在体服役运动和受力状态个性化自监测智能仿生椎间盘

    公开(公告)号:CN118902703A

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202411413673.X

    申请日:2024-10-11

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 在体服役运动和受力状态个性化自监测智能仿生椎间盘,属于植入医疗器械技术领域,包括上终板、椎间盘核心和下终板,所述的椎间盘核心包括纤维环和髓核,纤维环由胶原纤维基质层和胶原纤维组成;胶原纤维呈圆柱形,倾斜排列设置于胶原纤维基质层内,相邻两排的胶原纤维倾斜方向相反,胶原纤维与纤维环上下表面的夹角为10‑80度;胶原纤维基质层和胶原纤维采用3D打印;下终板包括下终板基底和数个传感器,传感器固定设置在下终板基底外侧;本发明通过下终板划分传感区域,解耦仿生椎间盘的各项传感异性特征,无需额外附加或封装传感器,无需额外的电源供电,具有良好的生物相容性,且制造成本低,材料简单易得,工艺步骤简单,容易个性化。

    一种力学各向异性仿生椎间盘
    12.
    发明公开

    公开(公告)号:CN118526329A

    公开(公告)日:2024-08-23

    申请号:CN202410575100.0

    申请日:2024-05-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种力学各向异性仿生椎间盘,属于医疗植入器械技术领域,包括上终板、核心和下终板;核心的一端固定设置在上终板的下表面,另一端固定设置在下终板的上表面,上终板的上表面和下终板的下表面设置有一体的固定齿;所述的核心包括外层的纤维环和内层的髓核,纤维环由纤维编织带和液体硅胶构成;本发明具有类似生物椎间盘组织结构和材料属性,能有效再现生物椎间盘力学各向异性功能特征,进而改善其植入后的运动匹配性。

    变刚度仿生椎间盘
    14.
    发明授权

    公开(公告)号:CN113017936B

    公开(公告)日:2022-01-11

    申请号:CN202110249706.1

    申请日:2021-03-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种变刚度仿生椎间盘,包括上终板、核心和下终板,核心一端固定于上终板下表面,核心另一端固定于下终板上表面,核心包括外层的纤维环和内层的髓核,纤维环由胶原纤维板层和胶原纤维构成,胶原纤维附着于胶原纤维板表面,并具有倾角,相邻两层胶原纤维交叉排列。上终板上表面和下终板下表面均设置有固定齿,通过调节胶原纤维的弹性模量能够实现结构的变刚度,恢复生物椎间盘各向异性刚度的功能特征。本发明具有结构简单和变刚度的功能。

    在体服役运动和受力状态个性化自监测智能仿生椎间盘

    公开(公告)号:CN118902703B

    公开(公告)日:2024-12-03

    申请号:CN202411413673.X

    申请日:2024-10-11

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 在体服役运动和受力状态个性化自监测智能仿生椎间盘,属于植入医疗器械技术领域,包括上终板、椎间盘核心和下终板,所述的椎间盘核心包括纤维环和髓核,纤维环由胶原纤维基质层和胶原纤维组成;胶原纤维呈圆柱形,倾斜排列设置于胶原纤维基质层内,相邻两排的胶原纤维倾斜方向相反,胶原纤维与纤维环上下表面的夹角为10‑80度;胶原纤维基质层和胶原纤维采用3D打印;下终板包括下终板基底和数个传感器,传感器固定设置在下终板基底外侧;本发明通过下终板划分传感区域,解耦仿生椎间盘的各项传感异性特征,无需额外附加或封装传感器,无需额外的电源供电,具有良好的生物相容性,且制造成本低,材料简单易得,工艺步骤简单,容易个性化。

    具有多方向制动稳定性及动态抗疲劳特性的仿生足垫

    公开(公告)号:CN114056451B

    公开(公告)日:2024-01-19

    申请号:CN202111539336.1

    申请日:2021-12-16

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种具有多方向制动稳定性及动态抗疲劳特性的仿生足垫,包括仿生足垫上层、仿生足垫中层和仿生足垫表层;仿生足垫各层通过粘结剂相粘结。仿生足垫上层使用邵氏硬度≥30A的材料,仿生足垫表层的邵氏硬度在5A—20A范围。仿生足垫中层中使用硅胶浸渍涂布的织物模拟人体足跟垫中具有特殊结构的网状纤维膜,由于横向纤维膜沿水平制动方向存在倾角α,使该仿生足垫在水平面上具有多方向制动稳定的力学性能;仿生足垫中仿生网状纤维膜对称的分布方式使其表现出动态抗疲劳特性。

