BR112020012800A2

BR112020012800A2 - dispositivo para determinação das características estruturais de um objeto e sistema para medição das características estruturais de um objeto

Info

Publication number: BR112020012800A2
Application number: BR112020012800-7A
Authority: BR
Inventors: James Earthman; John Michael Elam; Cherilyn Sheets; Robert Hayman
Original assignee: Perimetrics, Llc
Priority date: 2017-12-30
Filing date: 2018-12-30
Publication date: 2020-11-24
Also published as: JP2024059870A; JP7447001B2; KR102593814B1; JP2021509176A; EP3732463A4; CA3087068A1; AU2018395057A1; EP3732463A1; US20200337630A1; MX2020006928A; KR20200100609A; WO2019133946A1; EP4354112A2; CN111527393A

Abstract

DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO E SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO Esta invenção refere-se, de modo geral, a um sistema e método para medição das características estruturais de um objeto (90); o objeto (90) é submetido a processos de aplicação de energia que fornecem uma medição objetiva e quantitativa das características estruturais de um objeto (90); o sistema pode incluir um dispositivo (100), por exemplo, um instrumento de percussão, capaz de ser posicionado de forma reprodutiva contra o objeto (90) submetido à referida medição para posicionamento reproduzível; o sistema inclui recursos para ajuste da energia aplicada a uma ferramenta de aplicação de energia (110) para compensar a orientação do dispositivo (100) em relação à horizontal; o sistema também inclui um recurso ou conjunto descartável para minimizar a contaminação cruzada entre os testes; as características estruturais, conforme aqui definidas, podem incluir capacidades de amortecimento de vibração, capacidades de amortecimento acústico, integridade estrutural ou estabilidade estrutural.

Description

“DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO E SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO” REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este Pedido Internacional, no âmbito do Tratado de Cooperação em Matéria de Patentes, reivindica a prioridade e benefício dos seguintes Pedidos provisórios de patentes norte-americanas: nº de Série 62/692.618, depositado em 29 de junho de 2018, intitulado “SISTEMA E MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”; nº de Série 62/687.730, depositado em 20 de junho de 2018, intitulado “SISTEMA E MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”; e nº de Série 62/612.440, depositado em 30 de dezembro de 2017, intitulado “SISTEMA E MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”; o conteúdo de todos os pedidos acima sendo aqui incorporado por referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] Esta invenção refere-se, de modo geral, à avaliação das propriedades estruturais de um objeto e, mais especificamente, refere-se à avaliação das características estruturais que refletem a integridade de um objeto, utilizando para isso uma aplicação energética controlada.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[0003] Quando um objeto é submetido a uma força de impacto, uma onda de tensão é transmitida através do objeto. Essa onda de tensão causa deformações na estrutura interna do objeto. À medida que o objeto se deforma, ele age, em parte, como um amortecedor, dissipando uma parte da energia mecânica associada ao impacto. A capacidade do objeto de dissipar a energia mecânica, comumente referida como “capacidade de amortecimento” do objeto, depende de vários fatores, incluindo o tipo e a integridade estrutural dos materiais que compõem o objeto.

[0004] Há instrumentos capazes de medir a capacidade de amortecimento de um objeto. Um exemplo de tal instrumento é descrito na Patente norte-americana nº

6.120.466 (“patente ‘466”). O instrumento divulgado na patente ‘466 fornece uma medida objetiva e quantitativa da capacidade de amortecimento de um objeto, chamada de coeficiente de perda 17. A energia de uma onda elástica se atenua de forma relativamente rápida em materiais com um coeficiente de perda relativamente alto, enquanto a energia de uma onda elástica se atenua de forma relativamente lenta em materiais com um coeficiente de perda relativamente baixo.

[0005] A capacidade de amortecimento de um objeto é um parâmetro importante a ser considerado em uma ampla variedade de aplicações. Por exemplo, no campo da odontologia, quando um dente saudável é submetido a uma força de impacto, a energia mecânica associada ao impacto é dissipada principalmente pelo ligamento periodontal. Alterações na estrutura do ligamento periodontal que reduzam sua capacidade de dissipar a energia mecânica associada a uma força de impacto e, assim, reduzam a estabilidade geral do dente, podem ser detectadas ao medir o coeficiente de perda do dente.

SUMÁRIO

[0006] Esta invenção refere-se a um sistema e método para medição das características estruturais de um objeto de forma não invasiva e/ou ao uso de um método de medição não destrutivo, tendo um dispositivo capaz de operar ao ser mantido em ângulos variados a partir de um ângulo horizontal, e à modulação do processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal durante a medição.

O dispositivo para determinação das características estruturais de um objeto inclui um invólucro, tendo uma extremidade dianteira aberta e um eixo longitudinal; uma ferramenta de aplicação de energia montada dentro do invólucro, tendo uma configuração de repouso e uma ativa; um mecanismo de acionamento suportado dentro do invólucro para ativar a ferramenta de aplicação de energia entre as configurações de repouso e ativa, a fim de aplicar uma quantidade definida de energia na orientação horizontal; e um inclinômetro adaptado para medir a inclinação da ferramenta de aplicação de energia em relação à horizontal.

O mecanismo de acionamento varia a quantidade de energia aplicada para ativar a ferramenta de aplicação de energia entre as configurações de repouso e ativa com base na inclinação para, pelo menos, aproximar a quantidade definida de energia em inclinações diferentes da horizontal.

O mecanismo de acionamento pode incluir uma bobina eletromagnética e pode variar a quantidade de energia aplicada (p.ex., tensão variável, corrente ou ambas), pode variar os tempos de acionamento da bobina (variando o tempo em que a bobina é energizada ou ativada), pode variar os tempos de atraso da bobina (variando o tempo entre as atividades de condução), pode variar o número de energizações da bobina (ou seja, variar o número de pulsos de acionamento aplicados), a polaridade da bobina e/ou uma combinação respectiva.

Esses fatores, incluindo potência variável, tempos de acionamento, polaridade e tempos de atraso, podem ser gerenciados através da variação das configurações de firmware para potência, tempo de acionamento, número de acionamentos, polaridade e atraso de acionamento da energização da bobina para os resultados desejados. Sem desejar estar vinculado a qualquer teoria em particular, supõe-se que várias variações possam ser empregadas para alcançar o resultado desejado, e o firmware pode ser projetado para selecionar uma solução específica ou para selecionar uma solução ideal para determinadas instâncias.

[0007] O objeto pode ser submetido a um processo de aplicação de energia, e o sistema é adaptado para fornecer uma medida objetiva e quantitativa das características estruturais do objeto após o processo de aplicação de energia. O sistema e o método desta invenção podem, como o aumento da flexibilidade de operação, por exemplo, se adaptar para alcançar objetos de difícil acesso, tanto anatômicos quanto não anatômicos, detectar quaisquer anormalidades que possam estar presentes em um objeto para gerar mais medições reproduzíveis e também detectar melhor qualquer anormalidade que possa estar presente em um objeto. O dispositivo pode incluir um invólucro com um interior oco e uma extremidade aberta através da qual uma ferramenta de aplicação de energia, incluindo qualquer ferramenta capaz de aplicar qualquer tipo de energia ao objeto, por exemplo, uma ferramenta capaz de aplicar energia mecânica ao objeto, como uma haste de derivação posicionada dentro do invólucro, passe para alcançar o objeto em medição, uma energia eletromagnética de qualquer frequência, por exemplo, luz, e uma onda sonora como energia acústica.

[0008] Por exemplo, o sistema pode incluir um dispositivo para executar uma ação de percussão em um objeto. O dispositivo, tendo um invólucro com um interior oco e uma extremidade aberta através da qual a energia pode ser aplicada por uma ferramenta de aplicação de energia, incluindo qualquer ferramenta capaz de aplicar qualquer tipo de energia ao objeto, incluindo energia mecânica, sonora ou eletromagnética, pode ser posicionado. Em uma aplicação, uma ferramenta capaz de aplicar energia mecânica ao objeto, como uma haste de derivação, pode ser posicionada dentro da passagem do invólucro para alcançar o objeto que está sendo medido. Em outra aplicação, uma fonte de energia eletromagnética de qualquer frequência, como energia luminosa, por exemplo, pode ser posicionada dentro do invólucro. Em um exemplo adicional, uma fonte de energia sonora, como um transdutor ultrassônico ou qualquer fonte de energia acústica, pode ser posicionada dentro do invólucro.

