(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 202211298485.8 (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 中国中医科学院望京医院 （中国中 医科学院骨伤科研究所） 地址 100102 北京市朝阳区望京中环南路6 号 (72)发明人 展嘉文　朱立国　韩涛　冯敏山　 于杰　陈明　王尚全　王戈文　 (74)专利代理 机构 天津合志慧知识产权代理事 务所(普通 合伙) 12219 专利代理师 张勇 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种脊柱的轴向加载装置、 方法及加载系统 (57)摘要 本发明涉及医疗设备技术领域， 特别涉及一 种脊柱的轴向加载装置、 方法及加载系统。 该装 置包括： 框体， 包括沿脊柱的轴向延伸的两个导 柱以及沿脊柱的轴向由上至下依次设置的第一 平板、 第二平板、 第三平板和第四平板； 轴向加载 机构， 固定于第一平板上， 轴向加载机构包括第 一输出轴， 第一输出轴可沿脊柱的轴向上下伸 缩； 第一力传感器， 一端与第一输出轴固定， 另一 端与第二平板固定； 第四平板上设置有具有开口 的培养皿， 培养皿用于收容脊柱， 脊柱的上端和 下端分别固定于第一安装座和第二安装座， 第一 安装座与第三平板连接， 第二安装座与第四平板 固定； 通过控制机构控制轴向加载机构对脊柱进 行轴向连续恒力加载和轴向连续变力加载。 权利要求书2页 说明书9页 附图7页 CN 115372148 A 2022.11.22 CN 115372148 A 1.一种脊柱的轴向加载装置， 其特 征在于， 包括： 框体， 包括沿脊柱的轴向延伸的两个导柱以及沿脊柱的轴向由上至下依次设置的第 一 平板、 第二平板、 第三平板和第四平板， 所述第一平板和所述第四平板均与所述导柱固定， 所述第二平板和所述第三平板固定连接， 所述第二平板和所述第三平板均可共同沿所述导 柱向上或向下移动； 轴向加载机构， 固定于所述第 一平板上， 所述轴向加载机构包括第一输出轴， 所述第一 输出轴可沿所述 脊柱的轴向上 下伸缩； 第一力传感器， 一端与所述第一输出轴固定， 另一端与所述第二平板固定； 控制机构， 分别与所述轴向加载机构和所述第一力传感器电连接； 所述第四平板上设置有具有开口的培养皿， 所述培养皿用于收容脊柱， 所述脊柱的上 端和下端分别固定于第一安装座和第二安装座， 所述第一安装座与所述第三平板连接， 所 述第二安装座与所述第四平板固定； 通过所述控制机构控制所述轴向加载机构对所述脊柱进行轴向连续恒力加载和轴向 连续变力加载。 2.根据权利要求1所述的脊柱的轴向加载装置， 其特征在于， 所述第 二平板和所述第 三 平板之间固定有两个第五平板， 所述第五平板与所述第二平板或所述第三平板垂直。 3.根据权利要求1所述的脊柱的轴向加载装置， 其特征在于， 所述轴向加载机构为直线 伺服电机 。 4.根据权利要求1所述的脊柱的轴向加载装置， 其特征在于， 所述第 一输出轴位于所述 脊柱的轴向中心线上。 5.根据权利要求1所述的脊柱的轴向加载装置， 其特征在于， 还包括第一连接件， 所述 第一连接件分别与所述第一输出轴和所述第一力传感器通过螺纹的方式 固定。 6.根据权利要求1所述的脊柱的轴向加载装置， 其特征在于， 第 一安装座和所述第 二安 装座内均设置有用于容纳所述脊柱的安装槽， 所述安装槽内用于填充骨水泥， 所述脊柱的 上端和下端分别通过嵌入所述骨水泥的方式 固定于第一安装座和第二 安装座。 7.根据权利要求1所述的脊柱的轴向加载装置， 其特征在于， 所述培养皿的开口设置有 防溅盖， 所述防溅盖采用对半式设计。 8.根据权利要求1 ‑7中任一项所述的脊柱的轴向加载装置， 其特征在于， 所述控制机 构， 用于执 行如下操作： S11、 获取当前周期所述第一力传感器 检测到的当前作用力； S12、 基于当前周期的理论作用力和预设的系数， 确定当前周期所述第 一输出轴的理论 位置； S13、 保持所述理论 位置不变， 以实现轴向连续恒力加载； S14、 基于所述系数以及当前周期的所述当前作用力和所述理论作用力的差值， 得到当 前周期的位置 差值； S15、 基于所述位置差值， 对所述理论位置进行修正， 以将所述理论作用力修正到所述 当前作用力； S16、 将所述当前作用 力作为下一周期的理论作用 力， 并执行步骤S11、 S12、 S14和S15， 从而实现轴向连续变力加载。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115372148 A 29.一种脊柱的轴向加载方法， 其特征在于， 基于权利要求1 ‑8中任一项所述的脊柱的轴 向加载装置， 所述方法包括： 在对所述脊柱进行轴向压力加载时， 通过所述控制机构控制所述轴向加载机构的所述 第一输出轴沿所述脊柱的轴向向下伸出， 以带动所述第二平板和所述第三平板共同沿所述 导柱向下移动； 在对所述脊柱进行轴向拉力加载时， 通过所述控制机构控制所述轴向加载机构的所述 第一输出轴沿所述脊柱的轴向向上收缩， 以带动所述第二平板和所述第三平板共同沿所述 导柱向上移动。 10.一种脊柱 的加载系统， 其特征在于， 包括如权利要求1 ‑8中任一项所述的脊柱的轴 向加载装置 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115372148 A 3