一种用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置的制作方法

本实用新型属于工装夹具设计领域，具体涉及一种用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置。

背景技术：

随着社会人口老龄化现象的加重，老年病的膝关节退行性病变越来越多，其直接影响着人们的生活质量。单髁膝关节置换术作为膝关节置换手术的一类特殊形式，其具有创伤小、并发症少、术后关节功能恢复快等优点，同时还能够通过保留交叉韧带，不改变关节的稳定性，保留了患者的本体感觉，因而越来越多的被应用在膝关节退行性变的晚期功能重建手术中。

单髁膝关节置换术中的股骨髁假体的质量和性能扮演着至关重要的作用。股骨髁假体在使用前，均需要对其进行疲劳性能测试，以保证其的使用效果。现有技术中，常使用常规夹具将股骨髁假体夹固在疲劳测设设备上，这样，股骨髁假体的受力的稳定性和试验的精确性都无法得到保证。

针对现有技术的不足，本领域的技术人员急需寻求一种用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置，使其能够提高股骨髁假体在疲劳性能试验时的夹持的稳定性和性能试验的精确性。

技术实现要素：

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型目的在于提供一种用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置，以能够提高股骨髁假体在疲劳性能试验时的夹持的稳定性和性能试验的精确性。

本实用新型的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置包括：夹具本体，夹具本体的底部用于固定安装在疲劳试验设备的试验台上，夹具本体的顶部形成有沿夹具本体的高度方向下沉的容纳凹槽；和用于填充容纳凹槽的固定介质。其中，预测试件能够通过夹具本体的顶部至少部分预埋在固定介质内，并使预测试件的测试部位朝向疲劳试验设备的加载装置，固定介质构造为能够在预定时间内凝固，以将预测试件进行固定。

进一步地，固定介质为骨粘固剂。

进一步地，容纳凹槽的横截面构造为圆形，容纳凹槽的深度范围为40mm至60mm。

进一步地，夹具本体包括顶部开口的筒体部和与筒体部的底部固定连接的连接板部，筒体部的中线垂直于连接板部所在的平面。其中，容纳凹槽形成在筒体部上，连接板部用于固定连接筒体部与疲劳试验设备的试验台。

进一步地，筒体部的高度范围为60mm至80mm，壁厚范围为6mm至10mm。

进一步地，筒体部构造为圆筒结构，连接板部的朝向筒体部的一面上形成有用于容纳筒体部的圆形凹槽。其中，筒体部的底面沿周向上等间隔且均匀分布多个螺纹盲孔，圆形凹槽内对应地形成有用于螺钉穿过的多个连接通孔。

进一步地，连接板部上位于圆形凹槽的两侧还相对的形成有用于连接于疲劳试验设备的试验台的位置调节结构，位置调节结构用于适应性的调整夹具本体与疲劳试验设备的试验台的固定位置。

进一步地，位置调节结构构造为：沿连接板部的长度方向延伸且对称形成在圆形凹槽的两侧的条形通孔，条形通孔用于螺钉穿过以将连接板部固定在试验台上。

进一步地，筒体部的筒壁上还形成有排气孔。

进一步地，筒体部和/或连接板部的材料为钢。

本实用新型的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置在对股骨髁假体进行疲劳试验时，一方面，能够在固定介质凝固前随意改变股骨髁假体的安装方向，以提供更多的股骨髁假体的疲劳试验位置，从而能够满足人体多种姿势下的股骨髁假体的力学性能的测试，进而能够最大程度的测试股骨髁假体的使用效果；另一方面，通过固定介质对预埋在其中的股骨髁假体进行包覆贴合固定还使得股骨髁假体的受力更为均匀，从而通过本实用新型的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置对股骨髁假体的支撑和固定在进行疲劳试验时能够使得股骨髁假体的力学性能更为精准，进而可满足股骨髁假体的使用标准的要求。此外，本实用新型的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置的结构简单，从而极大的降低了其使用难度和制作难度，进而还降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置的结构示意图，其中示出了用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置与疲劳试验设备使用时的状态；