[0009] O invólucro do dispositivo pode incluir um eixo longitudinal e, em geral, o eixo longitudinal do dispositivo pode ser posicionado a partir de uma direção substancialmente horizontal para criar um ângulo com a direção horizontal. O ângulo pode ter, por exemplo, qualquer ângulo, variando preferivelmente, por exemplo, de zero grau a cerca de mais/menos quarenta e cinco graus, variando, preferivelmente, por exemplo, de zero grau a cerca de mais/menos trinta graus. Em uma aplicação, o eixo longitudinal da ferramenta de aplicação de energia posicionado dentro do invólucro permanece em todos os momentos em relação substancialmente paralela com o invólucro durante a operação. Em outra aplicação, o invólucro do dispositivo pode incluir um eixo longitudinal com um eixo longitudinal de uma ferramenta de aplicação de energia a ser posicionada a partir de uma direção substancialmente horizontal, substancialmente paralela ao eixo longitudinal do invólucro do dispositivo com uma parte da ponta da ferramenta estando substancialmente perpendicular à superfície de contato do objeto, ao eixo longitudinal da ferramenta de aplicação de energia para criar um ângulo agudo com o eixo longitudinal do invólucro, enquanto a ponta da ferramenta permanece substancialmente perpendicular à superfície de contato do objeto. Nesta última aplicação, se a ferramenta for uma ferramenta mecânica, como uma haste de derivação, ela poderá ou não incluir uma ponta de ferramenta removível que seja substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal da ferramenta e do invólucro.

[0010] Em qualquer uma das aplicações descritas acima ou abaixo, o dispositivo pode incluir uma peça manual e o eixo longitudinal do dispositivo pode ser posicionado em qualquer ângulo com a direção horizontal. O ângulo pode ter, por exemplo, qualquer ângulo, variando, por exemplo, de zero grau a cerca de mais/menos quarenta e cinco graus, variando, preferivelmente, por exemplo, de zero grau a cerca de mais/menos trinta graus.

[0011] Conforme mencionado acima, a ferramenta de aplicação de energia pode ser adaptada para passar de uma posição de repouso a uma posição ativa por um mecanismo de acionamento e, durante uma medição, poderá impactar o objeto na posição ativa. Em geral, a ferramenta de aplicação de energia pode impactar repetidamente um objeto durante cada medição. A própria ferramenta de aplicação de energia pode, caso uma ferramenta mecânica seja usada, se mover, e um contato físico com o objeto pode causar impacto durante a medição, ou a própria energia pode impactar o objeto durante a medição, caso qualquer outra ferramenta energética, como eletromagnética ou som, seja usada. Quando essas outras ferramentas de energia forem usadas, poderá não haver qualquer movimento físico da ferramenta entre a configuração ativa e passiva da mesma, mas uma definição poderá ser feita pelo movimento de ligar e desligar a energia.

[0012] O dispositivo desta invenção pode ser, por exemplo, um instrumento de percussão, que pode ou não incluir, pelo menos, uma parte, como uma parte de luva, que se estenda a partir do invólucro por uma distância capaz de ser reproduzível em contato com o objeto submetido a tal medição. A ferramenta de aplicação de energia, como uma haste de derivação, pode ser programada para impactar um objeto por certo número de vezes por minuto, substancialmente na mesma velocidade, e as informações de desaceleração da ferramenta ou a resposta do objeto do impacto são registradas ou compiladas para análise pelo sistema. Em uma aplicação, o dispositivo e o hardware podem se comunicar através de uma conexão de fio. Em outra aplicação, o dispositivo e o hardware podem se comunicar via conexão sem fio.

[0013] Para o dispositivo desta invenção com, pelo menos, uma parte capaz de ser reproduzível em contato com o objeto, o dispositivo pode ser capaz de medições mais reproduzíveis, inclusive para um objeto presente em, por exemplo, um espaço restrito e/ou locais de difícil acesso.

[0014] Em uma aplicação, a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação, tem um comprimento com uma forma ou configuração retraída ou em repouso e uma forma ou configuração estendida ou ativa.

A forma retraída sendo retraída ou substancialmente coextensiva com a extremidade aberta do invólucro, caso a ferramenta de aplicação de energia seja uma haste de derivação.

O movimento da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação, pode ser efetuado por um mecanismo de acionamento montado dentro do invólucro para acionar a haste de derivação axialmente dentro do invólucro entre a posição retraída mencionada e a posição estendida durante a operação.

Na posição estendida, a extremidade livre da haste de derivação é capaz de se estender ou sobressair da extremidade aberta do invólucro.

Com esta invenção, o dispositivo pode ser mantido em qualquer ângulo a partir do horizontal, e os objetos de teste em locais de acesso mais difícil, por exemplo, na área molar dos dentes de um paciente, também podem ser alcançados.

Em outra aplicação, a configuração de repouso pode ser uma forma substancialmente paralela em relação ao eixo longitudinal do invólucro, e a configuração ativa pode ser uma forma quando a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação ou haste de impacto montada dentro do invólucro, forma um ângulo agudo com o eixo longitudinal do invólucro, como, por exemplo, balançando para frente e para trás em torno de um ponto de articulação no eixo longitudinal.

Assim, a ferramenta de aplicação de energia oscila da posição substancialmente paralela ao eixo longitudinal do invólucro para uma posição que cria um ângulo agudo com o eixo longitudinal do invólucro em um ponto de articulação.

A ferramenta de aplicação de energia pode ser mantida horizontalmente ou em outras posições durante a medição, e pode ter uma parte de ponta que é substancialmente perpendicular à parte principal da ferramenta e mantém um comprimento constante em repouso ou em impacto. O movimento da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação, pode ser efetuado por um mecanismo de acionamento montado dentro do invólucro para conduzir a haste de derivação a partir de uma posição substancialmente paralela ao eixo longitudinal do invólucro a uma posição que crie um ângulo agudo com o eixo em um ponto de articulação e de volta, enquanto a ponta oscila para cima e para baixo. Usando essa aplicação, as medições podem ser realizadas em locais que são relativamente inacessíveis, como, por exemplo, na área molar dos dentes de um paciente.

[0015] O processo de aplicação de energia do dispositivo pode ser ativado ou acionado de várias maneiras. Em uma aplicação, ele pode ser ativado através de um mecanismo mecânico, como por um mecanismo de comutação. Em um aspecto, um interruptor digital pode ser posto em um local conveniente no dispositivo, como a peça manual, para fácil ativação pelo operador. Em outro aspecto, o mecanismo de comutação pode ser acionado por pressão aplicada ao objeto através da luva, conforme observado acima. Em outra aplicação, o processo de aplicação de energia do dispositivo pode ser acionado via controle de voz ou controle de pé.

[0016] De forma geral, o dispositivo de comutação externo, como um interruptor de alternância, um interruptor oscilante ou um interruptor de botão, pode tender a restringir a maneira como um operador segura o instrumento e, portanto, pode restringir o posicionamento do instrumento no objeto, caso seja manuseado, por exemplo, durante a medição, de modo a permitir o fácil acesso do operador ao dispositivo de comutação para ligá-lo e/ou desligá-lo. Para obter flexibilidade no posicionamento do instrumento, um controle de voz ou controle remoto pode ser geralmente utilizado, embora esses controles de voz ou controles remotos possam adicionar complexidade ao sistema. Nesta invenção, as mesmas vantagens da flexibilidade podem ser obtidas sem tais controles remotos ou complexidades adicionais.

[0017] Em uma aplicação exemplar, qualquer um dos sistemas descritos acima pode incluir um instrumento, tendo um invólucro com um interior oco, com uma extremidade aberta e uma ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação ou haste de impacto, montada dentro do invólucro para movimento dentro do invólucro. Localizada na extremidade aberta do invólucro pode haver uma parte de luva presente como uma extensão ao invólucro.

[0018] A parte de luva pode ser aberta em sua extremidade livre, com uma parte repousando, contatando ou pressionando o objeto para repousar, contatar ou pressionar, pelo menos, uma parte de um objeto durante a medição. O contato pela parte de luva ajuda a estabilizar o dispositivo no objeto. Durante a medição, a força exercida pela parte de luva em um objeto é controlada por um operador, e uma força adequada sobre o objeto pode ser importante e pode precisar ser monitorada, pois, por exemplo, uma força insuficiente ou excessiva exercida por um operador pode complicar as medições e pode até produzir resultados menos precisos em alguns exemplos. Um sensor disposto dentro do invólucro, não física ou mecanicamente acoplado à ferramenta de aplicação de energia, pode estar presente para garantir que uma força de contato adequada pela parte de contato da parte de luva possa ser aplicada pelo operador para melhor reprodutibilidade, mesmo por diferentes operadores. A força exercida sobre a parte da luva pode, de modo geral, ser separada e monitorada separadamente de quaisquer forças na ferramenta de aplicação de energia a partir da realização de uma medição.

[0019] Em uma aplicação, a parte de luva é conforme imediatamente descrito acima.

[0020] Em outra aplicação, a luva pode incluir uma aba saliente a partir de uma parte de sua extremidade, de modo que, quando a extremidade aberta da luva estiver em contato com, pelo menos, uma parte de uma superfície do objeto submetido à medição, a aba possa repousar em uma parte da parte superior do objeto. A aba e a luva juntas ajudam no posicionamento repetível da peça manual em relação ao objeto, portanto, os resultados são mais reproduzíveis do que sem a aba. Além disso, a aba pode ser adaptada para ser repetida e substancialmente posicionada no mesmo local na parte superior do objeto sempre. A aba pode se localizar substancialmente paralela ao eixo longitudinal da luva, de modo que a parte de luva em contato com o objeto e a superfície de contato com o objeto da aba sejam substancialmente ortogonais entre si e repousem em diferentes superfícies do objeto. A aba também pode ajudar a minimizar o movimento do objeto após a aplicação de energia em qualquer direção que não seja a direção da aplicação de energia. Em raras ocasiões, onde a aba possa interferir com uma posição estável em, por exemplo, um pivô de transferência de implante dentário, uma parte de luva sem uma aba pode ser usada para uma colocação mais estável mais baixa no pivô.

