一種扭轉疲勞測試裝置的制作方法

本實用新型涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種扭轉疲勞測試裝置。

背景技術：

人工韌帶包括類似天然結構的支撐韌帶以及與天然結構同時使用的韌帶假體。支撐韌帶應與被替代的韌帶強度接近，并在人體體溫、高濕環境下一定時期內仍然能保持其強度。

為了保證人工韌帶的強度，對人工韌帶的疲勞測試就顯得格外重要。但是目前的扭轉疲勞測試的裝置，特別是金屬扭轉疲勞測試的裝置有諸多的問題不能適用于柔性體的扭轉疲勞測試。例如不能在模擬人體環境(恒溫，高濕)下測試扭轉疲勞，又例如不能在預張力的條件下測試扭轉疲勞。因此，本領域需要一種適用于柔性體的扭轉疲勞測試裝置。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種扭轉疲勞測試裝置，以解決現有技術中扭轉疲勞測試的裝置不適用于柔性體的測試需求的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種扭轉疲勞測試裝置，所述扭轉疲勞測試裝置，包括：

框架；

測力單元；

移位單元和運動單元，所述移位單元和所述運動單元均與框架連接，且所述移位單元與所述測力單元連接；

用于容置被測試樣品的樣品容器，所述樣品容器的側壁開設有第一通孔和第二通孔；

第一夾持單元及第二夾持單元，用于夾持所述被測試樣品，其中所述第一夾持單元的一端經由所述第一通孔伸入到所述樣品容器中，所述第二夾持單元的一端經由所述第二通孔伸入到所述樣品容器中，所述第一夾持單元的另一端與所述運動單元連接，所述第二夾持單元的另一端與所述測力單元連接，所述運動單元用于驅動所述第一夾持單元往復轉動，所述移位單元用于驅動所述測力單元移動進而帶動第二夾持單元移動，從而對被測試樣品施加預張力；

水浴鍋，所述水浴鍋設置于所述框架上，用于承載循環液體；以及

水泵，所述水泵用于泵送水浴鍋中的循環液體至所述樣品容器中，使所述樣品容器中的循環液體浸沒所述被測試樣品。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，所述第一夾持單元包括：

第一固定裝置、第一延長棒及用于夾持所述被測試樣品的第一夾持頭，所述第一固定裝置用于將所述第一延長棒的一端可拆卸地固定于所述運動單元上，所述第一延長棒的另一端延伸通過所述第一通孔并與第一夾持頭連接。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，所述第二夾持單元包括：

第二固定裝置、第二延長棒及用于夾持所述被測試樣品的第二夾持頭，所述第二固定裝置將所述第二延長棒的一端可拆卸地固定于所述測力單元上，所述第二延長棒的另一端延伸通過所述第二通孔并與第二夾持頭連接。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，所述第一通孔的孔徑大于所述第一延長棒的直徑3～5mm。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，所述第二通孔的孔徑大于所述第二延長棒的直徑3～5mm。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，所述移位單元包括：

螺旋手柄；

螺旋桿，所述螺旋桿的近端的端部與所述螺旋手柄連接，所述螺旋桿的遠端設置有外螺紋；

導軌，所述導軌與所述框架固定連接；

滑塊，所述滑塊包括下端、本體和上端，所述滑塊的下端設置有與所述螺旋桿的外螺紋相匹配的內螺紋，所述滑塊的上端套接在所述導軌上并可沿導軌移動，所述滑塊的本體與所述測力單元固定連接，所述螺旋桿的軸向移動被限制，以使所述滑塊在所述螺旋手柄的旋轉驅動下沿所述螺旋桿的軸向移動。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，還包括軸承和軸承座，所述軸承的外圈與所述軸承座過盈配合，所述軸承的內圈與所述螺旋桿過盈配合，所述軸承座固定于所述框架，以使所述螺旋桿的軸向移動被限制。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，所述運動單元包括：

