本發(fā)明涉及一種軟組織各向異性剪切力學特性測試儀, 屬于軟組織的檢測設備。

背景技術：

生物組織的力學特性測試在組織工程、醫(yī)療器械的研究與開發(fā)過程中是重要的環(huán)節(jié)。由于生物軟組織根據其本身的不同及形態(tài)、特征的不同，其力學特性也不同，目前主要的生物組織力學特性測試包括擠壓測試、拉伸測試和剪切測試，其中現(xiàn)有的針對剪切測試的測試儀如UTS-2060系列，Test-Resource 100 系列，均存在如下缺點：

1. 測試對象比較單一，現(xiàn)有的每種測試試驗儀器僅可以實現(xiàn)對特定幾何尺寸樣本的測試，且測試量程和測試范圍均有限制；

2. 測試功能比較單一，現(xiàn)有的每種測試試驗儀器僅能在一個或有限個方向進行剪切測試，不可以在任意方向進行剪切測試；

3. 由于測試對象比較單一和測試功能比較單一，所以使得需要對某一種測試物進行檢測時，需要多臺測試試驗儀器完成，造成了高成本。

有鑒于上述的缺陷，本發(fā)明設計了一種新型結構的軟組織各向異性剪切力學特性測試儀，使其更具有產業(yè)上的利用價值。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：提供一種生物軟組織力學特性測試儀，其可實現(xiàn)對生物軟組織的剪切測試，實現(xiàn)測量在任意剪切方向下軟組織各向異性剪切力學特性。

本發(fā)明的技術方案是：一種軟組織各向異性剪切力學特性測試儀，包括底座以及位于所述底座上的樣本夾持機構、檢測機構和剪切力產生機構，其中所述樣本夾持機構包括樣本夾持基座以及位于樣本夾持基座上的上載物板和下載物板，所述上、下兩塊載物板上通過滾動軸承分別連接有上夾板和下夾板，同時還包括一定位板，所述定位板上設有卡合結構，用于卡合所述夾板；所述剪切力產生機構包括電機及用于固定并驅動所述電機升降的升降機構，所述電機的轉軸通過一輸出軸與所述下載物板連接并驅動所述下載物板進行剪切運動；所述檢測機構包括剪切力檢測機構和剪切位移檢測機構，其中所述剪切力檢測機構包括立柱及固定在所述立柱上的剪切力傳感器，并且剪切力傳感器與所述上載物板相連，所述剪切位移檢測機構包括位移傳感器，固定位移傳感器的支架及與位移傳感器配合的反射板，其中反射板與所述下載物板之間相連，且與所述下載物板共同被電機驅動進行剪切運動。

進一步的，所述位移傳感器為激光位移傳感器，所述反射板為激光反射板。

進一步的，所述定位板設置在所述上載物板上。

進一步的，所述上、下載物板上還設有螺栓孔，所述上、下夾板的對應位置也設有螺栓孔，通過定位螺栓將載物板與夾板之間固定連接。

進一步的，所述升降機構、立柱、支架以及樣本夾持基座均通過螺栓連接固定在所述底座上。

進一步的，所述定位板上根據夾板位置設有上、下兩個卡位槽，所述上夾板插入所述上卡位槽內，所述下夾板插入所述下卡位槽內。

進一步的，所述反射板上底部設置有卡槽，所述下載物板可卡入所述卡槽內，并通過螺栓與所述反射板固定連接。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1．本發(fā)明所述測試儀中的下夾板可進行自由升降，使得不同幾何形狀的樣本均可放入夾板內進行測量，提高了測試儀的適應性;

2．測試儀中的夾板可進行自由旋轉，因此可測量生物軟組織的各向剪切運動力學特性，并且，通過加入定位板，實現(xiàn)了兩個夾板的同步旋轉，防止樣本的損壞;

3．通過剪切力傳感器與位移傳感器的配合，可準確測量剪切運動的力學特性，并且其中剪切力傳感器上置并固定，可防止剪切運動對力測量信號的干擾。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明所述測試儀的正面結構示意圖；

圖2為本發(fā)明所述測試儀的反面結構示意圖；

其中：1底座；2上載物板；3下載物板；4上夾板；5下夾板；6定位板；7剪切力傳感器；8電機；9升降機構；10位移傳感器；11反射板；12定位螺栓。

具體實施方式

實施例：如附圖1-2所述，本發(fā)明所述的一種軟組織各向異性剪切力學特性測試儀，包括底座1以及位于所述底座1上的樣本夾持機構、檢測機構和剪切力產生機構，其中所述樣本夾持機構包括樣本夾持基座以及位于樣本夾持基座上的上載物板2和下載物板3，所述上、下兩塊載物板上通過滾動軸承分別連接有上夾板4和下夾板5，所述上夾板4在上載物板2上轉動，所述下夾板5在下載物板3上轉動，同時還包括一定位板6，所述定位板6上設有卡合結構，用于卡合所述夾板，通過定位板的卡合左右使上夾板4和下夾板5之間同步旋轉；所述剪切力產生機構包括電機8及用于固定并驅動所述電機升降的升降機構9，所述電機的轉軸通過一輸出軸與所述下載物板3連接并驅動所述下載物板3進行剪切運動；所述檢測機構包括剪切力檢測機構和剪切位移檢測機構，其中所述剪切力檢測機構包括立柱及固定在所述立柱上的剪切力傳感器7，并且剪切力傳感器7與所述上載物板2相連，所述剪切位移檢測機構包括位移傳感器10，固定位移傳感器的支架及與位移傳感器配合的反射板11，其中反射板11與所述下載物板3之間相連，且與所述下載物板3共同被電機8驅動進行剪切運動。

在本實施例中，所述位移傳感器10為激光位移傳感器，所述反射板11為激光反射板。

在本實施例中，所述定位板6設置在所述上載物板2上。

在本實施例中，所述定位板6上根據夾板位置設有上、下兩個卡位槽，所述上夾板插入所述上卡位槽內，所述下夾板插入所述下卡位槽內。

在本實施例中，所述上、下載物板上還設有螺栓孔，所述上、下夾板的對應位置也設有螺栓孔，通過定位螺栓將載物板與夾板進行連接。

在本實施例中，所述升降機構10、立柱、支架以及樣本夾持基座均通過螺栓連接固定在所述底座1上。

在本實施例中，所述反射板11上底部設置有卡槽，所述下載物板3可卡入所述卡槽內，并通過螺栓與所述反射板固定連接。

具體工作時，將樣本放置于上、下夾板之間，并調節(jié)夾板的位置角度和下載物板的高度，同時上、下夾板會進行同步旋轉，使樣本放置在最合適的位置，然后通過電機8驅動下載物板3進行剪切運動，對樣本的各向異性剪切力進行測量，其中剪切力由上載物板2傳遞到剪切力傳感器7進行剪切力測量，剪切位移由位移傳感器10進行測量。

當然上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據本發(fā)明主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。