[0021] Em uma aplicação adicional, a luva pode incluir uma aba e um componente, por exemplo, uma crista, protuberância ou outro recurso substancialmente ortogonal à superfície da aba no lado adaptado para fazer frente à superfície de um objeto. Por exemplo, para dentes, a crista ou protuberância pode aninhar-se entre dentes adjacentes ou outra superfície ortogonal e, assim, pode ajudar a impedir qualquer movimento lateral ou vertical substancial da aba através da superfície do objeto e/ou auxiliar ainda mais na repetibilidade. A aba pode ter comprimento ou largura suficiente, dependendo do comprimento ou largura da parte superior do objeto, para que a crista ou a protuberância possa ficar localizada corretamente durante a operação. Novamente, a aba e o recurso também ajudam nos resultados reproduzíveis, mais do que sem a aba.

[0022] A estabilização do instrumento efetuada por uma aba ou uma aba e/ou componente pode minimizar qualquer ação espasmódica do operador que possa confundir os resultados dos testes, por exemplo, quaisquer defeitos inerentes à estrutura óssea ou física ou estrutura industrial que possam ser mascarados pela ação espasmódica do testador. Esse tipo de detecção de defeito é importante, pois a localização e a extensão do defeito podem impactar dramaticamente a estabilidade do implante ou das estruturas físicas ou industriais. Geralmente, quando são detectadas lesões, por exemplo, em um implante, como um defeito cristalográfico ou apical, a estabilidade do implante pode ser afetada se os defeitos cristalográficos e apicais estiverem presentes. No passado, não havia outra maneira de reunir esse tipo de informação além de processos dispendiosos de radiação intensiva. Com o presente dispositivo, esse tipo de informação poderá ser recolhido e realizado de maneira discreta e não invasiva.

[0023] O mecanismo de acionamento pode ser um mecanismo eletromagnético e pode incluir uma bobina eletromagnética e um imã permanente fixado à extremidade traseira da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, por uma interface, por exemplo, uma montagem de bobina. A bobina eletromagnética pode, por exemplo, se encontrar axialmente atrás do ímã permanente. A bobina, por exemplo, uma bobina eletromagnética, também pode atuar diretamente sobre um componente metálico ou condutor, como um componente ferromagnético. Outras formas de motores lineares também podem ser empregadas.

[0024] Geralmente, a força de impacto produzida pela ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma ferramenta de aplicação de energia mecânica, no objeto submetido à medição pode variar, dependendo, por exemplo, da massa da ferramenta, da distância percorrida pela ferramenta e do ângulo de inclinação do dispositivo ou ferramenta em relação à horizontal. Por exemplo, para uma determinada massa da ferramenta, uma força de impacto pode ser maior em menos 45 graus, por exemplo, a força de impacto pode ser maior em cerca de menos 30 graus do que uma força de impacto na posição horizontal, pois a gravidade pode contribuir para a força no impacto. Além disso, a força de impacto pode ser maior em uma posição horizontal do que em cerca de mais 45 graus, preferivelmente, por exemplo, a força de impacto em cerca de mais 30 graus, pois a gravidade no ângulo positivo trabalha contra, em vez de contribuir para a força de impacto. Geralmente, uma força entre 1-15 newtons pode ser usada. Uma vez que a extremidade inferior da força de impacto pode não ser ideal, o dispositivo geralmente pode ser colocado em contato com o objeto submetido à medição em uma posição substancialmente horizontal para obter melhores resultados, por exemplo, calibrando o sistema para a quantidade ideal de esforço de força no objeto.

Isso pode ser bastante restritivo na capacidade de posicionamento do dispositivo.

Por exemplo, alguns objetos submetidos à medição podem estar em locais difíceis de alcançar e pode ser necessária angulação do dispositivo.

Portanto, em alguns casos, uma força maior pode ser usada sobre um dispositivo, por exemplo, de 10 a 50 newtons, a fim de incorporar alguma flexibilidade no posicionamento do dispositivo em um objeto.

Mesmo nessa faixa de força de impacto mais alta, a extremidade inferior, ou seja, quando o dispositivo é colocado em uma inclinação em um ângulo positivo em relação a horizontal, pode ser menor que a força de impacto necessária para gerar uma medição ideal, enquanto na extremidade superior, o força pode ser muito maior do que o desejado em alguns casos.

No entanto, essa capacidade embutida de uma força maior apenas no caso de haver necessidade de posicionar o dispositivo em um ângulo em relação à horizontal pode ser indesejável quando usada em algumas situações, por exemplo, um ambiente odontológico, uma situação delicada de amostra ou minimizar perturbações no objeto de qualquer amostra.

Por exemplo, um intervalo de força de impacto entre cerca de 20 a 45 newtons pode precisar ser usado, por exemplo, em um ambiente odontológico, para obter resultados melhores com alguma flexibilidade de posicionamento, e essa força pode ser bastante desconfortável para o paciente.

Os inventores desta invenção inventaram um sistema que exerce substancialmente a mesma força de impacto no objeto em vários ângulos da horizontal, como se o dispositivo estivesse operando horizontalmente. Assim, se o dispositivo estiver operando a mais/menos 45 graus, preferivelmente, por exemplo, a mais/menos 30 graus da horizontal, o dispositivo poderá, ainda, gerar a aproximadamente mesma quantidade de força de impacto, por exemplo, cerca de 20 a 30 newtons.

[0025] Da mesma forma, para uma ferramenta de aplicação de energia que não seja uma ferramenta mecânica de aplicação de energia, a força aplicada ao objeto pode incluir energia eletromagnética ou energia sonora, como ultrassom, e a quantidade de energia que afeta o objeto pode depender da força da fonte de energia, a distância percorrida pela energia e do ângulo de inclinação do dispositivo, caso o dispositivo seja a ferramenta de aplicação de energia ou a ferramenta de energia em relação à superfície do objeto a ser impactado. Sem estar vinculado a qualquer teoria em particular, pode-se supor que, para uma determinada força, a força de impacto da fonte de energia possa ser maior, caso a superfície de impacto do objeto seja perpendicular à direção de propagação da força do que se a superfície de impacto criar qualquer outro ângulo com a direção de propagação da força, e que a força de impacto pode ser menor caso a superfície de impacto seja paralela à direção da propagação da força. Uma vez que a extremidade baixa da força de impacto pode não ser ideal, o dispositivo geralmente pode ser colocado em contato com o objeto submetido à medição em uma posição substancialmente perpendicular à superfície do objeto para obter melhores resultados, por exemplo, calibrando o sistema para a quantidade ideal de esforço de forçar no objeto.

Isso pode ser bastante restritivo na capacidade de posicionar o dispositivo.

Por exemplo, alguns objetos submetidos à medição podem estar em locais difíceis de alcançar e pode ser necessário angular o dispositivo.

Portanto, em alguns casos, uma força maior pode ser usada, por exemplo, um equivalente de 10 a 50 newtons poderá ser usado em um dispositivo para incorporar alguma flexibilidade no posicionamento do dispositivo em um objeto.

Mesmo nessa faixa de força de impacto mais alta, a faixa de força da extremidade inferior, ou seja, quando o dispositivo for colocado em uma inclinação em um ângulo positivo com a direção perpendicular, poderá ser menor do que a força de impacto necessária para gerar uma medição ideal, enquanto na extremidade superior a força poderá ser muito maior do que o desejado em alguns casos.

No entanto, essa capacidade embutida de uma força mais alta, caso seja necessário posicionar o dispositivo em um ângulo em relação à direção perpendicular, pode ser indesejável quando usada em algumas situações, por exemplo, um ambiente odontológico, uma situação delicada de amostra ou para minimizar possíveis danos ao objeto ou a qualquer amostra.

Por exemplo, uma faixa equivalente de força de impacto pode ser maior do que cerca de 20 a 45 newtons, podendo ser necessária, por exemplo, em um ambiente odontológico, para obter resultados melhores com alguma flexibilidade de posicionamento, e essa força pode ser bastante desconfortável para o paciente.

Os inventores desta invenção inventaram um sistema que exerce substancialmente a mesma força de impacto no objeto em vários ângulos a partir da direção perpendicular da superfície do objeto, como se o dispositivo estivesse operando de modo que a direção de propagação fosse perpendicular à superfície do objeto. Portanto, se o dispositivo estiver operando a cerca de mais/menos 45 graus, preferivelmente, por exemplo, a cerca de mais/menos 30 graus da direção perpendicular em relação à superfície do objeto, o dispositivo poderá, ainda, gerar a aproximadamente mesma quantidade de uma força de impacto equivalente, por exemplo, cerca de 20 a 30 newtons.