電機，所述電機與所述第一夾持單元連接，所述第一夾持單元在所述電機的驅動下進行轉動；

測轉角度器，所述測轉角度器測量所述第一夾持單元進行扭轉疲勞測試時的扭轉角度值和扭轉計次數。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，還包括：

服務終端，所述服務終端與所述測力單元和所述運動單元電連接，以對所述服務終端所收集的數據進行處理。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，還包括：

溫度傳感器，所述溫度傳感器設置于所述水浴鍋中，并與所述服務終端電連接。

可選的，在所述的扭轉疲勞測試裝置中，所述循環液體的溫度為35～39攝氏度。

在本實用新型所提供的扭轉疲勞測試裝置中，所述扭轉疲勞測試裝置包括框架、移位單元、運動單元、測力單元、第一夾持單元、第二夾持單元、樣品容器、水浴鍋及水泵，所述移位單元和所述運動單元均與框架連接，且所述移位單元與所述測力單元連接，所述第一夾持單元與所述第二夾持單元相對設置并用于夾持一被測試樣品，所述第一夾持單元與所述運動單元連接，所述第二夾持單元與所述測力單元連接，所述第一夾持單元在所述運動單元驅動下轉動，所述測力單元在所述移位單元驅動下移動進而帶動第二夾持單元移動，為被測試樣品提供施加預張力，將被測試樣品浸于樣品容器中的循環水中進行測試以模擬測試環境，即本實用新型的扭轉疲勞測試裝置在模擬測試環境的同時施加預張力進行扭轉疲勞測試，符合柔性體的測試需求。

另一方面，通過設置服務終端，獲知測力單元、運動單元及溫度傳感器實時采集的拉力參數、扭轉次數、扭轉角度、溫度等數據，進一步形成數據圖表等便于人工識別的結果，便于后續對被測試樣品性能的判斷及評估。

附圖說明

圖1是本實用新型一實施例中扭轉疲勞測試裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型一實施例中移位單元的結構示意圖；

圖3是本實用新型一實施例中運動單元的結構示意圖。

圖中：

框架101；移位單元1101；螺旋手柄1101a；螺旋桿1101b；導軌1101c；滑塊1101e；運動單元301；測轉角度器301a；電機301b；測力單元901；

第一夾持單元100；第一固定裝置401；第一延長棒501；第一夾持頭601；

第二夾持單元200；第二固定裝置402；第二延長棒502；第二夾持頭602；

被測試樣品801；

樣品容器701；

水浴鍋201；

水泵1201；

服務終端300。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提出的扭轉疲勞測試裝置作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本實用新型的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。

請參考圖1，其為本實用新型實施例的扭轉疲勞測試裝置的結構示意圖。如圖1所示，所述扭轉疲勞測試裝置包括：框架101、移位單元1101、運動單元301、測力單元901、第一夾持單元100、第二夾持單元200、用于容置被測試樣品的樣品容器、水浴鍋及水泵；其中，所述樣品容器的側壁開設有第一通孔和第二通孔；所述移位單元1101和所述運動單元301均與框架101連接，且所述移位單元1101與所述測力單元901連接；所述第一夾持單元100和所述第二夾持單元200用于夾持一被測試樣品801，第一夾持單元100的一端經由所述第一通孔伸入到所述樣品容器中，以夾持被測試樣品801的一端，所述第二夾持單元200的一端經由所述第二通孔伸入到所述樣品容器中，以夾持被測試樣品801的另一端，第一夾持單元100的另一端與所述運動單元301連接，所述第二夾持單元200的另一端與所述測力單元901連接，所述運動單元301用于驅動被第一夾持單元100往復轉動，所述移位單元1101用于驅動所述測力單元901移動進而帶動第二夾持單元200移動，從而對被測試樣品801施加預張力；所述水浴鍋201設置于所述框架101上，用于承載循環液體；所述水泵1201用于泵送水浴鍋201中的循環液體至所述樣品容器701中，使所述樣品容器701中的循環液體浸沒所述被測試樣品801。

