平码五不中公式规律
  • / 10
  • 下载费用:30 金币  

一种用于活性生物双轴拉伸的测试装置及在软材料中应用.pdf

关 键 ?#21097;?/dt>
一种 用于 活性 生物 拉伸 测试 装置 软材 应用
  专利查询网所有?#35797;?#22343;是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
摘要
申请专利号:

CN201710142138.9

申请日:

2017.03.10

公开号:

CN106706430A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/08申请日:20170310|||公开
IPC分类号: G01N3/08 主分类号: G01N3/08
申请人: 山东大学
发明人: 宋清华; 王冬琦; 刘?#35282;? 万熠; 史振宇
地址: 250061 山东省济南市经十路17923号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 赵敏玲
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201710142138.9

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.16|||2017.05.24

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置及在软材料中应用,包括溶液箱,在所述的溶液箱顶部四角设有四个减少溶液蒸发的挡板,溶液箱内部装有保持生物组织活性的PBS缓冲溶液,溶液箱底部设有用于放置防水摄像头的圆柱形镜头槽;在所述的挡板的上设有一个支撑架,所述的支撑架的四个方向上各自固定有一个伺服缸,每个伺服缸前端依次与力传感器、连接件相连,四个连接件分别与竖向设置在溶液箱内部的四个长杠杆上部连接,四个长杠杆中部连接起支点作用的中部支板,四个长杠杆下部连接用于固定生物组织的夹具。

权利要求书

1.一种用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,包括溶液箱,在所述的溶
液箱顶部四角设有四个减少溶液蒸发的挡板,溶液箱内部装有保持生物组织活性的PBS缓
冲溶液,溶液箱底部设有用于放置防水摄像头的圆柱形镜头槽;在所述的挡板的上设有一
个支撑架,所述的支撑架的四个方向上各自固定有一个伺服缸,每个伺服缸前端依次与力
传感器、连接件相连,四个连接件分别与竖向设置在溶液箱内部的四个长杠杆上部连接,四
个长杠杆中部连接起支点作用的中部支板,四个长杠杆下部连接用于固定生物组织的夹
具。
2.如权利要求1所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,所述的溶
液箱为一个由一块PMMA?#35013;?#21644;四块PMMA侧板粘接而成的顶部开口箱体,所述?#35013;?#19978;粘接圆
柱形镜头槽,用于安放防水摄像头,以便拍摄双轴拉伸生物活性组织的变形情况。
3.如权利要求1所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,所述的溶
液箱中加入适量PBS缓冲溶液,用于保持生物组织活性。
4.如权利要求1所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,所述的挡
板由一个PMMA顶板和两个相互垂直的PMMA侧板粘接而成,其分别与溶液箱的四个角相互配
合,当四个挡板安装在溶液箱的四个角?#20445;?#22235;个挡板的顶板在溶液箱的顶部形成一个十字
形缝隙。
5.如权利要求1所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,所述的支
撑架为一个由回?#20013;?#31665;体构成的支撑体,内部安放控制线路,支撑体的顶部四个面的中线
处均固定有一个伺服缸,所述伺服缸的伸缩杆前端与力传感器和连接件依次相连,由控制
器控制伺服缸推动连接件伸出设定的距离,并实时测量所受力的变化。
6.如权利要求5所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,在双轴试
验?#20445;?#25511;制器驱使四个伺服缸同时伸出等距离;在单轴实验?#20445;?#25511;制器驱使其中两个对称的
伺服缸同时伸出相等的长度。
7.如权利要求1所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,所述的长
杠杆为四个由长条状铝合金板打孔而成的杠杆,其中顶部铰接孔通过螺栓连接连接件,底
部铰接孔通过螺栓连接夹具,中部打出多个等距离铰接孔并通过螺栓连接所述的中部支
板,通过不同的铰接孔与中部支板相铰接能适应不同大小的生物活性材料的双轴拉伸试
验。
8.如权利要求1所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,所述的中
部支板为一个由一块正方形铝合金板和四个连接件在四边中点处焊接而成的零件。
9.如权利要求1所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,其特征在于,所述的夹
具为四个由PLA材料制成的夹具,其结构为一个U型结构,U型结构的开口端进行活性生物组
织的夹持,在开口端两侧通过螺栓固定活性生物组织,U型结构的非开口端通过螺栓与长杠
杆底端固定,夹具随着长杠杆角度变化保持拉伸过程中活性生物组织的平衡。
10.如权利要求1-9任一所述的用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置在软材料拉伸
实验中的应用。

