Разработка датчиков для испытательных стендов лаборатории протезов

Требовалось разработать датчики скручивания и растяжения для использования в стендах для испытания протезно-ортопедических изделий. При испытаниях изделий на динамическую нагрузку стенд должен имитировать все нагрузки и движения, которые испытывает реальный протез на практике при обычной носке. Требования к испытаниям регламентируются несколькими ГОСТ.

Как решали задачу, что было сделано

На начальном этапе работы была собрана и обработана соответствующая информация. Стенды предназначены для испытания протезов на статическую и динамическую нагрузку, а также на долговечность. Изделия исследуются с целью изучения вопросов функционирования и прочности, износостойкости и безопасности. Показателем долговечности протеза служит срок его эксплуатации со дня выдачи в опытную носку до полного износа. Главный недостаток результатов, получаемых при опытной носке — это их несопоставимость, т.к. условия, в которых проходят испытания протезов, могут сильно различаться, а время проведения испытания занимает достаточно много времени. Поэтому, для ускорения получения объективных данных разрабатываются испытательные стенды, характер испытаний на которых приближен к условиям реальной нагрузки протезов.

Датчик на растяжение был оперативно подобран по характеристикам, заявленным Заказчиком. Испытания на растяжение являются наиболее часто проводимыми в области механических испытаний материалов, поэтому подбор датчика на скручивание не вызвал особых затруднений, сделать это в соответствии с требуемыми характеристиками удалось достаточно быстро.

Дополнительные сложности.

Во-первых, испытания протезов строго регламентированы соответствующими ГОСТ, это нужно было учитывать.

Во-вторых, то техническому заданию Заказчика требовались высокоточные датчики момента кручения с уникальными линейными характеристиками и низким гистерезисом, то есть минимальным отставанием реакции на изменяющиеся условия воздействия на рабочее тело. Задача осложнялась еще и тем, что датчики момента кручения используются относительно редко. Подобрать модель, соответствующую всем требованиям Заказчика не удалось, поэтому пришлось разрабатывать устройство «с нуля».

В процессе работы над датчиком были подготовлены его чертежи, рассчитана деформация при различных нагрузках, заданных клиентом. Этот этап разработки длился в течение двух месяцев и был успешно согласован с Заказчиком.

Результат

В итоге был подобран датчик на растяжение и самостоятельно разработан датчик момента кручения. Устройства соответствуют всем требованиям Клиента.

Перспективы использования результатов работы

Повышается скорость и качество проведения испытаний. Это, в свою очередь, способствует более безопасному и эффективному функционированию протезов в реальной обстановке.

Испытательные стенды с такими параметрами могут применяться на предприятиях, изготавливающих протезы без проведения опытной носки, а также в сертификационных лабораториях с целью проведения испытаний.