阅读说明：本技术 接骨螺钉拉扭测试机 (Bone screw pulling and twisting tester ) 是由 刘杰 王博 李�杰 于 2020-04-27 设计创作，主要内容包括：一种接骨螺钉拉扭测试机,包括底座,固定安装在底座上的升降组件,螺钉夹具,带动螺钉夹具转动的扭转组件,试样夹具和检测组件；螺钉夹具连接在扭转组件上,扭转组件安装在升降组件上并且在升降组件的带动下做往复运动,试样夹具与螺钉夹具呈相对设置,试样夹具安装在检测组件上,检测组件安装在底座上；螺钉夹具是用于夹紧接骨螺钉进行自攻及旋动的卡盘夹具,或者是用于夹紧接骨螺钉进行拔出的钉套夹具；螺钉夹具与扭转组件可拆卸方式进行连接。可方便对接骨螺钉的旋动扭矩,拔出时的轴向拉力及自攻的轴向压力等参数进行测量,解决了现有技术中的测试仪不能进行接骨螺钉的多种物理性的测量,一机多用适用性强。(A bone screw tension and torsion testing machine comprises a base, a lifting component fixedly arranged on the base, a screw clamp, a torsion component driving the screw clamp to rotate, a sample clamp and a detection component; the screw clamp is connected to the torsion assembly, the torsion assembly is installed on the lifting assembly and driven by the lifting assembly to reciprocate, the sample clamp and the screw clamp are arranged oppositely, the sample clamp is installed on the detection assembly, and the detection assembly is installed on the base; the screw clamp is a chuck clamp for clamping the bone screw to carry out self-tapping and rotating, or a nail sleeve clamp for clamping the bone screw to carry out pulling out; the screw clamp is detachably connected with the torsion assembly. The tester can conveniently measure parameters such as the rotating torque of the bone screw, the axial tension when the bone screw is pulled out, the self-tapping axial pressure and the like, solves the problem that the tester in the prior art can not measure various physical properties of the bone screw, and has strong applicability for multiple purposes.)

接骨螺钉拉扭测试机

技术领域

本发明属于测试机技术领域，涉及一种接骨螺钉拉扭测试机。

背景技术

接骨螺钉属于骨科植入物，广泛应用于脱臼、骨折等病症的临床治疗。接骨螺钉为外科医生进行骨固定手术提供的一种手段，当螺钉植入人体内后，除了承受工作载荷，其能否牢固的固定在断骨处是螺钉治愈的重要性能之一。

国家对接骨螺钉有严格的规定，包括外观尺寸、使用性能、物理化学性能以及卫生指标等。接骨螺钉的质量决定了医生的操作方便性和患者使用的安全性，接骨螺钉物理性能测试机可模拟临床使用情况，测量出接骨螺钉的旋动扭矩，拔出时的轴向拉力及自攻的轴向压力等参数，并自动得出测试结果。

目前国内的用于测试接骨螺钉旋动扭矩、自攻力等的仪器不能实现自动测量，测量结果又存在较大误差，不能准确反映接骨螺钉的性能，需要一种设备能够测试接骨螺钉的使用性能，特别是物理性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接骨螺钉拉扭试验机，可方便对接骨螺钉的旋动扭矩，拔出时的轴向拉力及自攻的轴向压力等参数进行测量，提高对接骨螺钉与试样的固定效果，保证试验效果的准确性，提高使用性。

本发明是通过如下的技术方案来实现的。

本发明的技术方案是一种接骨螺钉拉扭测试机，包括底座，固定安装在底座上的升降组件，螺钉夹具，带动螺钉夹具转动的扭转组件，试样夹具和检测组件；

螺钉夹具连接在扭转组件上，扭转组件安装在升降组件上并且在升降组件的带动下做往复运动，试样夹具与螺钉夹具呈相对设置，试样夹具安装在检测组件上，检测组件安装在底座上；

螺钉夹具是用于夹紧接骨螺钉进行自攻及旋动的卡盘夹具，或者是用于夹紧接骨螺钉进行拔出的钉套夹具；螺钉夹具与扭转组件可拆卸方式进行连接。

该技术方案一个示例中，卡盘夹具包括三爪卡盘、卡盘转接板和卡盘接头，三爪卡盘与卡盘转接板连接，卡盘转接板与卡盘接头连接，卡盘接头和扭转组件可拆卸方式进行连接。三爪卡盘可以夹紧钻头、骨钉起子头，进行接骨螺钉的旋动扭矩，自攻的轴向压力等参数进行测量。