    一种人工椎间盘三维运动的体外测试系统及测试方法

    公开(公告)号:CN114903660A

    公开(公告)日:2022-08-16

    申请号:CN202210643492.0

    申请日:2022-06-09

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种人工椎间盘三维运动的体外测试系统及测试方法,包括工作台、机械臂、机械臂末端部件、第一法兰盘、六分量力传感器、第二法兰盘、推杆、第一夹具、上椎骨块、人工椎间盘、下椎骨块、第二夹具、远红外高速相机、电脑和螺栓;工作台连接机械臂,通过第一法兰盘连接六分量力传感器,通过第二法兰盘连接推杆上端,推杆下端连接到第一夹具,通过螺栓紧固上、下椎骨块,第二夹具固定到工作台,远红外高速相机放置在工作台上。本发明通过机械臂模拟人体脊柱三维生理运动,并将等效生理载荷施加到人工椎间盘,利用机械臂关节内置位移、角度传感器和远红外高速相机获取人工椎间盘三维运动度数据,利用六分量力传感器同步采集人工椎间盘三维载荷数据。

    一种仿生被动增稳防滑足
    18.
    发明公开

    公开(公告)号:CN114802526A

    公开(公告)日:2022-07-29

    申请号:CN202210622367.1

    申请日:2022-06-02

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种仿生被动增稳防滑足,包括连接头,左、右两侧第一轴承,左、右两侧第一连杆,左、右两侧第二轴承,左、右两侧第二连杆,左、右两侧梯度模量刚柔耦合蹄趾,左、右两侧柔性蹄底,趾间韧带,前、后拉簧,复位扭簧。蹄趾为由外到内弹性模量呈高‑低‑高‑低‑高的刚柔耦合结构,蹄趾底面为凹坑结构,在凹坑内部嵌有表面带有仿生凸起条纹的柔性蹄底,并与蹄趾形成带有凹坑的刚柔耦合蹄趾;趾间韧带为蹄趾提供向内的拉力,使蹄趾可以紧抓地面或凸起的岩石;蹄趾可绕第二连杆左右旋转以适应更加复杂的地面障碍物,提高蹄趾的路面通过性和稳定性;本发明可以有效提高仿生足的防滑抓地性能和触地缓冲性能,有效保证了仿生足的触地稳定性。

    一种提高腿足式机器人触地稳定性的耦合仿生足垫

    公开(公告)号:CN112758211B

    公开(公告)日:2021-12-07

    申请号:CN202110115801.2

    申请日:2021-01-28

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种提高腿足式机器人触地稳定性的耦合仿生足垫,仿生足垫通过模仿人体足跟垫独特的隔室结构及材料组合,可实现优异的生物力学功能。本发明包括仿生足垫基层、仿生足垫中层、仿生足垫下层和触地表层,各层之间通过柔性粘合剂相固定。仿生足垫基层具有较高的硬度;仿生足垫中层设有椭球状隔室和羽状隔室,隔室内部镶嵌着包覆粘弹性填充物的纳米纤维束,通过结构及材料的耦合作用,仿生足垫呈现出高度各向异性的机械力学特性,仿生足垫下层设有包裹粘弹性填充物的蜂窝状封闭隔室,通过该种结构可实现良好的吸震储能效果,可有效提高机器人腿足式系统的触地稳定性。

    一种可智能监测自身服役状态的自供电仿生椎间盘

    公开(公告)号:CN118267192A

    公开(公告)日:2024-07-02

    申请号:CN202410419685.7

    申请日:2024-04-09

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种可智能监测自身服役状态的自供电仿生椎间盘,属于植入医疗器械技术领域,包括仿生椎间盘和自供电监测系统,仿生椎间盘包括上终板、下终板和仿生椎间盘主体,所述的自供电监测系统包括压电纳米发电机、储能电池、电源管理系统、信号放大器和数模转换器;通过压电纳米发电机的应用,将人体正常运动所产生的机械能转变成电能,使监测椎间盘中所需要的传感器可以正常工作,通过人体自身能量形成监测仿生椎间盘服役状态的自供电系统,压电纳米发电机充当力传感器,除将人体运动所产生的机械能转变为电能外,还用于监测仿生椎间盘的服役状态,可以及时监测与反馈仿生椎间盘植入患者体内出现的异常情况,并进行积极干预,防止病情恶化。

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