[0026] Além disso, a capacidade de posicionar a ferramenta em vários ângulos a partir da horizontal pode ser vantajosa para fontes de energia que não sejam do tipo mecânico, por exemplo, a energia sonora, como respostas ultrassônicas ou eletromagnéticas, que não são bem definidas ou ruidosas a partir de um ângulo, podem ser mais definidas ou pronunciadas a partir de outro ângulo, de modo que quaisquer defeitos próximos à superfície que possam estar afetando as medições em um ângulo podem não afetar a medição de outro ângulo, podendo até produzir resultados melhores e mais completos das propriedades do objeto. Além disso, defeitos na superfície que podem complicar a medição, por exemplo, ao desviarem a resposta em uma direção não detectada pelo sensor, podem se tornar detectáveis e dentro do alcance do sensor se outra direção de impacto for feita.

[0027] Um inclinômetro pode estar presente, por exemplo, no dispositivo, o que pode acionar um aviso sonoro quando o dispositivo for mantido contra o objeto e estiver fora da faixa angular de operação, por exemplo, para uma haste de derivação, podendo ser configurado para disparar o aviso quando estiver a aproximadamente mais/menos 45 graus, preferivelmente, por exemplo, cerca de mais/menos 30 graus da horizontal, em cujo ponto o ângulo pode afetar substancialmente o resultado da medição do objeto, se desejado.

Em uma aplicação, para uma ferramenta de aplicação de energia mecânica, caso o dispositivo esteja orientado de modo que o eixo de operação seja superior a cerca de 45 graus, preferivelmente, por exemplo, superior a cerca de 30 graus a partir da posição horizontal, e o dispositivo for ativado quando uma força de contato for detectada na parte de contato com o objeto da parte de luva no objeto, isso poderá resultar em um som de aviso emitido por um alto-falante localizado no dispositivo, como a placa de circuito impresso (PCB | printed circuit board) dentro do dispositivo.

Em outra aplicação, o sinal de aviso pode ser dado por um sinal de luz, que pode ser uma luz intermitente ou uma luz de uma determinada cor.

Em tais circunstâncias, a ação de percussão, caso o dispositivo seja um instrumento de percussão, não começará até que o dispositivo retorne a um ângulo aceitável.

Em alguns casos, se a ação de percussão tiver iniciado quando for detectada a saída do intervalo acima mencionada, o dispositivo poderá efetivamente não parar a operação, mas poderá simplesmente tocar um alarme, para que as correções possam ser feitas.

Uma configuração semelhante pode ser incluída para outros tipos de ferramentas de aplicação de energia e os ângulos podem estar relacionados à direção perpendicular da superfície de contato.

Conforme mencionado acima, o sistema e o método desta invenção são não destrutivos e não invasivos e podem incluir um dispositivo capaz de operar sendo mantido em ângulos variáveis a partir da horizontal e modulando o processo de aplicação de energia para imitar uma substancialmente horizontal posição durante a medição.

O sistema pode ou não incluir partes e/ou recursos descartáveis para ajudar na capacidade de reposicionamento.

Este sistema e método para medição das características estruturais pode minimizar o impacto, mesmo que minúsculo, no objeto submetido à medição, sem comprometer a sensibilidade da medição ou operação do sistema.

Quando a ferramenta de aplicação de energia for uma haste de derivação, a quantidade de energia de impacto também poderá variar, dependendo, por exemplo, do comprimento da haste, do diâmetro da haste, do peso da haste ou da velocidade da haste antes do impacto, e assim por diante.

Em uma aplicação, o sistema inclui uma ferramenta de aplicação de energia que seja leve e/ou capaz de se mover a uma velocidade mais lenta, de forma a minimizar a força do impacto sobre o objeto durante a medição, enquanto demonstra, mantém ou fornece sensibilidade equivalente ou melhor à medição.

Em um aspecto, a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, pode ser feita de um material mais leve para minimizar o peso da peça manual e, assim, minimizar o impacto no objeto que está sendo medido.

Em outra aplicação, a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, pode ser feita mais curta e/ou de diâmetro menor, de modo que o tamanho da peça manual também possa ser minimizado e, assim, minimizar o impacto no objeto submetido à medição.

Em outra aplicação, o sistema pode incluir um mecanismo de acionamento que pode diminuir a aceleração da ferramenta de aplicação de energia e, assim, minimizar o impacto no objeto submetido à medição.

Por exemplo, o mecanismo de acionamento pode incluir uma bobina de acionamento menor para diminuir a aceleração da ferramenta de aplicação de energia, seja ela de peso mais leve ou não, e/ou de menor comprimento ou diâmetro, além de minimizar a força de impacto no objeto durante a operação ao manter a sensibilidade da medição. Essas aplicações podem ser combinadas com uma ou mais das aplicações descritas acima ou abaixo, incluindo o invólucro da peça manual de peso mais leve. A velocidade de condução da medição também pode ser desejável sem aumento da velocidade inicial de impacto, de forma a minimizar o impacto do objeto durante a medição. O sistema pode ou não ter partes e/ou recursos descartáveis para auxiliar no reposicionamento mencionado acima ou abaixo.

[0028] Em qualquer um dos sistemas mencionados acima ou abaixo, incluindo todas as aplicações exemplares, com ou sem ferramenta de aplicação de energia de menor peso, uma ferramenta de aplicação de energia de diâmetro menor ou mais curta, ou um mecanismo de acionamento que possa incluir uma bobina de acionamento menor para diminuir a aceleração da ferramenta de aplicação de energia, se a medição for feita enquanto uma parte de luva estiver em contato com o objeto, a força que um operador exercer sobre o objeto também poderá ser importante e poderá ser monitorada, pois, por exemplo, uma força insuficiente ou excessiva exercida por um operador pode complicar as medições e até produzir resultados menos precisos, além do recurso de ativação, conforme observado acima. O sistema pode ou não ter partes e/ou recursos descartáveis para auxiliar na capacidade de reposicionamento e/ou diminuir o impacto com os recursos mencionados abaixo.

[0029] Com a ativação de, por exemplo, uma ferramenta de aplicação de energia mecânica, por exemplo, a pressão de um interruptor digital no dispositivo, uma bobina magnética dentro do dispositivo impulsiona a ferramenta de aplicação de energia, como uma haste de derivação, para se estender a certa velocidade em direção a um objeto em medição e atingir ou impactar o objeto ou amostra, por exemplo, várias vezes por ciclo de medição, com uma força de impacto. A força de impacto no objeto pode criar ondas de tensão que viajam através da ferramenta de aplicação de energia, como a haste de derivação, e a desaceleração da ferramenta, como a haste de derivação ao impactar o objeto, podendo ser medidas por um dispositivo ou mecanismo de medição ou detecção localizado no dispositivo e transmitidas ao restante do sistema para análise. O sistema pode medir, por um intervalo de tempo, uma resposta de percussão, como a energia refletida do objeto como resultado da derivação ou aplicação de energia, por exemplo, tocando ou aplicando energia, o que pode incluir a criação de um perfil de resposta de percussão, por exemplo, um perfil de tempo-energia, um perfil de frequência-energia, com base na energia refletida no objeto durante o intervalo de tempo e/ou avaliação do perfil de resposta de percussão, por exemplo, um perfil de tempo-energia para determinar a capacidade de amortecimento do objeto ou outras características. O dispositivo de medição ou mecanismo de detecção pode detectar características dos efeitos do impacto da ferramenta de aplicação de energia no objeto. Em geral, o dispositivo de medição ou mecanismo de detecção pode ser fisicamente acoplado, funcionalmente acoplado ou de outro modo em contato com a ferramenta de aplicação de energia, de modo que ele possa detectar características do impacto. O acoplamento pode ser com ou sem fio.

[0030] Em algumas aplicações, o dispositivo de medição ou o mecanismo de detecção usado para análise do objeto pode incluir sensores para detectar e/ou medir a resposta tanto do objeto quanto da ferramenta de aplicação de energia durante a medição.

Em um aspecto, o mecanismo de acionamento pode incluir um dispositivo de detecção e/ou medição, por exemplo, um sensor de força piezoelétrico ou um elemento de detecção piezoelétrico, localizado dentro do invólucro para acoplamento com a ferramenta de aplicação de energia, como a haste de derivação, e pode geralmente produzir um sinal elétrico ou alteração em resposta à energia mecânica, como uma alteração na pressão no elemento sensor piezoelétrico.

Um fio piezoelétrico também pode, por exemplo, ser carregado na ferramenta de aplicação de energia.

O dispositivo de medição pode ser adaptado, por exemplo, para medir a desaceleração da haste de derivação por impacto com um objeto durante a operação, ou qualquer vibração causada pela haste de derivação na amostra.

O sensor de força piezoelétrico pode detectar alterações nas propriedades do objeto e quantificar objetivamente suas características internas.

Os dados transmitidos pelo sensor de força piezoelétrico podem ser processados por um programa do sistema, a ser discutido mais adiante.