说明书

一种用于活性生物双轴拉伸的测试装置及在软材料中应用

技术领域

本发明涉及生物力学性能测试领域,特别是涉及一种用于活性生物组织双轴拉伸
的测试装置及在其他软材料领域中的应用。

背景技术

在虚拟?#36136;?#29289;理建模中,精确的物理模型对?#36136;?#27169;拟的可靠性是至关重要的,构
建合理而精确的本构方程是物理模型的基础,由于生物组织的各向异性,双向拉伸实验可
以用于测量生物组织材料的各向力学?#24418;?#21450;材料性能来确定本构方程。另一方面,在生物
组织离体力学性能测试中,离体生物组织的活性无法保证一直是测试中的难题。

现有的双轴拉伸实验装置存在明显的不足和局限性,有些专门测量材料力学性能
的双轴拉伸装置无法适用于活性生物组织的测试,如申请公开号是CN105092371A,
CN102645371A,CN104913974A等发明专利。其中申请公开号是CN105092371A的发明提出了
一种拉伸比例可调式双轴拉伸夹具,包括底座、拉伸板和安装板,左右底座上安装左?#19994;?#21521;
柱,调节导向柱可以改变双轴拉伸的比例。该发明拥有拉伸精度高,结构简单等优点,但是
应用范畴局限在复合材料等,无法适用于活性生物组织材料。

申请公开号CN102645371A的发明专利公开的一种双轴拉伸试验装置,包括机架、
第一丝杆、第二丝杠、第一驱动机构和第二驱动机构,在每一组拉伸方向上采用了两侧不同
旋度的同一根滚珠丝杠,可以有效的实现对试件不同比例的双向拉伸,且提高了测试结果
的精度。尽管上述发明的结构设计很合理,但是发明无法应用于活性生物组织的测试。申请
公开号CN104913974A的发明涉及到材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统,由精密加
载-传动单元、疲劳单元、力学和变形信号检测单元、试件夹持单元等部分组成,可以分别实
现单轴拉伸测试、双轴拉伸测试、疲劳测试等,且与光学显微镜有良好的兼容性,可以进行
动态研究材料的微观组织结构与变形损伤机制等规律。尽管该发明可实现单双轴拉伸及疲
劳测试,但是发明无法应用于活性生物组织的测试。

针对以上各个发明专利的弊端和不足,现提出一种用于活性生物组织双轴拉伸的
测试装置。

通过以上的检索发现,以上技术方案不能影响本发明的新颖性;并且以上专利文
件的相互组合不能破坏本发明的创造性。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以对活性生物组织进行离体单、双轴拉伸力学性能试
验的拉伸测试平台。

为了实现以上目的,本发明采用的技术方案如下:

一种用于活性生物组织双轴拉伸的测试装置,包括溶液箱,在所述的溶液箱顶部
四角设有四个减少溶液蒸发的挡板,溶液箱内部装有保持生物组织活性的PBS缓冲溶液,溶
液箱底部设有用于放置防水摄像头的圆柱形镜头槽;在所述的挡板的上设有一个支撑架,
所述的支撑架的四个方向上各自固定有一个伺服缸,每个伺服缸前端依次与力传感器、连
接件相连,四个连接件分别与竖向设置在溶液箱内部的四个长杠杆上部连接,四个长杠杆
中部连接起支点作用的中部支板,四个长杠杆下部各自连接用于固定生物组织的夹具。

进一步,所述的溶液箱为一个由一块PMMA?#35013;?#21644;四块PMMA侧板粘接而成的顶部开
口箱体,?#35013;?#19978;粘接圆柱形镜头槽,用于安放防水摄像头,以便拍摄双轴拉伸生物活性组织
的变形情况。溶液箱中加入适量PBS缓冲溶液,用于保持生物组织活性。

进一步,所述的挡板由一个PMMA顶板和两个相互垂直的PMMA侧板粘接而成,其分
别与溶液箱的四个角相互配合,当四个挡板安装在溶液箱的四个角?#20445;?#22235;个挡板的顶板在
溶液箱的顶部形成一个十?#20013;?#32541;隙,所述挡板的作用是减少溶液箱中溶液的挥发,同时防
止溶液溅射到支撑架上。

进一步,所述的支撑架为一个由回?#20013;?#31665;体构成的支撑体,内部安放控制线路,四
边中线处上方均有伺服缸通过螺栓固定,伺服缸的伸缩杆前端与力传感器和连接件依次相
连,由控制器控制伺服缸推动连接件伸出相同距离,并实时测量所受力的变化。在双轴试验
时驱使四个伺服缸同时伸出等距离;在单轴实验时驱使其中两个对称的伺服缸同时伸出相
等的长度。