该技术方案一个示例中，钉套夹具包括钉套、夹具套和接头，钉套上设有用于卡接接骨螺钉的帽部的卡口，钉套同轴设置于夹具套的内部并且可以转动，夹具套的侧部设有用于方便操作钉套转动的操作孔，夹具套与接头连接，接头和扭转组件可拆卸方式进行连接。钉套可以接骨螺钉的帽部，将接骨螺钉从试样中拔出，进行拔出时的轴向拉力等参数进行测量

该技术方案一个示例中，扭转组件包括电机、减速机、机座和旋转主轴，机座安装在升降组件上并且在升降组件的带动下做往复运动，减速机安装在机座上，电机安装在减速机上，旋转主轴设置在机座内转动并且通过减速机与电机连接，电机带动旋转主轴进行转动，旋转主轴的下端与卡盘接头或接头连接。

该技术方案一个示例中，旋转主轴的下端面设有套孔，在侧部设有贯穿套孔的销孔，卡盘接头或接头设有连接部，连接部设有与销孔相配合的接头销孔，连接部插入套孔，采用销钉插入销孔和接头销孔中实现连接。通过销钉的连接方式，方便拆卸和安装不同的螺钉夹具，以适应进行各种测试。

该技术方案一个示例中，升降组件包括顶板、导杆、丝杆和升降板；

导杆和丝杆均连接在顶板与底座之间，升降板套设在导杆和丝杆上，升降板与丝杆配合，通过丝杆的转动带动升降板沿导杆往复运动，扭转组件安装在升降板上。

该技术方案一个示例中，还包括有升降电机，升降电机安装于底座内，用于带动丝杆转动。

该技术方案一个示例中，试样夹具包括第一夹具座、左调节夹块和右调节夹块，左调节夹块和右调节夹块均安装在夹具座上，并且能够相对于夹具座运动以调节左调节夹块与右调节夹块之间用于夹紧试样的空间，夹具座安装在检测组件上；试样夹具可以在进行接骨螺钉的旋动扭矩，自攻的轴向压力等参数进行测量时，用于夹紧试样。

或者是，试样夹具包括第二夹具座、左调节压块和左调节压块，左调节夹块和右调节夹块均安装在夹具座上，并且能够相对于夹具座运动以压紧在试样的两端，夹具座安装在检测组件上。试样夹具可以在进行拔出时的轴向拉力等参数进行测量时，用于压紧试样。

该技术方案一个示例中，检测组件为拉扭复合传感器。

该技术方案一个示例中，还包括有限位组件，限位组件包括与扭转组件同步往复运动的挡板、限位杆、安装在限位杆上的限位圈、限位支架和限位板，限位杆通过弹簧活动连接于限位支架上，限位杆的下端连接有限位板，限位支架安装在底座上，挡板与限位杆配合，挡板通过推动限位圈使限位杆沿导杆方向运动，并通过限位板进行限位。

本发明的有益效果在于，可方便对接骨螺钉的旋动扭矩，拔出时的轴向拉力及自攻的轴向压力等参数进行测量，解决了现有技术中的测试仪不能进行接骨螺钉的多种物理性的测量，一机多用适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅针对的是一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例中的接骨螺钉拉扭测试机的结构示意图。

图2是实施例中的接骨螺钉拉扭测试机的结构爆炸示意图。

图3是实施例中的扭转组件和螺钉夹具的结标爆炸视图。

图4是实施例中的螺钉夹具的一个示例的结构爆炸视图。

图5是实施例中的试样夹具的一个示例的结构爆炸视图。

图6是实施例中的限位组件的的局部结构视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明公开的范围之内。

在后续的描述中，使用诸如“模块”、“部件”，“组件”或“单元”等的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义，因此可以混合地使用。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1-2中所示，本实施例是一种接骨螺钉拉扭测试机，其包括有底座10、升降组件20、扭转组件30、螺钉夹具40、试样夹具50和检测组件60；扭转组件、螺钉夹具、试样夹具和检测组件都位于升降组件的同一侧，螺钉夹具和试样夹具竖直方向相对设置，升降组件安装在底座上，扭转组件安装在升降组件上，螺钉夹具可拆卸的连接在扭转组件30的下端，扭转组件和螺钉组件在升降组件的带动下沿竖直方向做往复运动，试样夹具连接在检测组件的上端，检测组件的下端连接在底座上。

螺钉夹具40用于夹持接骨螺钉以自攻方式扭入试样，或者是从试样中拔出，试样夹具50用于夹紧或压紧试样，当接骨螺钉扭入或拔出试样时，通过检测组件测量扭入时的轴向压力及扭矩，拔出时的轴向拉力，接骨螺钉拉扭测试机可以实现自动控制，以控制升降组件和扭转组件的运行。

底座10呈箱体结构，呈包括有上板11、下板12、多个连接在上板与下板之间的立柱13、以及围板14；底座的内部设置有控制系统，用于控制升降组件和扭转组件，以及用于处理来自检测组件的测量数据，给出测试结果，底座的围板上一般还会设置有操作按键及用于显示测试结果的显示屏。

