TE 86多站髋关节模拟器

介绍

TE 86多站髋关节模拟器由赫尔辛基理工大学机械工程系机械设计实验室的Vesa Saikko博士授权制造。该装置结合了机电驱动和伺服气动加载系统。该机器操作简单，是假体髋关节多站磨损测试的一种非常划算的解决方案。该装置有12个测试站，每个测试站的最大载荷为2 kN，或者有6个测试站，每个测试站的最大载荷为3 kN。

描述

TE 86提供了安装在适当解剖位置的假体样本的双轴运动。髋臼杯位于股骨头上方，因此在中立位置，股骨头和髋臼杯的对称轴与垂直方向成45度角。如果需要，通过改变工具的设计，这个角度可以毫无困难地改变。

双轴运动，屈曲-伸展(FE)和外展-内收(AA)，几乎是正弦曲线，它们的相位差是π/2。由于内-外旋转在临床穿戴模拟中已被证明是不重要的，这种运动已被排除。
头部是运动部件，而杯子是静止的。装载的方向是垂直的，并且相对于杯子是固定的。负载是动态的，具有双峰波形，并通过仅安装在一个主测试站上的力传感器进行监控。平均载荷值分别为2.0 kN、0.4 kN和1.2 kN。

股骨头上的力轨迹是纵横比为3.8的椭圆形，这已被证明是人类步态的良好表示。力轨迹的长度是1.73r，其中r是头部半径。

装载和驱动系统

FE和AA运动通过双运动机械曲柄机电实现，由定速交流齿轮电机驱动。当激励频率为50赫兹时，产生的测试频率为1.06赫兹。可以提供可选的逆变器驱动，以允许在较低的测试频率或不同的电源频率下进行测试。
每个试验站通过低容量气动致动器加载。致动器连接到公共歧管。歧管的空气压力由带有整体压力伺服回路的气动调节器控制。调节器手动设置，以给出所需的峰值载荷，该载荷由安装在主测试站上的力传感器测量。因此，测得的负载信号仅用于监控。该系统运行非常稳定，很少需要后续的手动调整。