进一步,所述的长杠杆为四个由长条状铝合金板打孔而成的杠杆,其中顶部铰接
孔通过螺栓连接连接件,底部铰接孔通过螺栓连接夹具,中部打出多个等距离铰接孔并通
过螺栓连接所述的中部支板,通过不同的铰接孔与中部支板相铰接能适应不同大小的生物
活性材料的双轴拉伸试验,同?#24065;?#30001;于杠杆原理,可以施加更为精确的位移。当伺服缸推动
力传感器和连接件伸出?#20445;?#36830;接件推动长杠杆,以中部支板为支点对底部夹具夹持的活性
生物组织进行拉伸。

进一步,所述的中部支板为一个由一块正方形铝合金板和四个连接件在四边中点
处焊接而成的零件,其作用是当作四个长杠杆的支点,对长杠杆底部的活性生物组织进行
拉伸。

进一步,所述的夹具为四个由PLA材料制成的夹具,其结构为一个U型结构,U型结
构的开口端进行活性生物组织的夹持,在开口端两侧通过螺栓固定活性生物组织,U型结构
的非开口端通过螺栓与长杠杆底端固定,夹具随着长杠杆角度变化保持拉伸过程中活性生
物组织的平衡。

进一步的,前面所述的双轴拉伸的测试装置在软材料拉伸实验中的应用。

本发明具有以下有益效果:

1、装置构造简单,可拆卸便于加工及维护,能够方便的完成试验任务。

2、本发明能够有效的实现对生物活性组织进?#26800;?#36724;、双轴拉伸试验任务同时保证
生物组织的活性;具体的,在双轴试验?#20445;?#25511;制器驱使四个伺服缸同时伸出等距离;在单轴
实验?#20445;?#25511;制器驱使其中两个对称的伺服缸同时伸出相等的长度。

3、由于运用杠杆原理,通过中部支板铰接长杠杆上不同位置的铰接孔,可以施加
更为精确的位?#30130;?#20855;有足够的加载精度。

4、当溶液箱空置?#20445;?#35013;置?#37096;?#20197;进行其他软材料的单、双轴拉伸实验。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实
施例及其说明用于解释本发明,并?#36824;?#25104;对本发明的不当限定。

图1为本发明结构示意图。

图2为内部结构示意图。

图3为溶液箱俯视图。

图4为夹具的结构图。

附图标记说明:

1、溶液箱;2、挡板;3、支撑架;4、伺服缸;5、力传感器;6、连接件;7、长杠杆;8、中部
支板;9、夹具;10、镜头槽。

具体实施方式

为了使本领域技术人?#22791;?#22909;地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明进
行详?#35813;?#36848;,本部分的描述仅是示范性和解释性,不对本发明的保护范围有任何的限制。

应该指出,以下详?#26438;?#26126;都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另
有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常
理解的相同含义。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根
据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明?#20998;?#20986;,否则单数形式
也意?#21450;?#25324;?#35789;?#24418;式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”?#20445;?#20854;指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明所述的双周拉伸试验装置包括溶液箱,在所述的溶液箱顶部四角设有四个
减少溶液蒸发的挡板,溶液箱内部装有保持生物组织活性的PBS缓冲溶液,溶液箱底部设有
用于放置防水摄像头的圆柱形镜头槽;在所述的挡板的上设有一个支撑架,所述的支撑架
的四个方向上各自固定有一个伺服缸,每个伺服缸前端依次与力传感器、连接件相连,四个
连接件分别与竖向设置在溶液箱内部的四个长杠杆上部连接,四个长杠杆中部连接起支点
作用的中部支板,四个长杠杆下部各自连接用于固定拉伸物的夹具。

具体的,分别如图1、图2、图3、图4所示,本发明以拉伸活性生物组织为例,对本发
明公开的双轴拉伸的测试装置,进行具体说明:其包括溶液箱1、挡板2、支撑架3、伺服缸4、
力传感器5、连接件6、长杠杆7、中部支板8、夹具9、镜头槽10;

整体的结构为:溶液箱1顶部四角设有四个减少溶液蒸发的挡板2,溶液箱1内部装
有保持生物组织活性的PBS缓冲溶液,溶液箱1底部设有用于放置防水摄像头的圆柱形镜头
槽10;在溶液箱1上方为支撑架3,支撑架3上通过螺栓固定四个伺服缸4,通过控制器控制伺
服缸4按照不同的实验移动设定的距离,每个伺服缸4前端依次与力传感器5、连接件6相连,
四个连接件6分别各自与四个长杠杆7上部通过螺栓连接,四个长杠杆7中部通过螺栓共同
一个连接起支点作用的中部支板8,四个长杠杆7下部各自通过螺栓连接一个用于固定生物
组织的夹具9四个夹具的结构完全不同。