升降组件包括顶板21、导杆22、丝杆23、升降板24和升降电机25，导杆22具有两根，导杆22和丝杆23均连接在顶板21与底座之间，丝杆与顶板、底座的上板均通过轴承座231与轴承连接，使得丝杆可以在顶板和上板的支撑下进行转动，升降板24套设在导杆和丝杆上，升降板24上设有丝杆螺母241用以与丝杆23配合，通过丝杆的转动带动升降板沿导杆22往复运动，升降电机25安装于底座的内部，用于带动丝杆转动，可以能过齿轮或皮带的传动方式与丝杆联动。导杆提高了升降板在上升和下降过程中的稳定性，同时还起到了连接顶板与上板的作用。

如图3中所示，扭转组件包括电机31、减速机32、机座33和旋转主轴34，机座33安装在升降组件的升降板24上，并且在升降组件的带动下做往复运动，减速机32安装在机座上，电机31安装在减速机上，旋转主轴34设置在机座33内转动并且通过减速机32与电机31连接，电机带动旋转主轴进行转动，旋转主轴的下端与螺钉夹具可拆卸式的连接。

如图3中所示，螺钉夹具可以根据测量性能的不同而更换使用不同的夹具，作为一个示例，螺钉夹具是用于夹紧接骨螺钉进行自攻及旋动的卡盘夹具41，卡盘夹具包括三爪卡盘411、卡盘转接板412和卡盘接头413，三爪卡盘与卡盘转接板连接，卡盘转接板与卡盘接头连接，卡盘接头和扭转组件可拆卸方式进行连接。

通过三爪卡盘的三个爪可以夹紧钻头、骨钉起子头和接骨螺钉等，可以测量具有自攻性能的金属接骨螺钉旋入试样时所需要的轴向压力，测量金属接骨螺钉旋入旋出试样时所需要的扭矩，以及测量金属接骨螺钉最大断裂扭矩和断裂扭转角。

如图4中所示，作为另一个示例，螺钉夹具是用于夹紧接骨螺钉进行拔出的钉套夹具42，钉套夹具包括钉套421、夹具套422和接头423，钉套上设有用于卡接接骨螺钉的帽部的卡口4211，钉套同轴设置于夹具套的内部并且可以转动，夹具套422的侧部设有用于方便操作钉套转动的操作孔4221，夹具套与接头连接，接头和扭转组件可拆卸方式进行连接。

通过钉套421可以卡紧接骨螺钉的帽部，可以测量接骨螺钉从试样中拔出或失效所需要的轴向拉力。

具体的，在旋转主轴34的下端面设有套孔，在侧部设有贯穿套孔的销孔342，卡盘接头或接头均设有连接部401，连接部设有与销孔相配合的接头销孔402，连接部插入套孔，采用销钉343插入销孔和接头销孔中实现连接，进一步再通过锁紧螺母414，424进行加强固定。

如图2中所示，作为试样夹具的一个示例，试样夹具包括第一夹具座511、左调节夹块512和右调节夹块513，左调节夹块和右调节夹块均安装在夹具座上，并且能够相对于夹具座运动以调节左调节夹块与右调节夹块之间用于夹紧试样的空间，夹具座安装在检测组件上；

如图5中所示，作为试样夹具的另一个示例，试样夹具包括第二夹具座521、左调节压块522和左调节压块523，左调节夹块和右调节夹块均安装在夹具座上，并且能够相对于夹具座运动以压紧在试样的两端，夹具座安装在检测组件上。

检测组件60为拉扭复合传感器。拉扭复合传感器是可以检测拉力、压力、扭矩及扭转角的复合式传感器。

如图2、图6中所示，为了达到升降板在上升和下降的限位，还包括有限位组件，限位组件包括与扭转组件同步往复运动的挡板71、限位杆72、安装在限位杆上的限位圈73、限位支架74和限位板75，限位杆通过弹簧76活动连接于限位支架上，限位杆的下端连接有限位板75，限位支架位于在底座的内部，并固定在下板上，挡板与限位杆配合，挡板71通过推动限位圈使限位杆沿导杆方向运动，并通过限位板进行限位。

本实施例的接骨螺钉拉扭测试机为了操作安全及防尘的目的，在升降组件的外部还设置有铝合金的护罩81，防尘帘82以及位于顶板上方的顶罩83。接骨螺钉拉扭测试机的各实验均满足YYT1504-2016、YYT1505-2016、YYT1506-2016、0662-2008国家标准内的实验要求。其电机和升降均使用精密伺服电机，能够保证设备的实验精度，各夹具工装之间的更换操作简便，且能够提供可靠的夹持，防止晃动造成的实验误差。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。