一种软组织拉伸试验用夹具的制作方法

本发明属于生物材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种软组织拉伸试验用夹具。

背景技术：

生物力学是解释生命及其活动的力学，是力学与医学、生物学等多种学科相互结合、相互渗透而形成的一门新兴交叉学科，主要分为生物固体力学、生物流体力学、运动生物学。其中生物固体力学是利用材料力学、弹塑性理论、断裂力学的基本理论和方法，研究生物组织和器官中与之相关的力学问题，涉及的试验对象包括生物软组织(如皮肤、肌肉、角膜等)、血管、骨等。

目前，通常用万能材料试验机做软组织材料生物力学测试中对软组织试件(trips)夹持固定一直存在夹持后再受力时容易破坏软组织，或者软组织活脱，从而导致实验失败。尤其是眼部的巩膜和角膜组织，一般制作的用于生物力学测量试件是宽4mmx长10mm。

在软组织的拉伸试验中，关键点是如何夹持试件。一方面由于生物材料硬度较低，试件受到挤压力时，夹持部位容易变形，容易损伤软组织结构；另一方面生物材料内部和表面通常存在的水或油等液态物质，在试验过程中随着介质的渗出，容易造成夹持处打滑。

技术实现要素：

本发明意在提供一种软组织拉伸试验用夹具，以解决现有技术中夹持试件时容易打滑的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下方案：一种软组织拉伸试验用夹具，包括两个夹头，所述夹头包括固定块、上夹片和下夹片，所述上夹片的一端与固定块固定连接，所述下夹片的一端与固定块滑动连接，所述固定块上设有支撑板，所述支撑板上竖直设有气缸，气缸包括活塞杆，气缸的活塞杆与下夹片的下表面固定连接，所述上夹片和下夹片的另一端均设有夹持台，所述夹持台上设有注水孔，所述夹持台内还设有制冷管，所述制冷管连接有制冷器。

本方案的工作原理：使用本方案的夹具进行软组织的拉伸试验时，将两个夹头的固定块分别安装在万能材料试验机上，根据试件的尺寸调节两夹头之间的距离，然后将试件的两端分别放在两夹头的下夹片的夹持台上，再启动气缸，由于上夹片与固定块固定连接，而下夹片与固定块滑动连接，所以气缸将推动下夹片移动至下架篇的夹持台和上夹片的夹持台抵持，这样就能将试件固定在夹头上，这时，在上夹片和下夹片的注水孔中注入水，直到水润湿试件，然后打开制冷器，在制冷管的作用下使试件上的水结冰，因为水结冰使产生较大的吸附力，这样既将试件冰冻在夹持台上，又不会将试件的中间部分冻住，仍然能用万能材料试验机对试件进行拉伸实验，测试出试件的最大拉伸力。

本方案的有益效果：在本方案中，利用水结冰使产生较大的吸附力的远离，在夹持台上设置注水孔，又在夹持台上设有制冷管，制冷管连接有制冷器，这样使从注水孔添加在试件上的水结冰，即将试件冰冻在夹持台上，有效地将试件固定在了夹持台上，拉伸实验时不会滑落，且这样不用使上夹片和下夹片的夹持台紧紧夹住试件，避免了试件受到挤压力而损伤的问题。

进一步，所述注水孔连通有导水管，导水管上设有调节阀，导水管连通有储水箱。通过这样设置，给储水箱加满水，在以后的实验中需要给注水孔注水时，只需打开调节阀即可，使实验操作变得更加简单。

进一步，所述注水孔位于夹持台的中心。因为水会向四周扩散，所以注水孔位于夹持台的中心，水能更快的湿润试件。

进一步，所述制冷管有多个，且位于注水孔的四周。这样设置能快速地使试件上的水结冰，大大缩短了实验时间。

进一步，所述夹持台上设有加热板。实验完毕后，需要将试件从夹持台上取下，由于试件冻结在夹持台上，需要等冰自然融化后才能取下，所以设置加热板，给夹持台加热，使冰快速融化，便于取下试件。

附图说明

图1为本实用新型一种软组织拉伸试验用夹具的结构示意图；

图2为图1中注水孔与制冷管的位置关系图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：固定块1、支撑板2、气缸3、下夹片4、制冷器5、上夹片6、制冷管7、储水箱8、导水管9、注水孔10、加热板11。

实施例基本如附图1及图2所示：一种软组织拉伸试验用夹具，包括两个夹头，夹头包括固定块1、上夹片6和下夹片4，上夹片6的一端与固定块1固定连接，下夹片4的一端与固定块1滑动连接，固定块1上设有支撑板2，支撑板2上竖直设有气缸3，气缸包括活塞杆，气缸3的活塞杆与下夹片4的下表面固定连接，上夹片6和下夹片4的另一端均设有夹持台，夹持台上设有加热板11，夹持台上设有注水孔10，注水孔10位于夹持台的中心，注水孔10连通有导水管9，导水管9上设有调节阀，导水管9连通有储水箱8，夹持台内还设有制冷管7，制冷管7有多个且位于注水孔10的四周，上夹片6制冷管7连接有制冷器5。

使用本方案的夹具进行软组织的拉伸试验时，将两个夹头的固定块1分别安装在万能材料试验机上，根据试件的尺寸调节两夹头之间的距离，然后将试件的两端分别放在两夹头的下夹片4的夹持台上，再启动气缸3，由于上夹片6与固定块1固定连接，而下夹片4与固定块1滑动连接，所以气缸3将推动下夹片4移动至下架篇的夹持台和上夹片6的夹持台抵持，这样就能将试件固定在夹头上，这时，在上夹片6和下夹片4的注水孔10中注入水，直到水润湿试件，然后打开制冷器5，在制冷管7的作用下使试件上的水结冰，因为水结冰使产生较大的吸附力，这样既将试件冰冻在夹持台上，然后即可用万能材料试验机对试件进行拉伸实验，测试出试件的最大拉伸力。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。