脊柱生物力學加載控制及檢測裝置的研究與開發(fā).pdf

1、脊柱生物力學測試研究對于了解和掌握脊柱的功能以及正確評估脊柱損傷、外科手術對其運動行為的影響有著重要的意義。對脊柱生物力學的測試研究包括對脊柱的加載方法及對脊柱運動狀態(tài)的描述兩個方面?！畬怪募虞d方法經歷了從逐級加載到連續(xù)加載的過程；而對脊柱運動狀態(tài)的測量經歷了從二維測量到三維測量、從簡單到復雜、從估算到精確計算的過程。本文研究與開發(fā)一種脊柱生物力學加載控制及檢測裝置，實現(xiàn)對受測脊柱的自動加載，使脊柱發(fā)生前屈、后伸、左右側彎、縱向加壓

2、和扭轉運動，同時可測量脊柱在運動過程中，所受的壓力、扭力大小及運動狀態(tài)。 論文研究的主要內容及特色如下： (1)針對脊柱生物力學測試研究現(xiàn)狀，分析國內外相關文獻資料，總結現(xiàn)有的測試研究方法并對其進行了綜述。 (2)設計并搭建了脊柱生物力學加載控制及檢測裝置，描述了裝置的工作原理和組成。該裝置采用持續(xù)性加載方式進行加載，并控制好加載速度，可用于測量脊柱前屈、后伸、左右側彎、縱向加壓和扭轉等空間三維運動狀態(tài)及運動中所受的壓力

3、和扭力。 (3)設計并構建了自動加載驅動設備。自動加載驅動設備從脊柱運動力學特點入手，選擇了合適的同步電機；并研制了加載控制電路，控制脊柱的運動方式，從而可實現(xiàn)受測脊柱的三維六個自由度的運動。 (4)開發(fā)了基于自動加載電路的單片機加載控制程序。將單片機作為同步電機下位機控制器，通過串口接收PC機傳來的控制命令，驅動脊柱運動，構造靈活、編程控制方便，為實驗系統(tǒng)提供了有效的控制手段。 (5)設計并構建了脊柱運動及受力狀態(tài)測量