Em outro aspecto, o dispositivo de medição ou mecanismo de detecção também pode incluir outras formas de elementos de detecção, como, por exemplo, um transformador diferencial variável linear adaptado para detectar e/ou medir o deslocamento da ferramenta de aplicação de energia, como a haste de derivação, antes, durante e após a aplicação de energia.

O transformador diferencial variável linear pode ser um sensor de deslocamento linear sem contato.

O sensor pode usar tecnologia indutiva e ser, portanto, capaz de detectar qualquer alvo de metal.

Além disso, a medição de deslocamento sem contato pode permitir que um computador determine velocidade e aceleração logo antes do impacto, de forma que os efeitos da gravidade sejam eliminados dos resultados. Em outros aspectos, o dispositivo de detecção e/ou medição pode detectar a posição da ferramenta de aplicação de energia devido a mudanças de tensão no transformador devido ao posicionamento da ferramenta de aplicação de energia, que pode ser de metal ou afetar, de outra forma, a indução do transformador, acelerômetros, sensores de pressão resistiva, medidores de tensão e/ou qualquer outro tipo apropriado de sensor ou combinação de sensores. Por exemplo, um acelerômetro dentro do dispositivo acoplado à ferramenta de aplicação de energia pode medir sinais correspondentes às ondas de tensão resultantes. Os dados transmitidos pelo acelerômetro são processados por um programa de computador calibrado que detecta alterações nas propriedades da amostra e quantifica características objetivamente internas. Em geral, o mecanismo de detecção para detectar as características dos efeitos da ferramenta de aplicação de energia pode ser separado da detecção da força de contato entre a peça manual (como através da parte de luva) e o objeto.

[0031] Após o impacto no objeto, a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, desacelera, conforme observado acima. A desaceleração da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação, pode ser medida por um dispositivo de medição ou mecanismo de detecção, por exemplo, um acelerômetro dentro do dispositivo. Por exemplo, o acelerômetro dentro do dispositivo acoplado à ferramenta de aplicação de energia pode ser adaptado para medir a desaceleração da ferramenta de aplicação de energia mediante impacto com um objeto durante a operação, a resposta de percussão a partir do objeto, medindo qualquer vibração causada pelo impacto ou medindo sinais correspondentes às ondas de tensão resultantes. O dispositivo de medição ou mecanismo de detecção pode detectar alterações nas propriedades do objeto e quantificar objetivamente suas características internas. Os dados transmitidos pelo dispositivo de medição ou mecanismo de detecção podem ser processados por um programa do sistema, conforme observado acima ou abaixo.

[0032] O mecanismo de medição descrito acima também pode ser aplicável a outras ferramentas diferentes das ferramentas de aplicação de energia mecânicas descritas acima, desde que tenham uma configuração de sensor semelhante, por exemplo, quando tais ferramentas de aplicação de energia executarem uma ação de percussão.

[0033] A ferramenta de aplicação de energia, como a haste de derivação, pode ser programada para atingir um objeto um certo número de vezes por minuto, substancialmente na mesma velocidade, e as informações de desaceleração podem ser registradas ou compiladas para análise pelo sistema. A parte de luva além de auxiliar no posicionamento do dispositivo também pode ajudar a atenuar as vibrações causadas pelo impacto, de modo a não perturbar as medições sensíveis, caso seja um material com algumas propriedades de amortecimento.

[0034] Para energia eletromagnética, a aplicação de energia pode se dar na forma de pulsos ou rajadas de energia, o que pode ser programado para impactar um objeto determinado número de vezes por minuto com substancialmente a mesma quantidade de energia por vez e o efeito no objeto pode ser registrado ou compilado para análise pelo sistema. Em alguns casos, o impacto repetido pode fornecer uma medida média que pode ser melhor representativa da propriedade subjacente real. A parte de luva além de auxiliar no posicionamento do dispositivo também pode ajudar a atenuar as vibrações causadas pelo impacto, de modo a não perturbar as medições sensíveis, caso seja um material com algumas propriedades de amortecimento.

[0035] Em algumas aplicações, o inclinômetro pode incluir um acelerômetro, como um dispositivo de 3 eixos que mede a gravidade nos três eixos, os eixos X, Y e Z. Em uma aplicação da invenção, o dispositivo, como uma peça manual, pode incluir um software para medição do valor da força gravitacional (força G) do eixo Y (isto é, vertical). Por exemplo, se a força G para o eixo Y for maior que aproximadamente o limiar de, digamos, mais/menos 15 graus, a peça manual poderá emitir um ruído audível, como sinais sonoros, ou um sinal luminoso, como uma luz intermitente ou uma luz de certa cor. Se a força G para o eixo Y for maior que o limite de 30 graus, a peça manual poderá emitir um bipe mais rápido ou, caso seja um sinal luminoso, como uma luz intermitente, pode emitir uma luz intermitente mais rápida. O acelerômetro pode ser amostrado a cada, digamos, 100ms. Podem ser necessárias cinco leituras válidas consecutivas (500ms) para acionar um limite e, portanto, o bipe ou o flash, etc. Os limites para ambos os limites de 15 e 30 graus podem ser determinados empiricamente.

[0036] Por exemplo, para um dispositivo sem os recursos desta invenção, durante a operação, caso a força de impacto equivalente seja de cerca de 26 newtons a mais 15 graus da horizontal, a força de impacto equivalente poderá ser de cerca de 32 newtons na posição horizontal e, caso seja de menos 15 graus da horizontal, a força de impacto poderá ser de cerca de 35 newtons.

Com esta invenção, todas as forças de impacto em todos os ângulos mencionados acima podem se dar em cerca de 25 newtons ou qualquer força de impacto ideal programada para exercer.

Isso pode ser atingido, por exemplo, ao variar a aplicação de energia do mecanismo de acionamento para a ferramenta de aplicação de energia para acomodar o ângulo de impacto.

Exemplos de variações na aplicação de energia do mecanismo de acionamento, como uma bobina eletromagnética, podem incluir uma variação da potência aplicada à bobina (p.ex., variação de tensão, corrente ou ambas), tempos de acionamento da bobina (variação do período de tempo em que a bobina é energizada ou ativada), tempos de atraso da bobina (variação do tempo entre as atividades de condução), número de energizações da bobina (ou seja, variação do número de pulsos de acionamento aplicados), polaridade da bobina e/ou uma combinação respectiva.

Esses fatores, incluindo variações de potência, tempos de acionamento, polaridade e tempos de atraso, podem ser gerenciados através da variação das configurações de firmware para potência, tempo de acionamento, número de acionamentos, polaridade e atraso de acionamento da energização da bobina para os resultados desejados.

Sem estar vinculado a qualquer teoria em particular, supõe-se que várias variações possam ser empregadas para alcançar o resultado desejado e o firmware pode ser projetado para selecionar uma solução específica ou para selecionar uma solução ideal para determinadas instâncias.

[0037] Em algumas aplicações, o firmware pode ser adaptado para variar apenas determinadas configurações do mecanismo de acionamento, como, por exemplo, tempos de acionamento, número de acionamentos, polaridade e atrasos de acionamento, mantendo outras configurações constantes, como, por exemplo, potência. Isso pode ser desejável, pois algumas configurações podem ser mais difíceis de ajustar, como configurações de energia que podem ser relativamente não ajustáveis devido a uma fonte de energia específica, como uma bateria.

[0038] Conforme observado acima, o sistema pode ser ligado e desligado com ou sem um interruptor externo ou controle remoto. Em uma aplicação, o processo de aplicação de energia da peça manual pode ser acionado através de um mecanismo mecânico, como por um mecanismo de comutação. Em um aspecto, um interruptor digital pode estar localizado em um local conveniente na peça manual para facilitar a ativação pelo operador. Em outro aspecto, o mecanismo de comutação pode ser acionado por pressão aplicada ao objeto através da luva. Em outra aplicação, o processo de aplicação de energia da peça manual pode ser acionado via controle de voz ou controle de pé.

[0039] Geralmente, qualquer dispositivo de comutação externo, como um interruptor de alternância, um interruptor oscilante ou um interruptor de botão, tende a restringir a maneira como um operador segura o instrumento e, portanto, pode restringir o posicionamento do instrumento no objeto, caso seja manuseado manualmente, por exemplo, durante a medição, de modo a permitir o fácil acesso do operador ao dispositivo de comutação para ligá-lo e/ou desligá-lo.

[0040] Em uma aplicação, para obter mais flexibilidade no posicionamento do instrumento, geralmente pode ser usado o controle por voz ou controle remoto, embora esses controles por voz ou controle remoto possam adicionar complexidade ao sistema. Nesta invenção, as mesmas vantagens de flexibilidade podem ser obtidas sem esses controles remotos ou complexidades adicionais.

