一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统及方法，涉及晶状体加载设备领域，生物力学测试系统包括基座、多轴拉伸装置、驱动装置和测量装置，多轴拉伸装置包括底座、多个加载部件和驱动盘，多个加载部件围绕同一中心轴间隔布置于底座，并与底座在径向方向上滑动配合；驱动盘设置于多个加载部件的上方。通过采用阿基米德螺旋线形式的螺线槽与导向柱滑动配合，实现了对晶状体的匀速拉伸，提高了加载的平稳性。通过测量装置实时测量对晶状体的拉力值，再结合相机测量的晶状体形变数据，实时计算晶状体的生物力学特性，本发明专利技术的生物力学测试系统，能够真实模拟眼睫状肌对晶状体调节时的力学环境，使生物力学特性测量更准确。准确。准确。

【技术实现步骤摘要】
一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及晶状体加载设备领域，尤其涉及一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统及方法。

技术介绍

[0002]现有晶状体加载设备的夹爪移动速度与圆盘角速度不成比例关系，摩擦均为滑动摩擦，阻力较大，不利于加载的平稳性；同时由于未设置测力单元，无法对施加载荷进行测量。对晶状体受力后的变形测量采用外置相机拍照记录，相机与拉伸装置的集成程度低，使得相机与拉伸装置的相互位置不固定，不利于同时考虑力与变形的关系，对晶状体生物力学特性测试能力有限。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，用以解决现有技术中晶状体加载设备存在晶状体加载不稳定，无法实现同时考虑晶状体的生物力学特性，以及生物力学特性测量不准确的问题。
[0004]本专利技术提供一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，包括：
[0005]基座；
[0006]多轴拉伸装置，包括底座、多个加载部件和驱动盘，所述底座设置于所述基座，多个所述加载部件围绕同一中心轴间隔布置于所述底座，并与所述底座在径向方向上滑动配合；所述驱动盘设置于多个所述加载部件的上方，并与所述底座转动配合；所述驱动盘上设置有多个围绕所述中心轴间隔布置的螺线槽，所述螺线槽为阿基米德螺旋线的一段，所述加载部件的上部设置有与对应所述螺线槽滑动配合的导向柱；
[0007]驱动装置，设置于所述基座，并与所述驱动盘连接；所述驱动装置用于驱动所述驱动盘转动；
[0008]测量装置，与所述驱动装置或者所述多轴拉伸装置连接，所述测量装置用于测量所述驱动装置输出的力矩，或者测量所述加载部件施加给晶状体的拉力。
[0009]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，所述底座的上部设置有多个围绕于所述中心轴间隔布置的固定块，相邻两个所述固定块之间设置有沿着径向延伸的导轨，所述加载部件位于对应的两个所述固定块之间，并与对应的所述导轨滑动配合。
[0010]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，所述固定块朝向所述中心轴的一侧设置有台阶，所述驱动盘的下表面抵接于所述台阶，所述固定块的上部设置有止动片，所述止动片抵接于所述驱动盘的上表面。
[0011]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，所述止动片与所述固定块可拆卸连接。
[0012]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，所述加载
部件包括：
[0013]夹爪底座，所述夹爪底座的底部设置有导向滑块，所述导向滑块与所述导轨滑动配合，所述夹爪底座与所述导向柱的下端转动连接，所述导向柱的上端与对应的所述螺线槽滑动配合；
[0014]夹爪，与所述夹爪底座的上部铰接，所述夹爪的第一端与所述夹爪底座配合夹持晶状体，第二端设置有第一斜面；
[0015]夹紧片，设置于所述夹爪底座的上部，所述夹紧片通过锁定件与所述夹爪底座连接，所述夹紧片靠近所述夹爪的一端设置有第二斜面，所述第二斜面与所述第一斜面抵接。
[0016]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，所述夹紧片设置有通孔，所述夹爪底座的上部设置有穿设于所述通孔内的定位块，所述定位块的上部设置有安装孔，所述导向柱的下端插设于所述安装孔内，并通过滚针轴承与所述安装孔转动配合。
[0017]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，所述驱动装置包括驱动部件和传动部件，所述驱动部件设置于所述基座，所述传动部件分别与所述驱动部件、所述测量装置以及所述驱动盘连接。
[0018]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，所述传动部件包括主动齿轮、从动齿轮、传动齿轮、中心齿轮和拨杆手柄，所述测量装置包括与所述基座连接的扭矩传感器，所述主动齿轮与所述驱动部件的转轴连接，所述从动齿轮设置于所述扭矩传感器的第一端，并与所述主动齿轮啮合；所述传动齿轮设置于所述扭矩传感器的第二端，所述中心齿轮可转动地设置于所述基座，并与所述传动齿轮啮合；所述拨杆手柄设置于所述中心齿轮的上部，并与所述驱动盘连接；所述驱动盘设置有至少两个手柄，所述拨杆手柄设置有固定槽，所述手柄一一对应地卡设于所述固定槽内。