图2为图1所示的夹具本体的筒体部的结构示意图；

图3为图2所示的筒体部的底视图；

图4为图1所示的夹具本体的连接板部的顶视图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置做进一步详细的描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100的结构，其中，图1示出了本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100与疲劳试验设备200使用时的状态。如图1所示，本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100包括：夹具本体1，夹具本体1的底部用于固定安装在疲劳试验设备200的试验台201上，夹具本体1的顶部形成有沿夹具本体1的高度方向下沉的容纳凹槽11(结合图2所示)；和用于填充容纳凹槽11的固定介质2。其中，预测试件(例如图1所示的股骨髁假体300)能够通过夹具本体1的顶部至少部分预埋在固定介质2内，并使预测试件的测试部位朝向疲劳试验设备200的加载装置202，固定介质2构造为能够在预定时间内凝固，以将预测试件进行固定。

本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100在应用于股骨髁假体300的疲劳试验时，结合图1所示，首先将固定介质2填充在容纳凹槽11内，并将股骨髁假体300按照需求的测试方向放置于固定介质2内并使得其大部分预埋在固定介质2中，此时固定介质2未凝固，可对股骨髁假体300的位置做适当的调整。待一段时间内，固定介质2与其内的股骨髁假体300的表面完全贴合包覆并凝固固定后，使得股骨髁假体300通过固定介质2进行了有效固定。需要说明的是，凝固时间的时长可根据不同的固定介质2的凝固时间做具体的限定。将固定好股骨髁假体300的夹具本体1固定安装在疲劳试验设备200的试验台201上，并通过加载装置202按照需求对股骨髁假体300的测试面进行疲劳试验。例如，图1所示的股骨髁假体300的安装位模拟了人体屈膝90度时(相当于人体扎马步时的角度)的位置，其疲劳试验位的力学性能即人体此时的股骨髁假体300的最大受力面的力学性能。

通过上述设置，本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100在对股骨髁假体300进行疲劳试验时，一方面，能够在固定介质2凝固前随意改变股骨髁假体300的安装方向，以提供更多的股骨髁假体300的疲劳试验位置，从而能够满足人体多种姿势下的股骨髁假体300的力学性能的测试，进而能够最大程度的测试股骨髁假体300的使用效果；另一方面，通过固定介质2对预埋在其中的股骨髁假体300进行包覆贴合固定还使得股骨髁假体300的受力更为均匀，从而通过本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100对股骨髁假体300的支撑和固定在进行疲劳试验时能够使得股骨髁假体300的力学性能更为稳定和精准，进而可满足股骨髁假体300的使用标准的要求。此外，本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100的结构简单，从而极大的降低了其使用难度和制作难度，进而还降低了生产成本。

在一个优选地实施方式中，固定介质2可为骨粘固剂，即骨水泥，其是一种用于骨科手术的医用材料。由于骨水泥多用于人体假体植入时的固定，因此，使用骨水泥作为固定介质2能够更进一步地符合股骨髁假体300在人体内的生物力学性能，从而能够最大程度的提高疲劳试验的精确度，以使得股骨髁假体300的使用更具有安全性。优选地，骨水泥可选用pmma骨水泥和磷酸钙骨水泥。优选使用生物相容性良好的磷酸钙骨水泥。

在一个优选地实施方式中，容纳凹槽11的横截面可构造为圆形，容纳凹槽11的深度范围可为40mm至60mm。通过该设置，一方面，容纳凹槽11构造为圆形凹槽，这样，其内填充的骨水泥在疲劳试验时的受力方向能够更为扩散，而由于力的作用是相互的，从而能够使得股骨髁假体300和骨水泥的受力更为均匀；另一方面，容纳凹槽11的深度范围为40mm至60mm，进一步优选为50mm，这样，在能够满足常规的股骨髁假体300的固定需求的前提下，能够节省骨水泥的使用量，从而提高了本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100的经济性。