其中,溶液箱1为一个由一块PMMA?#35013;?#21644;四块PMMA侧板粘接而成的开口箱体,?#35013;?br />上粘接圆柱形镜头槽10,用于安放防水摄像头,以便拍摄双轴拉伸生物活性组织的变形情
况。

具体的,圆柱形镜头槽10在?#35013;?#19978;的位置正好与挡板2形成的十?#20013;?#32541;隙的中心
位置上下相对,且摄像头的镜头正对生物活性组织。

溶液箱1中加入适量PBS缓冲溶液,用于保持生物组织活性。

进一步的,挡板2由一个PMMA顶板和两个PMMA侧板粘接可与溶液箱配合,两个PMMA
侧板相互垂?#20445;琍MMA顶板设置在侧板的顶部;三块板?#26377;?#25104;的垂直角正好与溶液箱的角配
合,当溶液箱配合四个挡板2?#20445;?#22312;溶液箱1的顶部形成了一个十?#20013;?#32541;隙,如此设置挡板2
的作用是减少溶液箱中溶液的挥发,同时防止溶液溅射到支撑架3上。

进一步的,支撑架3为一个由回?#20013;?#31665;体构成的支撑体,内部安放控制线路,支撑
体顶部四个面(东、西、南、北面)上中线处上方均有伺服缸4通过螺栓固定,伺服缸4伸缩杆
前端与力传感器5和连接件6依次相连,由控制器控制伺服缸4推动连接件6伸出相同距离,
并实时测量所受力的变化。

在双轴试验时驱使四个伺服缸4同时伸出等距离;在单轴实验时驱使其中两个对
称的伺服缸4同时伸出相等的长度。

进一步的,长杠杆7为四个由长条状铝合金板打孔而成的杠杆,其中顶部铰接孔通
过螺栓连接连接件6,底部铰接孔通过螺栓连接夹具9,中部打出多个等距离铰接孔并通过
螺栓连接所述的中部支板8,通过不同的铰接孔与中部支板8相铰接能适应不同大小的生物
活性组织的双轴拉伸试验,同?#24065;?#30001;于杠杆原理,可以施加更为精确的位移。当伺服缸4推
动力传感器5和连接件6伸出?#20445;?#36830;接件6推动长杠杆7,以中部支板8为支点对底部夹具9夹
持的活性生物组织进行拉伸。

中部支板8为一个由一块正方形铝合金板和四个连接件6在四边中点处焊接而成
的零件,其作用是当作四个长杠杆7的支点,对长杠杆7底部的活性生物组织进行拉伸。

夹具9如图4所示,为四个由PLA材料制成的特定夹具,其结构为一个U型结构,U型
结构的开口端进行活性生物组织的夹持,在开口端两侧通过螺栓固定活性生物组织,U型结
构的非开口端通过螺栓与长杠杆7底端固定,夹具随着长杠杆7角度变化保持拉伸过程中活
性生物组织的平衡。

通过上面的描述,可以知道本发明取得了如下效果:

1、装置构造简单,仅仅通过10个部件,即(溶液箱1、挡板2、支撑架3伺服缸4、力传
感器5、连接件6、长杠杆7、中部支板8、夹具9、镜头槽10)可拆卸的连接在一起,就实现了整
个实验,由于各部件之间是可拆卸的连接,因此便于加工及维护,能够方便的完成试验任
务。

2、本发明能够有效的实现对生物活性组织进?#26800;?#36724;、双轴拉伸试验任务同时保证
生物组织的活性;具体的,在双轴试验?#20445;?#25511;制器驱使四个伺服缸同时伸出等距离;在单轴
实验?#20445;?#25511;制器驱使其中两个对称的伺服缸同时伸出相等的长度。

3、本发明由于运用杠杆原理,通过中部支板铰接长杠杆上不同位置的铰接孔,可
以施加更为精确的位?#30130;?#20855;有足够的加载精度。

4、当溶液箱空置?#20445;?#35013;置?#37096;?#20197;进行其他软材料的单、双轴拉伸实验。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的?#38468;冢?#32780;且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论
从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义?#22836;?#22260;内的所有
变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包
含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案?#37096;?#20197;经适当组合,形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。

关于本文
本文标题:一种用于活性生物双轴拉伸的测试装置及在软材料中应用.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6079913.html
关于我们 - 网站声明 - 网?#38236;?#22270; - ?#35797;?#22320;图 - 友情链接 - 网?#31350;头?/a> - 联系我们

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
平码五不中公式规律 七位数开奖号码 辉煌棋牌诈骗吗 4空1625空怎么规律 股票融资买入的利息 陕西11选5遗漏数据查询 上证指数下周走势预测 甘肃11选5开推荐号 复式双色球中奖查询表 新开棋牌娱乐平台 28预测软件app