勞試驗夾具，包括安裝在試驗箱內的載物盤和前肢加載試驗裝置，所述前肢加載試驗裝置包括上連接杆、彈簧上連接軸、線彈性彈簧、彈簧下連接軸、T型上壓頭滑座、上壓頭、下支撐頭、C型下滑座、下連接杆，所述C型下滑座安裝在與主機負荷傳感器連接的所述下連接杆上，所述C型下滑座的上端設有至少兩個導柱，所述T型上壓頭滑座上安裝有使所述T型上壓頭滑座能沿所述導柱上下移動的所述直線軸承，所述T型上壓頭滑座的頂部設有與所述線彈性彈簧下端連接的所述彈簧下連接軸，所述線彈性彈簧的上端安裝在所述彈簧上連接軸的下端，所述彈簧上連接軸安裝在所述上連接杆的下端，所述T型上壓頭滑座的下方設有一個或兩個上壓頭，所述C型下滑座上對應所述上壓頭的下方設有兩個下支撐頭，所述載物盤安裝在所述下支撐頭的下方，本發明具有結構簡單、使用方便、可採用活體老鼠作為載體、著力點精確、定位準確、更好地用於微損傷研究等優點，適合於對活體鼠尺骨進行三點或四點彎曲疲勞試驗。
文檔編號G01N3/04GK102183408SQ201110060409
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月14日 優先權日2011年3月14日
發明者伍賢平, 廖二元, 戴如春, 陳波 申請人:中南大學