[0041] Em outra aplicação, para obter mais flexibilidade no posicionamento do instrumento, a ativação do dispositivo pode ser controlada por uma força de contato adequada entre o objeto e uma parte de luva localizada na extremidade aberta do invólucro, conforme observado anteriormente. Essa força de contato adequada também pode adicionar outros recursos desejáveis ao sistema, conforme discutido abaixo. A parte de luva pode ser aberta em sua extremidade livre, com uma parte repousando, contatando ou pressionando o objeto para repousar, contatar ou pressionar, pelo menos, uma parte de um objeto durante a medição. O contato pela parte de luva ajuda a estabilizar o dispositivo no objeto. Durante a medição, a força exercida pela parte de luva em um objeto é controlada por um operador, diferentemente da força de impacto da ferramenta de aplicação de energia, que pode ser controlada pelos vários fatores do sistema descritos acima, e uma força de contato adequada sobre objeto pode ser importante e pode precisar ser monitorada, pois, por exemplo, uma força insuficiente ou excessiva exercida por um operador pode complicar as medições e pode até produzir resultados menos precisos. Um sensor disposto dentro do invólucro, não física ou mecanicamente acoplado à ferramenta de aplicação de energia, pode estar presente para garantir que uma força de contato adequada pela parte de contato da parte de luva possa ser aplicada pelo operador para melhor reprodutibilidade, mesmo por diferentes operadores.

[0042] A parte de luva pode ser montada em um componente tipo luva de transferência de força, ou elemento de transferência de força, que forma uma parte permanente da frente do invólucro ou se projeta a partir dele, e protege a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, quando nenhuma parte de luva estiver presente, por exemplo, a parte de luva pode fazer parte de um conjunto descartável, conforme discutido abaixo. O componente tipo luva de transferência de força fica ao redor da ferramenta de aplicação de energia, ou haste, por exemplo, ele pode circundar a ferramenta de aplicação de energia, e é mantido na frente pelo invólucro, sendo montado na frente da bobina eletromagnética na parte traseira. O componente tipo luva de transferência de força pode ser adaptado para deslizar um pouco e, ao fazê-lo, pode atuar sobre um sensor de força, por exemplo, um resistor sensível à força, sensor piezoelétrico, medidor(es) de tensão, etc., localizado entre a superfície traseira do componente tipo luva de transferência de força e uma posição relativa fixa, como a montagem de bobina ou o suporte de montagem do mecanismo de acionamento. A ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, pode ser acionada quando a parte de contato com o objeto da parte de luva é empurrada contra um objeto que esteja sendo medido, por exemplo, um dente, e, assim, uma força pode ser detectada. Quando uma força correta dentro de uma determinada faixa é detectada, o instrumento é ligado para iniciar a medição. As medidas de posição linear pelos sensores pode também ser utilizada para detectar a força de contato.

[0043] O sensor, por exemplo, o sensor de força, pode ser disposto em qualquer local dentro do invólucro e estar em proximidade física e/ou contato e/ou acoplado a, pelo menos, uma parte do dispositivo que não seja a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, ele pode estar em proximidade física e/ou contato e/ou acoplado ao invólucro e/ou à parte de luva, caso a extremidade aberta da parte de luva inclua uma parte de contato com o objeto, conforme referido acima. Em uma aplicação da invenção, o sensor pode incluir, pelo menos, um medidor de tensão para detecção. Os medidores de tensão podem ser ligados ou montados em um suporte, entre o invólucro do dispositivo e a parte de luva, de modo que quando a parte de contato com o objeto da parte de luva seja pressionada no objeto, ela também deforme o suporte que é medido pelo medidor de tensão, fornecendo, assim, uma medição de força. Em algumas aplicações, podem ser usados múltiplos medidores de tensão montados em um único suporte ou em suportes separados. O(s) suporte(s) também pode(m), por exemplo, estar presente(s) em um componente separado do resto do invólucro ou parte de luva, tal como, por exemplo, em um dispositivo de montagem. Em outra aplicação da invenção, o sensor pode incluir uma almofada de detecção que pode ser posicionada entre uma superfície rígida e uma peça deslizante, de modo que quando a almofada é pressionada ou comprimida à medida que a peça deslizante se move em direção à superfície rígida, a força é medida. De acordo com uma aplicação, a superfície rígida pode ser, por exemplo, uma interface da bobina que mantém a bobina eletromagnética no mecanismo de acionamento dentro do invólucro do dispositivo.

A peça deslizante pode ser um componente tipo luva de transferência de força, sendo disposta dentro do invólucro e acoplada à parte de contato com o objeto da parte de luva e adaptada para deslizar dentro do invólucro quando uma força for exercida pela parte de contato com o objeto da parte de luva em um objeto.

Em algumas aplicações, ela pode ser disposta dentro da parte de luva.

A distância de deslizamento pode ser muito pequena, por exemplo, na ordem de cerca de (em milímetros ou mm) 3 mm a cerca de 1 mm, preferencialmente, por exemplo, cerca de 5 mm.

A almofada de detecção pode incluir uma estrutura em camada, que pode ser geralmente referida como “Modo de Derivação FSR” (force sensing resistor | resistor de detecção de força), que pode alterar a resistência dependendo da força aplicada à almofada, a fim de fornecer uma medição de força.

De acordo com outra aplicação, o componente tipo luva de transferência de força pode ser inclinado para frente por uma mola, de modo que quando uma força é aplicada pela parte de contato com o objeto da parte de luva no objeto, a parte tipo luva de transferência de força possa transferir a força contra a mola.

De acordo com um aspecto, a detecção de força pode ser feita por um sensor de posição linear, que saberia, por exemplo, que se a parte tipo luva de transferência de força se encontra na posição X, uma força de Y deve ser aplicada a ela (contra a força de reação da mola) para movê-la para essa posição.

De acordo com outro aspecto, a detecção de força pode ser realizada por um sensor óptico, para detectar opticamente a posição da parte móvel quando esta é empurrada contra uma mola.

Ainda em outra aplicação da invenção, a posição relativa da parte de contato com o objeto da parte de luva no objeto pode ser determinada tendo um ou mais medidor(es) de tensão que pode(m) ser ligado(s) em uma extremidade da parte móvel, por exemplo, no componente tipo luva do sensor de força, e a outra extremidade a um elemento estático, por exemplo, o invólucro. Em outra aplicação da invenção, o dispositivo pode incluir elementos piezoelétricos para medição direta da força. Ainda em outra aplicação da invenção, um sensor de efeito Hall pode ser usado para detecção de uma alteração no campo magnético quando um ímã (ligado ao elemento móvel) se mover em relação à posição do sensor. Ainda em outra aplicação da invenção, um sistema de codificação linear capacitivo, como o encontrado em paquímetros digitais, pode ser usado para medição da força.

[0044] A parte de luva de transferência de força pode ou não estar em uma única peça. Quando presente em uma única peça, ela poderá auxiliar na rigidez do mecanismo de acionamento, por exemplo, o trem de acionamento. O trem de acionamento rígido pode minimizar o efeito da força externa, por exemplo, quando o dispositivo puder esbarrar no interior da cavidade oral durante a medição, o que pode atrapalhar o caminho da ferramenta de aplicação de energia.

[0045] Conforme observado anteriormente, o sensor de força pode ser posicionado em qualquer lugar dentro do invólucro, desde que não esteja próximo e/ou em contato físico e/ou acoplado à ferramenta de aplicação de energia. Em uma aplicação, ele pode estar localizado mais próximo da parte dianteira do invólucro em direção à parte de luva. Em outra aplicação, ele pode estar localizado em direção à parte traseira do invólucro. Em uma aplicação adicional, o sensor de força pode ser posicionado em direção ao meio do invólucro.

Quando o sensor de força for posicionado em direção à parte traseira do invólucro, o posicionamento poderá facilitar melhor a rigidez do mecanismo acionador discutido acima do que quando o sensor de força estiver presente em outros locais. Em geral, não importa onde o sensor de força esteja localizado, se a ferramenta de aplicação de energia for uma haste de derivação, a haste poderá passar através do sensor e da luva de transferência de força, ou seja, o sensor de força e/ou a luva de transferência de força podem circundar o ferramenta de aplicação de energia.

[0046] Embora o sensor não esteja física ou mecanicamente acoplado à ferramenta de aplicação de energia, ele pode estar em comunicação eletrônica com a ferramenta de aplicação de energia e pode atuar como um interruptor liga/desliga para o dispositivo ou instrumento, conforme observado acima. Por exemplo, quando uma força adequada for exercida sobre o objeto pela parte de contato com o objeto da luva, ela poderá acionar o mecanismo de ativação do dispositivo ou instrumento para ativar o movimento da ferramenta de aplicação de energia para iniciar uma medição. Assim, não são necessários interruptores externos ou botões de pressão para ativar o liga/desliga do sistema, conforme indicado acima. A indicação da força adequada pode ser indicada por sinais visíveis ou audíveis.