為了滿足被測試樣品801能在模擬環境(如恒溫，高濕)下測試扭轉疲勞，本實用新型的扭轉疲勞測試裝置通過設置有承載有循環液體的水浴鍋201及水泵1201，一被測試樣品被設置于所述樣品容器701中，所述樣品容器701優選為水槽，所述循環液體的溫度為35～39攝氏度。具體的，所述水浴鍋201設置于所述框架101上并位于所述樣品容器701的下方，所述水浴鍋201中承載的循環液體在所述水泵1201的驅動下被抽到所述樣品容器701中(循環液體的流動方向為圖1中P1)，所述樣品容器701中的循環液體浸沒所述被測試樣品801的同時經所述第一通孔(循環液體的流動方向為圖1中P2)和所述第二通孔流出(循環液體的流動方向為圖1中P3)至所述水浴鍋201中。整個循環液體循環的過程，所述被測試樣品801始終被所述樣品容器701中的循環液體所浸沒。其中，所述循環液體沒有特別的限制，可以為蒸餾水、去離子水、生理氯化鈉溶液。

以被測試樣品為人工韌帶，模擬環境為人體環境37攝氏度，所述循環液體為生理氯化鈉溶液為例進行說明，此時需要將水浴鍋201中的生理氯化鈉溶液的溫度設定為37攝氏度即可。為了實時獲知水浴鍋201中生理氯化鈉溶液的溫度，可以采用在水浴鍋201中設置溫度傳感器的方式。本實施例采用將生理氯化鈉溶液由水浴鍋201至樣品容器701之間不斷循環的方式，使得樣品容器701中的生理氯化鈉溶液始終處于循環的動態過程，確保被測試樣品各個位置的溫度均勻，與實際模擬的環境相符。

請繼續參考圖1，本實施例中的所述第一夾持單元100包括：第一固定裝置401、第一延長棒501及用于夾持所述被測試樣品801的第一夾持頭601，所述第一固定裝置401用于將所述第一延長棒501的一端可拆卸地固定于所述運動單元301上，所述第一延長棒501的另一端延伸通過所述第一通孔并與第一夾持頭601連接。所述第二夾持單元200包括：第二固定裝置402、第二延長棒502及用于夾持所述被測試樣品的第二夾持頭602，所述第二固定裝置402將所述第二延長棒502的一端可拆卸地固定于所述測力單元901上，所述第二延長棒502的另一端延伸通過所述第二通孔并與第二夾持頭602連接。所述第一延長棒501經由所述第一通孔將所述第一夾持頭601伸入到所述樣品容器701中，所述第二延長棒502經由所述第二通孔將所述第二夾持頭602伸入到所述樣品容器701中，所述第一夾持頭601和第二夾持頭602共同夾持所述被測試樣品801。這里的第一固定裝置401作為將第一延長棒501與運動單元301固定的媒介；第二固定裝置402作為將第二延長棒502與測力單元901固定的媒介。所述第一延長棒501和第二延長棒502可以根據被測試樣品801的尺寸進行相應的選擇，以便被測試樣品801在滿足施加預張力的前提下，進行扭轉疲勞測試。

