專利名稱：活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾裝機(jī)構(gòu)，尤其是一種活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具。
背景技術(shù)：
活體實(shí)驗(yàn)鼠骨骼加載力學(xué)參數(shù)的測(cè)量是建立骨力學(xué)相關(guān)理論和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)性研究，而利用活體實(shí)驗(yàn)鼠尺骨夾裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝夾，在力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上對(duì)尺骨進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)加載實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)試實(shí)驗(yàn)鼠尺骨在不同載荷狀況下的載荷一應(yīng)變力學(xué)參數(shù)，繪制其尺骨的應(yīng)力一應(yīng)變曲線。同時(shí)，可進(jìn)一步分析研究各種不同載荷對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠尺骨骨骼組織產(chǎn)生疲勞微損傷，為骨力學(xué)、骨組織工程學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)等相關(guān)理論研究提供依據(jù)。目前活體實(shí)驗(yàn)鼠骨骼加載力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要采用軸向壓縮和四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)兩種， 國(guó)、內(nèi)外大部分是采用軸向壓縮疲勞方式獲得標(biāo)本微損傷及疲勞骨折，如中國(guó)專利，專利號(hào)為CN200910197437.8，專利名稱為活體實(shí)驗(yàn)鼠尺骨軸向加載裝夾機(jī)構(gòu)的專利，采用的是一種活體實(shí)驗(yàn)鼠尺骨軸向加載壓縮的方式，但是采用軸向壓縮著力點(diǎn)常常不明確，微損傷位置不易確定；而四點(diǎn)彎曲疲勞定位精確，形變所產(chǎn)生的張力著力點(diǎn)明確，可產(chǎn)生明顯微損傷及應(yīng)力骨折，彌補(bǔ)了軸性壓縮形變所產(chǎn)生的張力著力點(diǎn)不明確、微損傷不易于定位等缺點(diǎn)，有益于微損傷研究，但目前還沒有四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的夾裝裝置，特別是沒有采用活體的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置，而四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中要求在兩個(gè)上位加壓點(diǎn)之間產(chǎn)生純彎曲力，而剪切力是零，且各加壓點(diǎn)上的力度必須相等，技術(shù)難度較大，特別是對(duì)于活體大鼠沒有專用夾具， 試驗(yàn)很難進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可采用活體老鼠作為載體、著力點(diǎn)精確、定位準(zhǔn)確、更好地用于微損傷研究的活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
一種活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，包括安裝在試驗(yàn)箱內(nèi)的載物盤和前肢加載試驗(yàn)裝置，所述前肢加載試驗(yàn)裝置包括上連接桿、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、下連接桿，所述C型下滑座安裝在與主機(jī)負(fù)荷傳感器連接的所述下連接桿上，所述C型下滑座的上端設(shè)有至少兩個(gè)導(dǎo)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(dǎo)柱上下移動(dòng)的所述直線軸承，所述T型上壓頭滑座的頂部設(shè)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桿的下端，所述T型上壓頭滑座的下方設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)上壓頭，所述C型下滑座上對(duì)應(yīng)所述上壓頭的下方設(shè)有兩個(gè)下支撐頭，所述載物盤安裝在所述下支撐頭的下方。本發(fā)明中，所述試驗(yàn)箱上還安裝有支撐載物盤的支撐架，所述支撐架的下端設(shè)有固定裝置安裝在所述試驗(yàn)箱上，所述支撐架的上端設(shè)有螺旋升降機(jī)構(gòu)，所述螺旋升降機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)有滑道，所述載物盤的下端設(shè)有安裝在所述滑道內(nèi)的導(dǎo)軌。本發(fā)明中，所述T型上壓頭滑座的下方橫向設(shè)有滑槽，所述滑槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)上壓頭，所述上壓頭通過第一緊定螺釘固定在所述滑槽內(nèi)并且所述上壓頭通過所述第一緊定螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)可在滑槽移動(dòng)。本發(fā)明中，所述C型下滑座的下方橫向設(shè)有滑槽，所述兩個(gè)下支撐頭通過第二緊定螺釘固定在所述滑槽內(nèi)并且所述下支撐頭通過所述第二緊定螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)可在滑槽移動(dòng)。本發(fā)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)螺釘與所述壓緊支撐架連接并且控制所述壓片上下運(yùn)動(dòng)。