[0019]根据本专利技术实施例提供的一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，还包括：
[0020]相机支架，所述相机支架的下端与所述基座连接；
[0021]相机，设置于所述相机支架的上端，且位于所述多轴拉伸装置的上方，所述相机的光轴与所述中心轴为同一直线。
[0022]本专利技术还提供一种晶状体多轴应力加载生物力学测试方法，所述方法包括：
[0023]通过多个加载部件夹持晶装体；
[0024]通过驱动装置驱动所述驱动盘转动；
[0025]通过测量装置测量加载部件施加给晶状体的拉力；
[0026]通过相机实时测量晶状体在径向上的形变，其中，所述形变包括轮廓变化和尺寸变化；
[0027]基于晶状体受到的拉力与变形分析晶状体的生物力学特性。
[0028]本专利技术实施例提供的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，通过采用阿基米德螺旋线形式的螺线槽与导向柱滑动配合，实现了对晶状体的匀速拉伸，提高了加载的平稳性。通过测量装置实时测量对晶状体的拉力值，再结合相机测量的晶状体形变数据，实时计算晶状体的生物力学特性，本专利技术实施例的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，能够真实模拟眼睫状肌对晶状体调节时的力学环境，使生物力学特性测量更准确。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术实施例提供的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统的立体结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的多轴拉伸装置的立体结构示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的加载部件的立体结构示意图；
[0033]图4是本专利技术实施例提供的基座与相机支架、相机以及驱动装置的装配关系示意图。
[0034]的结构示意图；
[0035]附图标记：
[0036]10、基座；11、固定座；12、夹爪底座；13、导向滑块；14、夹爪；15、夹紧片；16、第二斜面；17、定位块；18、滚针轴承；19、手柄；20、多轴拉伸装置；21、底座；22、加载部件；23、驱动盘；24、螺线槽；25、导向柱；26、固定块；27、导轨；28、台阶；29、止动片；30、驱动装置；31、驱动部件；32、传动部件；33、主动齿轮；34、从动齿轮；35、传动齿轮；36、中心齿轮；37、拨杆手柄；38、固定槽；39、固定支架；40、测量装置；4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，其特征在于，包括：基座；多轴拉伸装置，包括底座、多个加载部件和驱动盘，所述底座设置于所述基座，多个所述加载部件围绕同一中心轴间隔布置于所述底座，并与所述底座在径向方向上滑动配合；所述驱动盘设置于多个所述加载部件的上方，并与所述底座转动配合；所述驱动盘上设置有多个围绕所述中心轴间隔布置的螺线槽，所述螺线槽为阿基米德螺旋线的一段，所述加载部件的上部设置有与对应所述螺线槽滑动配合的导向柱；驱动装置，设置于所述基座，并与所述驱动盘连接；所述驱动装置用于驱动所述驱动盘转动；测量装置，与所述驱动装置或者所述多轴拉伸装置连接，所述测量装置用于测量所述驱动装置输出的力矩，或者测量所述加载部件施加给晶状体的拉力。2.根据权利要求1所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，其特征在于，所述底座的上部设置有多个围绕于所述中心轴间隔布置的固定块，相邻两个所述固定块之间设置有沿着径向延伸的导轨，所述加载部件位于对应的两个所述固定块之间，并与对应的所述导轨滑动配合。3.根据权利要求2所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，其特征在于，所述固定块朝向所述中心轴的一侧设置有台阶，所述驱动盘的下表面抵接于所述台阶，所述固定块的上部设置有止动片，所述止动片抵接于所述驱动盘的上表面。4.根据权利要求3所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，其特征在于，所述止动片与所述固定块可拆卸连接。5.根据权利要求2至4中任意一项所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统，其特征在于，所述加载部件包括：夹爪底座，所述夹爪底座的底部设置有导向滑块，所述导向滑块与所述导轨滑动配合，所述夹爪底座与所述导向柱的下端转动连接，所述导向柱的上端与对应的所述螺线槽滑动配合；夹爪，与所述夹爪底座的上部铰接，所述夹爪的第一端与所述夹爪底座配合夹持晶状体，第二端设置有第一斜面；夹紧片，设置于所述夹爪底座的上部，所述夹紧片通过锁定件与所述夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭江真，王柯皓，蔡硕，陶春静，樊瑜波，邱梓焱，赵树东，张晓会，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：