在图1所示的优选地实施例中，夹具本体1可包括顶部开口的筒体部12和与筒体部12的底部固定连接的连接板部13，筒体部12的中线垂直于连接板部13所在的平面。其中，容纳凹槽11形成在筒体部12上，连接板部13用于固定连接筒体部12与疲劳试验设备200的试验台201。其中，筒体部12与连接板部13可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体。通过该设置，本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100的夹具本体1仅由筒体部12与连接板部13的连接组成，从而使得夹具本体1的结构简单，降低了其使用难度和制作难度，进而还进一步地降低了生产成本。

在一个优选地实施方式中，筒体部12的高度范围可为60mm至80mm，壁厚范围可为6mm至10mm。优选地，筒体部12的高度可为70mm，该高度为通过疲劳试验设备200的试验台201和股骨髁假体300的尺寸制定的优化高度，这样，在满足测试和固定需求的情况下，能够节省筒体部12的材料的使用，从而能够进一步提高本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100的经济性。优选地，筒体部12的壁厚可为8mm，该壁厚为通过疲劳试验设备200的试验台201和股骨髁假体300的尺寸制定的优化壁厚，从而在能够满足测试和固定需求的情况下，还不仅能够避免因壁厚太薄而容易发生形变的问题发生，从而保证了其结构强度，还能够避免造成原料的浪费。

在图2至图4所示的优选地实施例中，筒体部12可构造为圆筒结构，连接板部13的朝向筒体部12的一面上可形成有用于容纳筒体部12的圆形凹槽131。其中，结合图3所示，筒体部12的底面沿周向上等间隔且均匀分布多个螺纹盲孔121，结合图4所示，圆形凹槽131内对应地形成有用于螺钉穿过的多个连接通孔132。通过该设置，一方面，等间隔且均匀分布多个螺纹盲孔121能够使得筒体部12与连接板部13的固定的受力分布更为均匀，从而提高二者固定连接的稳定性；另一方面，圆形凹槽131与筒体部12的配合，还能够起到对筒体部12的安装位的限位，从而能够提高筒体部12与连接板部13的安装效率。优选地，筒体部12的底面沿周向上等间隔且均匀分布8个螺纹盲孔121。

在一个优选地实施方式中，连接板部13上位于圆形凹槽131的两侧还可相对的形成有用于连接疲劳试验设备200的试验台201的位置调节结构，位置调节结构可用于适应性的调整夹具本体1与疲劳试验设备200的试验台201的固定位置。通过该设置，可使得本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100在使用时，能够通过位置调节结构的调节更好的使得股骨髁假体300位于最优的疲劳试验位。

优选地，结合图4所示，位置调节结构可构造为：沿连接板部13的长度方向延伸且对称形成在圆形凹槽131的两侧的条形通孔133，条形通孔133用于螺钉穿过以将连接板部13固定在试验台201上。优选地，圆形凹槽131的两侧可分别形成有两个条形通孔133。根据本实用新型，可通过螺钉与条形通孔133的配合，即螺钉相对于条形通孔133的滑动进行连接板部13的位置的调整，其调节方式方便易操作，从而提高了本实用新型实施例的用于股骨髁假体疲劳试验的夹具装置100使用的便利性。

在一个优选地实施方式中，筒体部12的筒壁上还可形成有排气孔(图中未示出)。通过该设置，当骨水泥填充于筒体部12内的容纳凹槽11时，形成的排气孔还能够有效地排出骨水泥在填充过程中产生的气压，从而能够有效地保证骨水泥的填充密度，避免其内产生气泡而导致的受力不均等问题的发生，提高了骨水泥的固定强度和固定效果。

在一个优选地实施方式中，筒体部12和/或连接板部13的材料可为钢。优选地，筒体部12和连接板部13的材料可为不锈钢材料。进一步优选地，筒体部12和连接板部13的材料可为17-4ph不锈钢，即马氏体沉淀硬化不锈钢，其为添加铜的沉淀硬化型钢种材料，此材质能够满足日常试验工装各种材料力学性能所需，且经济性较好。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。