采用上述結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有的骨電子疲勞損傷試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)之上，安裝本裝置，可完成活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，建立活體大鼠尺骨微損傷模型，用于微損傷研究，另外活體骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲形成微損傷后，可以通過uCT (微型CT)、掃描電鏡等設(shè)備動(dòng)態(tài)觀察一系列指標(biāo)變化如骨膜編織骨形成，骨重塑，骨細(xì)胞凋亡等，特別是觀察臨床上一些用于治療骨質(zhì)疏松新藥(如促甲狀旁腺素，二膦酸鹽制劑)對(duì)微損傷修復(fù)的每一階段顯微動(dòng)態(tài)變化，可以全面細(xì)致地觀察藥理療效，這將在探討代謝性骨病及骨折的發(fā)生機(jī)制、早期診斷和療效評(píng)估方面發(fā)揮重大作用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1帶支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖1、2、3中1 一上連接桿、2—彈簧上連接軸、3—線彈性彈簧、4一彈簧下連接軸、5—導(dǎo)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(dǎo)軌、13—C型下滑座、14 一螺旋升降機(jī)構(gòu)、15—下連接桿、16—第二緊定螺釘、17—支撐架、18—試驗(yàn)箱、19一調(diào)節(jié)螺釘、20—壓緊支撐架、21—壓片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，來詳細(xì)說明活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具的具體實(shí)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(yàn)裝置兩部分組成。載物盤 11采用耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料制成，長(zhǎng)30厘米，寬20厘米，其作用是裝載麻醉后，用兩條活動(dòng)縛帶固定待試驗(yàn)的大鼠。載物盤11通過安裝在試驗(yàn)箱18底部的螺旋升降機(jī)構(gòu)14能上下移動(dòng)，另外載物盤11本體還可沿安裝在螺旋升降機(jī)構(gòu)14頂端的滑軌12前后移動(dòng)(正對(duì)試驗(yàn)箱前部)，可適用大小不一、各種體重的大鼠。前肢加載試驗(yàn)裝置包括上連接桿1、彈簧上連接軸2、線彈性彈簧3、四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置主體和下連接桿15。彈簧上連接軸2由優(yōu)質(zhì)鋁合金加工而成，彈簧上連接軸2與上連接桿1采用開口式間隙配合連接，拆卸方便，節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，提高試驗(yàn)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(jù)在彈性限度內(nèi)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(yàn)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(cè)量系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示的變形及試驗(yàn)力，即可對(duì)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 —樣也采用優(yōu)質(zhì)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(yōu)質(zhì)鋁合金加工而成，T型上壓頭滑座7兩側(cè)安裝直線滾動(dòng)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(cè)的導(dǎo)柱5上下移動(dòng)，減少試驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生的側(cè)向力，達(dá)到試驗(yàn)力值的準(zhǔn)確性，提供精確、科學(xué)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。所述T型上壓頭滑座7的下方設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)上壓頭9，如果是只設(shè)置一個(gè)上壓頭 9，本裝置即為三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，如果設(shè)置兩個(gè)上壓頭9，本裝置即為四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，所述上壓頭9可在T型上壓頭滑座7內(nèi)根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)的要求通過第一緊定螺釘8左右移動(dòng)調(diào)整，調(diào)整好后擰緊第一緊定螺釘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(nèi)根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)的要求通過第二緊定螺釘16左右移動(dòng)調(diào)整，調(diào)整好后擰緊第二緊定螺釘16將下支撐頭10固定，上壓頭9在T型上壓頭滑座7內(nèi)調(diào)整距離為0-20mm，下支撐頭10在C型下滑座13內(nèi)調(diào)整距離為0-50mm，這樣能夠解決試驗(yàn)活體大鼠左(右)前肢長(zhǎng)短不一的問題。下連接桿15上端與C型下滑座13連接，下連接桿15下端與測(cè)力元件負(fù)荷傳感器連接。試驗(yàn)載荷通過上連接桿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(nèi)的上壓頭9與C型下滑座13內(nèi)的下支撐頭10之間的活體大鼠左(右)前肢上，與下連接桿15相連的負(fù)荷傳感器測(cè)出相應(yīng)的載荷大小。本發(fā)明中，所述壓緊裝置包括調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)螺釘19與所述壓緊支撐架20 連接并且控制所述壓片21上下運(yùn)動(dòng)，通過壓緊裝置，在對(duì)體型較大的老鼠做實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(quán)利要求
