(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210710284.8 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市朝阳区前进大 街2699号 (72)发明人 田为军　张锦华　申紫腾　陈柱　 周岿岳　丛茜　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 李胜强 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01M 13/00(2019.01) (54)发明名称 一种生物关节模型旋转运动试验测试装置 及其测试方法 (57)摘要 本发明公开一种生物关节模型旋转运动试 验测试装置及其测试方法， 涉及测试设备技术领 域， 包括机架， 所述机架上设置有转速可调的减 速电机、 主动齿轮与从动齿轮， 所述电机与所述 主动齿轮的轴通过皮带传动连接， 所述主动齿轮 与所述从动齿轮啮合， 且所述主动齿轮与所述从 动齿轮上均铰接有用于连接被测构 件的拉杆； 本 发明设置减速电机可以进行被测构件在高运动 频率下的疲 劳试验， 通过改变减速电机的转速可 以改变被测构件的运动条件， 适用性更强； 并且 本发明中减速电机与主动齿轮通过皮带进行传 动， 当被测构件对拉杆的施加的负载力过大时， 皮带会进行打滑， 保护减速电机等其他构件不被 破坏， 试验安全系数 更高。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115112514 A 2022.09.27 CN 115112514 A 1.一种生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 包括机架， 所述机架上设置 有转速可调的减速电机、 主动齿轮与从动齿轮， 所述电机与所述主动齿轮的轴通过皮带传 动连接， 所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合， 且所述主动齿轮与所述从动齿轮上均铰接有 用于连接被测构件的拉杆。 2.根据权利要求1所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 所述主动 齿轮与所述从动齿轮大小相等， 且两所述拉杆的铰接位置相对于所述主动齿轮、 所述从动 齿轮的中线对称。 3.根据权利要求2所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 所述主动 齿轮与所述从动齿轮的端面上均设置有连接轴， 所述连接轴 上铰接有鱼眼杆端关节轴承， 所述鱼眼杆端关节轴承的另一端固定所述拉杆。 4.根据权利要求3所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 所述拉杆 为可伸缩结构。 5.根据权利要求1 ‑4任意一项所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在 于， 所述机架包括主架体和固定在所述主架体上 的电机支撑架， 且所述电机支撑架呈框型 结构， 所述减速电机固定在所述框型结构的顶部， 所述主动齿轮、 所述从动齿轮均设置在所 述框型结构的内部， 所述连 杆自所述框型 结构的两端开口伸出。 6.根据权利要求5所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 所述电机 支撑架包括上横 板、 下横板和连接在所述上横 板、 所述下横板之间的左立板和右 立板， 所述 下横板固定在所述主架体顶部， 所述减速电机固定在所述上横板上， 所述主动齿轮与所述 从动齿轮设置在所述左立板或所述后立板的内侧。 7.根据权利要求6所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 所述主动 齿轮的固定轴与所述从动齿轮的固定轴均通过法兰轴承座固定在所述左立板或所述右立 板上。 8.根据权利要求7所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 所述主动 齿轮的固定轴上还设置有从动皮带轮， 所述从动皮带轮位于所述左立板或所述右立板的外 侧， 所述从动皮带轮与所述减速电机的输出轴上的主动皮带轮通过皮带传动连接 。 9.根据权利要求5所述的生物关节模型旋转运动试验测试装置， 其特征在于， 所述主架 体呈框架结构， 所述框架结构的底部设置有用于固定被测构件的固定件； 所述主架体底部 设置有若干脚杯。 10.一种生物关节模型旋转运动试验测试方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 将被测构 件通过固定件固定在呈框架结构的主架体底部的容置空间内， 被测构件的一端连接在拉杆 的端部； 启动电机支撑架顶部的减速电机， 通过皮带带动电机支撑架内部的主动齿轮、 从动 齿轮转动， 主动齿轮、 从动齿轮上铰接的拉杆 带动被测构件动作。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115112514 A 2一种生物关节模型旋转运动试验测试装 置及其测试方 法 技术领域 [0001]本发明涉及测试设备技术领域， 特别是涉及一种生物关节模型旋转运动试验测试 装置及其测试 方法。 背景技术 [0002]生物通过改变关节相 连两骨之间角 度的大小实现运动， 关节结构具有牢固性、 稳 定性又具有灵活性。 由于在生物关节模 型试验中， 模型自身 具有一定重量， 为 维持某位置时 会产生扭矩， 并随着关节角度越大其受力越大。 因此关节在生物整体结构 中也是较为脆弱 的部分， 在受力时抗变形能力较弱， 受力不均匀易发生磨损 。 因此在生物关节模型试验中， 常通过旋转运动模拟生物 运动方式， 测试其强度与耐用性， 如申请号 “201910225026.9 ”， 名 称为“一种凸轮加载仿人体膝关节摩擦磨损试验机 ”公开的发明专利。 [0003]生物关节模型旋转运动试验中容易失败的问题在于旋转速度与角度的调节， 以及 高速运动下可能因构件固定牢固程度不 足， 导致试验结果不准确或模型脱离试验平台等情 况。 生物关节模型在旋转过程中， 需要同时针对角度规定范围、 高速、 大重量情况下对模型 寿命以及抗冲击能力进行模拟， 测试要求复杂， 同时在高速试验过程中需保证实验人员的 安全。 因此目前急需一种 试验测试平台， 针对高速情况下对生物关节模型往复运动下 的大 范围角度试验测试， 并同时在很大程度上保障实验人员的安全。 现有旋转关节测试平台主 要进行低速、 单向、 小角度旋转测试， 对于速度要求高以及在往复运动情况下 的角度测试， 难以胜任此类型的试验。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供一种生物关节模型旋转运动试验测试装置及其测试方法， 以 解决现有技 术存在的问题， 适用性更强， 试验安全系数 更高。 [0005]为实现上述目的， 本发明提供了如下方案： 本发明提供一种生物关节模型旋转运 动试验测试装置， 包括机架， 所述机架上设置有转速可调的减速电机、 主动齿轮与从动齿 轮， 所述电机与所述主动齿轮的轴通过皮带传动连接， 所述主动齿轮与所述 从动齿轮啮合， 且所述主动齿轮与所述从动齿轮上均铰接有用于连接被测构件的拉杆。 [0006]优选的， 所述主动齿轮与所述从动齿轮大小相等， 且两所述拉杆的铰接位置相对 于所述主动齿轮、 所述从动齿轮的中线对称。 [0007]优选的， 所述主动齿轮与所述从动齿轮的端面上均设置有连接轴， 所述连接轴上 铰接有鱼眼杆端关节轴承， 所述鱼眼杆端关节轴承的另一端固定所述拉杆。 [0008]优选的， 所述拉杆为可伸缩结构。 [0009]优选的， 所述机架包括主架体和固定在所述主架体上的电机支撑架， 且所述电机 支撑架呈框型结构， 所述减速电机固定在所述框型结构的顶部， 所述主动齿轮、 所述从动齿 轮均设置在所述框型 结构的内部， 所述连 杆自所述框型 结构的两端开口伸出。 [0010]优选的， 所述电机支撑架包括上横板、 下横板和连接在所述上横板、 所述下横板之说　明　书 1/4 页 3 CN 115112514 A 3