[0047] Em uma aplicação, o instrumento pode ser instantaneamente ligado uma vez que uma força de contato apropriada seja exercida pela parte de contato com o objeto da luva no objeto, conforme indicado por sinais visíveis ou audíveis. Em outra aplicação, pode haver um atraso antes de ligar o instrumento, uma vez que uma força de contato apropriada seja exercida pela parte de contato com o objeto da luva no objeto, conforme indicado por sinais visíveis ou audíveis. Em outra aplicação, uma vez que certa força de pressão entre a parte de contato com o objeto da parte de luva e o objeto é detectada e mantida durante um período de sintonia, por exemplo, cerca de 1 segundo, preferencialmente, por exemplo, cerca de 0,5 segundos, o instrumento pode ser ligado para iniciar a medição. Nesta aplicação, uma luz verde ilumina a ponta e a percussão tem início em aproximadamente 1 segundo, mais preferencialmente, por exemplo, em 0,5 segundos depois de uma força na faixa correta ser mantida.

[0048] A força adequada exercida pelo operador sobre o objeto, por exemplo, através da parte de luva, atua como um interruptor do sistema. Quando o sistema não estiver ligado, pode ser desejável saber se existe um mau funcionamento, se não há força suficiente ou se muita força está sendo exercida. Em uma aplicação, a medição de força pode ser conectada a uma saída visual, como luzes. As luzes podem ser montadas em qualquer local conveniente no dispositivo ou instrumento, por exemplo, um ou vários LED(s) pode(m) ser montado(s) na frente do dispositivo ou instrumento. Em um aspecto, um sistema de múltiplas luzes pode ser incluído. Por exemplo, dois LEDs podem ser usados. Quando a força estiver na faixa correta, a luz verde poderá estar acesa. Se muita força for detectada, os LEDs poderão mudar para vermelho e o instrumento não funcionará, a menos que a força de pressão seja reduzida. Em algumas aplicações, se o usuário estiver empurrando com muita força o objeto, a luz pode mudar primeiro para âmbar e depois para vermelho. Se a força de pressão for suficiente para mudar a luz para vermelho, a percussão pode não ser iniciada ou ser interrompida se já tiver iniciado. Além disso, pode haver um estado de LED âmbar que avisa quando o usuário estiver se aproximando demais da força de pressão. Nesse estágio, o instrumento ainda pode operar quando os LEDs estiverem acesos em âmbar. Em outro aspecto, a falta de luzes poderá indicar pouca força, uma luz verde poderá indicar a quantidade certa de força, enquanto uma luz vermelha poderá indicar muita força. Ainda em outro aspecto, um sistema de luzes pode ser incluído. Por exemplo, a falta de luz poderá indicar pouca força e uma luz vermelha poderá indicar muita força. Em um aspecto adicional, uma luz vermelha piscando poderá indicar muita força e nenhuma luz poderá indicar pouca força.

[0049] Em outra aplicação, a medição de força pode ser conectada a uma saída audível. Em um aspecto, a saída audível pode incluir um sinal sonoro para indicar pouca força e um sinal sonoro múltiplo para indicar muita força. Em outro aspecto, a saída audível pode incluir um sinal sonoro para indicar pouca força e um sinal sonoro com uma luz vermelha piscando para indicar muita força. Em outro aspecto, a medição de força pode ser conectada a um sistema de alerta por voz para alertar muita força ou pouca força. Ainda em outro aspecto, a medição de força pode ser conectada a um sistema de alerta por voz para alertar muito pouca força e um alerta por voz com uma luz vermelha piscando para alertar muita força.

[0050] Quando o sensor de força atua como um interruptor liga/desliga, ele também pode atuar para monitorar se uma força adequada é exercida pela parte de contato com o objeto da parte de luva durante a medição e/ou se um alinhamento adequado da parte de contato com o objeto da parte de luva contra o objeto durante a medição é obtido. Um inclinômetro pode estar presente, por exemplo, como parte de um sistema de controle eletrônico, podendo disparar um aviso sonoro quando o dispositivo estiver fora da faixa angular de operação, por exemplo, para uma ferramenta de aplicação de energia mecânica, como uma haste de derivação, e pode acionar o aviso quando ele estiver fora de uma faixa de aproximadamente mais/menos 45 graus, preferivelmente, por exemplo, pode ser programado para avisar quando estiver fora de uma faixa de aproximadamente mais/menos 30 graus da horizontal. Assim, se o dispositivo for orientado tal que o eixo de operação seja maior que cerca de mais/menos 45 graus, preferivelmente, por exemplo, maior que cerca de mais/menos 30 graus da horizontal quando uma força de pressão for detectada na parte de contato com o objeto da parte de luva, isso poderá resultar em um aviso sonoro emitido por um alto- falante localizado no dispositivo, como a placa de circuito impresso (PCB) dentro do dispositivo. Em tais circunstâncias, a ação de percussão não começará até que o dispositivo retorne a um ângulo aceitável. Em alguns casos, se a ação de percussão tiver começado quando a saída da faixa mencionada acima for detectada, o dispositivo pode não necessariamente parar a operação, mas pode soar um alarme para que correções possam ser feitas.

[0051] A ferramenta de aplicação de energia tem um comprimento com uma configuração de repouso e uma configuração ativa. O movimento pode ser um movimento axial ao longo do eixo longitudinal do invólucro ou um movimento oscilatório em torno do eixo longitudinal do invólucro,

conforme discutido acima.

[0052] Em uma aplicação, a parte de luva pode prender e/ou envolver, pelo menos, um comprimento da extremidade livre do invólucro e se projetar do invólucro por uma distância substancialmente coextensiva com a extremidade da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação em sua forma estendida, caso a haste de derivação se mova axialmente. Assim, o comprimento da parte de luva nesta aplicação pode ser um pouco dependente do comprimento de protuberância desejado da haste de derivação estendida. A extremidade livre da luva pode ser posicionada contra um objeto que esteja sendo medido. O contato pela parte de luva no objeto ajuda a estabilizar o dispositivo no objeto, conforme observado acima. Em outra aplicação, a parte de luva pode ser fixada à extremidade do invólucro e ficar substancialmente perpendicular a ele, quando a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, se mover de um estado substancialmente paralelo para criar um ângulo agudo com o eixo longitudinal do invólucro em um ponto de articulação quando em operação. A parte de luva pode ter uma forma substancialmente cilíndrica. Em outra aplicação, a luva pode ser uma extensão do invólucro e ter uma forma substancialmente semicilíndrica para permitir que a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, se mova livremente quando a haste de derivação se mover a partir de um estado substancialmente paralelo para criar um ângulo agudo com o eixo longitudinal do invólucro em operação. Usando este sistema, as medições podem ser realizadas em locais relativamente inacessíveis, como, por exemplo, na área molar dos dentes de um paciente.

[0053] Da mesma forma, para outras ferramentas que não seja a ferramenta de aplicação de energia mecânica, supõe-se que o acima exposto também possa ser aplicável e, em vez de uma ferramenta de aplicação de energia mecânica, como uma haste de derivação, uma fonte de energia, como uma fonte de energia eletromagnética ou energia sonora, poderá residir dentro do invólucro. Em vez de estender e retrair, a fonte pode simplesmente ser ligada e desligada. Uma parte de luva também pode estar presente.

[0054] Em outra aplicação exemplar, qualquer um dos sistemas descritos acima ou abaixo também podem incluir recursos descartáveis para auxílio na eliminação ou minimização da contaminação do objeto submetido à medição através da transferência do sistema ou contaminação cruzada de objetos anteriores submetidos às medições, sem interferir com a medição ou a capacidade do sistema. O recurso descartável pode incluir qualquer um dos descritos abaixo ou conforme divulgado na Patente norte-americana nº 9.869.606 ou WO2011/160102A9, intitulada “System and Method for Determining Structural Characteristics of an Object [Sistema e Método para Determinação de Características Estruturais de um Objeto]”, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

[0055] Esta invenção também se refere a um sistema e método de medição das características estruturais de maneira não invasiva e/ou ao uso de um método de medição não destrutivo, incluindo um dispositivo capaz de operação ao ser manuseado em ângulos variados em relação ao horizontal, além da modulação do processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal durante a medição e uso de uma ferramenta de aplicação de energia que inclua recursos descartáveis para ajudar a eliminar ou minimizar a contaminação do objeto submetido à medição por transferência do sistema ou contaminação cruzada de objetos prévios submetidos às medições, sem interferir substancialmente na medição ou na capacidade do sistema.

O instrumento inclui um invólucro, tendo um interior oco com uma extremidade aberta e uma ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação ou haste de impacto montada dentro do invólucro para movimento dentro do invólucro.

O invólucro possui um eixo longitudinal e a ferramenta de aplicação de energia possui um comprimento com uma configuração de repouso e uma configuração ativa, e o eixo longitudinal do dispositivo pode ser posicionado em qualquer ângulo com a direção horizontal.

O ângulo pode ter, por exemplo, qualquer ângulo, preferivelmente, por exemplo, variando de zero graus a cerca de mais/menos quarenta e cinco graus, ainda mais preferivelmente, por exemplo, variando de zero graus a cerca de mais/menos trinta graus.

As diferentes aplicações do sistema e método descritos acima, sem os recursos descartáveis, também são aplicáveis aqui.

