脊髓损伤具有潜在的毁灭性后果。截至2006年6月，美国有超过25.3万人患有与脊髓损伤相关的结构或功能问题。评估脊柱植入设备需要测试系统，这些系统可以复制人类关节通常经历的复杂动作和负载。不断改进可进行力量、活动范围和耐力测试的设备，有助于实现脊髓损伤患者治疗的突破。
Datum脊柱关节耐力试验机由新泽西州北卑尔根的Datum工业设计公司最近设计和制造，用于评估脊柱关节在人体中的功能。这台机器可以根据特定的操作参数进行编程，这样它就可以在各种情况下测试各种脊柱关节。
Datum脊柱关节试验机采用波动驱动和旋转系统。可变直流驱动电机产生波动在0.5 Hz(30转/分)和3.0 Hz(180转/分)。一个起伏的平台，或圆盘，设置了容纳测试样品的水箱的操作角度。它是由一个小型电动驱动器控制，允许角度调整到6度。
这台机器需要严密的力或位置控制，但它的负载与液压不匹配。通常，替代方案是使用机电解决方案，如伺服电机，为不同的测试设置和更改参数。然而，Datum需要一个能够快速、简单地设计和制造的系统，而这将需要最少的维护。更重要的是，机器本身必须容易和快速地设置和更改测试参数。Datum的工程团队认为气瓶和阀门是最适合这项工作的选择。
主要的要求是在测试过程中改变气缸的气压以控制施加在脊柱植入关节上的压力。该控制系统必须易于建立和维护，且不能有很大的波动，因此Datum联系了Progressive hydraulic, Inc.，该公司推荐了一种输入电压控制的可变压力输出阀。
PHI工程师Chris shatan表示:“该系统的核心是Parker P3P-R系列调节器。Parker 050进口调节器控制试验机在100psi的最大输入空气压力。电动气动调节器或输入压力(I/P)阀使用可变电压输入信号，从0到10 Vdc，以设置压力。在这种应用中，P3P-R调节器控制气缸压力从7到100 PSI。例如，由于进口供应被设置为100psi，如果P3P-R发送5 Vdc信号，阀门出口的压力将为50psi。
安装在框架上部的三段，双铰链臂 - 在平台的中心线上方向外延伸，以使其在波状，旋转和纹波中同步上下罐样本。
一个6。直径测试槽在测试周期中控制槽旋转运动。它安装在钛基上，一个滚轮手指从基板延伸。每个部件都与一台计算机相连，用于数据采集和分析。
压力被机器转化为向下的力——在这种情况下，最大500磅，最小25磅。内部压力传感器安装在推杆的上端，控制向下的压力。它产生与输入电压信号结合的信号，以产生所需压力水平的适当驱动电压信号。shatan说:“这通过对阀门出口压力产生良好的容忍度来关闭回路。
Datum的团队通过在工作部件上安装一个测压元件，进一步完善了脊柱测试设备。根据shatan的说法，“内部压力传感器确保了阀门出口的精确压力控制，但这没有考虑到摩擦力，这会影响工件的精度。”基准技术人员在工件和气缸杆端之间安装一个量程为0至10 Vdc的测压元件(取决于测压元件的压缩程度)。Parker P3P-R有一个可选的输入传感器，接收来自测压元件的信号，不完全依赖于内部I/P接口上的压力传感器。因为没有中间产生额外的误差，工件负载力的压力公差非常紧是可能的。另外，下推油缸是唯一的运动部件，所以系统的维护费用很少。
电控直流气阀为关节臂上方的气缸提供适当的压力，关节臂可根据选定的参数上下移动推杆来测试接头样品。
与关节耐力试验机一起使用的气动设计也消除了维护滚珠丝杠组件的需要，带有电气输入的压力控制气阀是用户友好的，易于编程。此外，气动产品可以快速调整或更换，几乎没有问题，消除停机时间。
派克汉尼汾公司集团。
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