在維持樣品容器701與水浴鍋201之間生理氯化鈉溶液處于流動循環的前提下，還滿足樣品容器701中的生理氯化鈉溶液的深度足以浸沒設置于其中的被測試樣品，對于第一通孔及第二通孔的尺寸存在要求，既不能過大，又不能過小，優選的，所述第一通孔的孔徑大于所述第一延長棒501的直徑范圍為3～5mm，所述第二通孔的孔徑大于所述第二延長棒502的直徑范圍為3～5mm。請參考圖2，所述移位單元1101包括：滑塊1101e、導軌1101c、螺旋手柄1101a及螺旋桿1101b。扭轉疲勞測試裝置還包括軸承和軸承座，所述軸承的外圈與所述軸承座過盈配合，所述軸承的內圈與所述螺旋桿過盈配合，所述軸承座固定于所述框架，以使所述螺旋桿的軸向移動被限制。其中，所述螺旋桿1101b近端(靠近操作者的一端)的端部與螺旋手柄1101a連接，然后延伸通過設置在軸承座(未畫出)的軸承后至遠端，所述螺旋桿1101b的遠端(遠離操作者的一端)設有外螺紋。所述軸承座固定在框架上。導軌1101c固定在所述框架上，并與所述螺旋桿1101b軸向平行。所述滑塊1101e包括下端、本體和上端，其中，所述滑塊1101e的下端設置有與所述螺旋桿的螺紋相匹配的內螺紋，所述滑塊1101e的上端套接在所述導軌1101c上并可自由移動，所述滑塊1101e的本體與所述測力單元901固定連接。由于所述螺旋桿的軸向移動被限制，在螺旋手柄1101a旋轉驅動下，所述螺旋桿作旋轉運動，以使滑塊1101e沿螺旋桿1101b軸向移動(即旋轉運動轉換為直線運動)，同時所述滑塊1101e沿導軌1101c作同向移動。由此，所述滑塊1101e帶動所述測力單元901沿所述導軌1101c移動(例如前進或后退)，進而使得第二夾持單元200所夾持的被測試樣品的一端靠近或遠離第一夾持單元100所夾持的被測試樣品的另一端，從而保證了被測試樣品在測試前受到預張力作用。

請參考圖3，所述運動單元301包括：電機301b及與所述電機301b連接的測轉角度器301a，所述電機301b與所述第一夾持單元100連接，所述第一夾持單元100在所述電機301b的驅動下進行往復轉動，所述測轉角度器301a測量所述第一夾持單元100進行扭轉疲勞測試時的扭轉角度值和扭轉計次數，所述第一夾持單元100的扭轉計次數即被測試樣品進行扭轉測試的次數。

進一步，本實用新型對測力單元901沒有特別的限制，本領域技術人員可以根據需要選擇合適的基于應變片原理制成的測力裝置。

請參考圖2及圖3，為了保存扭轉次數、扭轉角度、拉力參數實時記錄并保存，直到測試結束，所述扭轉疲勞測試裝置還包括服務終端300，所述服務終端300與所述測力單元901、所述運動單元301、所述溫度傳感器(圖中未顯示)電連接。所述測力單元901可以將模擬信號轉換成數字信號，并將測力數據(例如，人工韌帶扭轉測試過程中實時測得的預緊力的波動，采樣頻率10HZ)實時發送至服務終端300。

在測試時，根據行業標準YY/T0965-2014制備人工韌帶樣品，并設定預張力為100N，扭轉次數為200萬次，將樣品容器701中的生理氯化鈉溶液溫度控制在37℃等。測試時，服務器終端記錄預張力的變化以及已經扭轉的次數。完成200萬次扭轉后，觀察人工韌帶是否斷裂。如果人工韌帶在完成試驗200萬次的扭轉前就斷裂，則判斷樣品不合格。

綜上，在本實用新型所提供的扭轉疲勞測試裝置中，所述扭轉疲勞測試裝置包括框架、移位單元、運動單元、測力單元、第一夾持單元、第二夾持單元、樣品容器、水浴鍋及水泵，所述移位單元和所述運動單元均與框架連接，且所述移位單元與所述測力單元連接，所述第一夾持單元與所述第二夾持單元相對設置并用于夾持一被測試樣品，所述第一夾持單元與所述運動單元連接，所述第二夾持單元與所述測力單元連接，所述第一夾持單元在所述運動單元驅動下轉動，所述測力單元在所述移位單元驅動下移動進而帶動第二夾持單元移動，為被測試樣品提供施加預張力，將被測試樣品浸于樣品容器中的循環液體中進行測試以模擬測試環境，即本實用新型的扭轉疲勞測試裝置在模擬測試環境的同時施加預張力進行扭轉疲勞測試，符合柔性體的測試需求。另一方面，通過設置服務終端，獲知測力單元、運動單元及溫度傳感器實時采集的拉力參數、扭轉次數、扭轉角度、溫度等數據，進一步形成數據圖表等便于人工識別的結果，便于后續對被測試樣品性能的判斷及評估。

顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。