1.一種活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，包括安裝在試驗(yàn)箱(18)內(nèi)的載物盤(11)和前肢加載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述前肢加載試驗(yàn)裝置包括上連接桿(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)、下連接桿(15)，所述C型下滑座(13)安裝在與主機(jī)負(fù)荷傳感器連接的所述下連接桿(15)上，所述C型下滑座(13)的上端設(shè)有至少兩個(gè)導(dǎo)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(dǎo)柱(5)上下移動(dòng)的所述直線軸承(6)，所述T型上壓頭滑座(7)的頂部設(shè)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 )安裝在所述上連接桿(1)的下端，所述T型上壓頭滑座(7 )的下方設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)上壓頭(9)，所述C型下滑座(13)上對(duì)應(yīng)所述上壓頭(9)的下方設(shè)有兩個(gè)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(jù)權(quán)利要求1所述的活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，其特征在于所述試驗(yàn)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(shè)有固定裝置安裝在所述試驗(yàn)箱(18)上，所述支撐架(17)的上端設(shè)有螺旋升降機(jī)構(gòu)(13)，所述螺旋升降機(jī)構(gòu)(13)的頂部設(shè)有滑道，所述載物盤(11)的下端設(shè)有安裝在所述滑道內(nèi)的導(dǎo)軌 (12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，其特征在于所述T型上壓頭滑座(7)的下方橫向設(shè)有滑槽，所述滑槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)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(nèi)并且所述上壓頭(9 )通過所述第一緊定螺釘(8)的調(diào)節(jié)可在滑槽移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，其特征在于所述C型下滑座(13)的下方橫向設(shè)有滑槽，所述兩個(gè)下支撐頭(10)通過第二緊定螺釘 (16)固定在所述滑槽內(nèi)并且所述下支撐頭(10)通過所述第二緊定螺釘(16)的調(diào)節(jié)可在滑槽移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，其特征在于所述下支撐頭(10)上安裝有壓緊裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，其特征在于所述壓緊裝置包括調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)螺釘(19 )與所述壓緊支撐架(20 )連接并且控制所述壓片(21)上下運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種活體鼠尺骨三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)夾具，包括安裝在試驗(yàn)箱內(nèi)的載物盤和前肢加載試驗(yàn)裝置，所述前肢加載試驗(yàn)裝置包括上連接桿、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、下連接桿，所述C型下滑座安裝在與主機(jī)負(fù)荷傳感器連接的所述下連接桿上，所述C型下滑座的上端設(shè)有至少兩個(gè)導(dǎo)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(dǎo)柱上下移動(dòng)的所述直線軸承，所述T型上壓頭滑座的頂部設(shè)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桿的下端，所述T型上壓頭滑座的下方設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)上壓頭，所述C型下滑座上對(duì)應(yīng)所述上壓頭的下方設(shè)有兩個(gè)下支撐頭，所述載物盤安裝在所述下支撐頭的下方，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可采用活體老鼠作為載體、著力點(diǎn)精確、定位準(zhǔn)確、更好地用于微損傷研究等優(yōu)點(diǎn)，適合于對(duì)活體鼠尺骨進(jìn)行三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N3/04GK102183408SQ201110060409
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者伍賢平, 廖二元, 戴如春, 陳波 申請(qǐng)人:中南大學(xué)