(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 202211216176.1 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 郭江真　王柯皓　蔡硕　陶春静　 樊瑜波　邱梓焱　赵树东　张晓会　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 张建利 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种晶状体多轴应力加载生物力学测试系 统及方法 (57)摘要 本发明提供一种晶状体多轴应力加载生物 力学测试系统及方法， 涉及晶状体加载设备领 域， 生物力学测试系统包括基座、 多轴拉伸装置、 驱动装置和测量装置， 多轴拉伸装置包括底座、 多个加载部件和驱动盘， 多个加载部件围绕同一 中心轴间隔布置于底座， 并与底 座在径向方向上 滑动配合； 驱动盘设置于多个加载部件的上方。 通过采用阿基米德螺旋线形式的螺线槽与导向 柱滑动配合， 实现了对晶状体的匀速拉伸， 提高 了加载的平稳性。 通过测量装置实时测量对晶状 体的拉力值， 再结合相机测量的晶状体形变数 据， 实时计算晶状体的生物力学特性， 本发明的 生物力学测试系统， 能够真实模拟眼睫状肌对晶 状体调节时的力学环境， 使生物力学特性测量更 准确。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115479839 A 2022.12.16 CN 115479839 A 1.一种晶状 体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特 征在于， 包括： 基座； 多轴拉伸装置， 包括底座、 多个加载部件和驱动盘， 所述底座设置于所述基座， 多个所 述加载部件围绕同一中心轴间隔布置于所述底座， 并与所述底座在径向方向上滑动配合； 所述驱动盘设置于多个所述加载部件的上方， 并与所述底座转动配合； 所述驱动盘上设置 有多个围绕所述中心轴间隔布置的螺线槽， 所述螺线槽为阿基米德螺旋线的一段， 所述加 载部件的上部设置有与对应所述螺线槽滑动配合的导向柱； 驱动装置， 设置于所述基座， 并与所述驱动盘连接； 所述驱动装置用于驱动所述驱动盘 转动； 测量装置， 与所述驱动装置或者所述多轴拉伸装置连接， 所述测量装置用于测量所述 驱动装置 输出的力矩， 或者测量所述加载部件施加给晶状 体的拉力。 2.根据权利要求1所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特征在于， 所述底 座的上部设置有多个围绕于所述中心轴间隔布置的固定块， 相邻两个所述固定块之 间设置 有沿着径向延伸的导轨， 所述加载部件位于对应的两个所述固定块之间， 并与对应的所述 导轨滑动配合。 3.根据权利要求2所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特征在于， 所述固 定块朝向所述中心轴的一侧设置有台阶， 所述驱动盘的下表面抵接于所述台阶， 所述固定 块的上部设置有止动片， 所述止动片抵 接于所述驱动盘的上表面。 4.根据权利要求3所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特征在于， 所述止 动片与所述固定块可拆卸连接 。 5.根据权利要求2至4中任意一项所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特 征在于， 所述加载部件 包括： 夹爪底座， 所述夹爪底座的底部设置有导向滑块， 所述导向滑块与所述导轨滑动配合， 所述夹爪底座与所述导向柱的下端转动连接， 所述导向柱的上端与对应的所述螺线槽滑动 配合； 夹爪， 与所述夹爪底座的上部铰接， 所述夹爪的第一端与所述夹爪底座配合夹持晶状 体， 第二端设置有第一 斜面； 夹紧片， 设置于所述夹爪底座的上部， 所述夹紧片通过锁定件与所述夹爪底座连接， 所 述夹紧片靠 近所述夹爪的一端设置有第二 斜面， 所述第二 斜面与所述第一 斜面抵接。 6.根据权利要求5所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特征在于， 所述夹 紧片设置有通孔， 所述夹爪底座的上部设置有穿设于所述通孔内的定位块， 所述定位块的 上部设置有安装孔， 所述导向柱的下端插设于所述安装孔内， 并通过滚针轴承与所述安装 孔转动配合。 7.根据权利要求5所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特征在于， 所述驱 动装置包括驱动部件和传动部件， 所述驱动部件设置于所述基座， 所述传动部件分别与所 述驱动部件、 所述测量装置以及所述驱动盘连接 。 8.根据权利要求7所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特征在于， 所述传 动部件包括主动齿轮、 从动齿轮、 传动齿轮、 中心齿轮和拨杆手柄， 所述测量装置包括与所 述基座连接的扭矩传感器， 所述主动齿轮与所述驱动部件的转轴连接， 所述从动齿轮设置权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115479839 A 2于所述扭矩传感器的第一端， 并与所述主动齿轮啮合； 所述传动齿轮设置于所述扭矩传感 器的第二端， 所述中心齿轮可转动地设置于所述基座， 并与所述传动齿轮啮合； 所述拨杆手 柄设置于所述中心齿轮的上部， 并与所述驱动盘连接； 所述驱动盘设置有至少两个手柄， 所 述拨杆手柄设置有固定 槽， 所述手柄一 一对应地 卡设于所述固定 槽内。 9.根据权利要求1至4中任意一项所述的晶状体多轴应力加载生物力学测试系统， 其特 征在于， 还 包括： 相机支架， 所述相机支 架的下端与所述基座连接； 相机， 设置于所述相机支架的上端， 且位于所述多轴拉伸装置的上方， 所述相机的光轴 与所述中心轴为同一 直线。 10.一种晶状 体多轴应力加载生物力学测试 方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 通过多个加载部件夹持晶装体； 通过驱动装置驱动所述驱动盘转动； 通过测量装置测量加载部件施加给晶状 体的拉力； 通过相机实时测量晶状 体在径向上的形变， 其中， 所述形变包括轮廓变化和尺寸变化； 基于晶状 体受到的拉力与变形分析晶状 体的生物力学 特性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115479839 A 3