O sistema fornece um método não destrutivo de medição com algum contato com o objeto submetido a essa medição, sem a necessidade de limpar ou autoclavar a ferramenta de aplicação de energia, como uma ferramenta mecânica, uma fonte de energia eletromagnética ou sonora e, ao mesmo tempo, sem descartar a ferramenta de aplicação de energia e/ou o invólucro e o que estiver alojado dentro do invólucro do instrumento.

Os mecanismos de acionamento descritos acima para modulação do processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal durante a medição também são aplicáveis a este sistema e método.

[0056] Em uma aplicação exemplar, o invólucro tem um eixo longitudinal e a ferramenta de aplicação de energia tem um comprimento, caso uma ferramenta de aplicação de energia mecânica seja usada, com uma configuração de repouso e uma configuração ativa, ou configuração liga/desliga para outros tipos de ferramentas de aplicação de energia. O invólucro inclui uma parte de luva que se estende a partir daí. A parte de luva é aberta em sua extremidade livre, tendo uma parte de contato ou repouso que repousa, contata ou pressiona o objeto pouco antes e durante a medição.

[0057] A ferramenta de aplicação de energia mecânica é acionada por um mecanismo de acionamento. O mecanismo de acionamento pode ser um mecanismo eletromagnético, e pode incluir uma bobina eletromagnética e um ímã permanente preso à extremidade traseira da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação. A bobina eletromagnética pode se encontrar axialmente atrás do ímã permanente, por exemplo. Para outras fontes de aplicação de energia, uma energia de entrada aciona a ferramenta de aplicação de energia.

[0058] A ferramenta de aplicação de energia possui um comprimento com uma configuração de repouso e uma configuração ativa. O movimento pode ser um movimento axial ao longo do eixo longitudinal do invólucro, ou um movimento oscilatório em torno do eixo longitudinal do invólucro, conforme discutido acima.

[0059] O recurso descartável pode incluir uma parte de luva que se estende e/ou envolve a extremidade aberta do invólucro.

Em um exemplo, para uma ferramenta de aplicação de energia mecânica, a parte de luva inclui um interior oco e uma extremidade livre aberta com uma parte de repouso ou de contato com o objeto para repousar, pressionar ou contatar um objeto durante a medição em sua extremidade aberta.

Um recurso, como um recurso de contato, que possui um comprimento e é disposto na direção da extremidade aberta da parte de luva, se encaixa perfeitamente dentro da parte de luva, por exemplo, por fricção.

O recurso de contato pode ser, por exemplo, uma seção tubular curta, ou um anel, e ser adaptado para se mover ou deslizar livremente dentro da parte de luva, substancialmente ao longo do eixo longitudinal da parte de luva, e pode incluir uma extremidade fechada para fechamento substancial da extremidade livre da parte de luva.

O recurso de contato pode ser posicionado entre a ponta da ferramenta de aplicação de energia e a superfície do objeto que está sendo medido e, ao mover-se ou deslizar livremente, pode ajustar-se a várias configurações de superfície de um objeto que esteja sendo medido.

O recurso de contato móvel ou deslizante pode variar em tamanho e/ou ser adaptado para se mover em uma distância predeterminada desejada ao longo do eixo longitudinal da parte de luva.

Em alguns exemplos, como para um recurso de contato em forma de anel, algumas paradas de movimento, como pequenos sulcos, paradas ou outros obstáculos, podem estar presentes dentro da parte de luva para evitar deslizamento ou movimento dentro da parte de luva para fora de uma faixa desejada.

Por exemplo, pelo menos, uma parte da extremidade fechada pode se dar na proximidade da superfície do objeto e pode ou não estar em contato com a superfície do objeto logo antes do impacto da ferramenta de aplicação de energia no recurso de contato.

Durante o impacto pela ferramenta de aplicação de energia na extremidade fechada do recurso de contato, pelo menos, uma parte da superfície externa da extremidade fechada ou da superfície de contato com o objeto da extremidade fechada do recurso de contato estará em contato próximo com a superfície do objeto.

Assim, se, pelo menos, uma parte da superfície de contato com o objeto da extremidade fechada for contornada para espelhar a superfície do objeto com o qual entra em contato, um melhor contato do objeto será feito e a energia transferida do impacto pela ferramenta de aplicação de energia poderá não ser substancialmente prejudicada.

Em um aspecto, a extremidade fechada do recurso de contato pode incluir, pelo menos, uma parte que pode ter uma parte substancialmente plana voltada para o objeto, a fim de espelhar substancialmente uma superfície plana de um objeto.

Em outro aspecto, a extremidade fechada do recurso de contato pode incluir, pelo menos, uma parte que pode ser contornada para espelhar a superfície de um objeto com o qual entra em contato, caso a superfície do objeto seja contornada.

Por exemplo, se a superfície do objeto que está sendo medido incluir uma depressão, o recurso de contato pode incluir uma extremidade fechada, tendo uma superfície côncava externa para espelhar substancialmente a depressão, de modo a se ajustar para manter o contato entre a extremidade fechada e o objeto durante o impacto.

Em outro exemplo, se a superfície do objeto incluir um ressalto, o recurso de contato pode incluir uma extremidade fechada com uma superfície convexa para espelhar substancialmente o ressalto, de modo a manter contato do objeto durante a medição.

Em outro aspecto, a extremidade fechada pode possuir alguma elasticidade ou ser deformável, de modo que o contato próximo com o objeto possa ser alcançado durante o impacto.

[0060] Em geral, o contato entre o objeto e, pelo menos, uma parte da extremidade fechada do recurso de contato, embora o recurso de contato esteja se movendo livremente, pode, no entanto, ajudar a estabilizar o dispositivo no objeto e/ou melhorar a reprodutibilidade das medições.

[0061] Em outras aplicações, o recurso de contato pode não ser móvel. Por exemplo, o recurso de contato pode ser fixado à abertura dianteira na parte de luva e atuar como um elemento intermediário entre o objeto e a ferramenta de aplicação de energia durante a medição, para que não haja contato direto entre a ponta da ferramenta de aplicação de energia e o objeto.

[0062] Para ferramentas de aplicação de energia não móveis, a parte deslizante pode ou não estar presente, e o recurso de contato pode ser estacionário ou fixo. Um recurso de contato não móvel, porém conformável, pode ter as mesmas vantagens de um recurso de contato móvel, conforme observado abaixo.

[0063] Em uma aplicação da invenção, durante uma medição, a extremidade fechada do recurso de contato pode ser adaptável ou móvel e pode se ajustar à configuração da superfície do objeto e a parte de contato com o objeto da extremidade aberta da luva entra em contato adequadamente com o objeto. O sensor descrito acima, se presente, detecta e/ou monitora quando uma força de contato adequada é exercida pela parte de luva no objeto. A ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, toca o objeto indiretamente através da extremidade fechada do recurso de contato repetidamente durante uma medição.

[0064] Em outra aplicação da invenção, durante uma medição, a extremidade fechada do recurso de contato pode ser adaptável ou móvel e se ajustar à configuração da superfície do objeto e a parte de contato com o objeto da extremidade aberta da luva entra em contato adequadamente com o objeto; no entanto, uma parte da extremidade fechada pode se estender além da luva para contatar simultaneamente uma superfície irregular do objeto. O sensor descrito acima, se presente, detecta e/ou monitora quando uma força de contato adequada é exercida pela parte de luva no objeto. A ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, toca o objeto indiretamente através da extremidade fechada do recurso de contato repetidamente.

[0065] O recurso de contato móvel pode ter qualquer forma, desde que se encaixe adequadamente e, ainda, se mova ou deslize livremente dentro da parte de luva com uma extremidade fechada, substancialmente fechando a extremidade livre da luva. Conforme observado acima, em aplicações onde o deslizamento ou movimento pode não ser necessário, o recurso de contato pode ser adaptável. Ele pode ser fabricado de qualquer material que possa ser moldado ou fundido e pode incluir polímeros ou um material polimérico preenchido. Para um peso leve, também pode ser fino, mas de rigidez suficiente para facilitar a ação de deslizamento. Em algumas aplicações, ele pode ter uma extremidade fechada adaptável ou uma parte dianteira.

[0066] O recurso de contato também pode incluir uma membrana fina em sua extremidade fechada. A membrana pode ser anexada ou integralmente ligada ao restante do recurso de contato. A membrana também pode ser uma membrana mais grossa em um recurso de contato não móvel. As membranas serem finas ou grossas não é relevante, desde que sejam escolhidas para exercer um efeito mínimo no funcionamento da ferramenta de aplicação de energia. Em um aspecto, a membrana pode possuir alguma elasticidade ou deformabilidade para melhor contato entre a membrana e o objeto quando atingida pela ferramenta de aplicação de energia, conforme observado acima, mas ainda pode ser capaz de transferir a força de impacto exercida pela ferramenta de aplicação de energia ao objeto. Em outro aspecto, a membrana pode ser de qualquer material que permita uma melhor transferência da força de impacto entre ela e o objeto.

[0067] Em uma aplicação, a extremidade fechada pode incluir uma membrana polimérica fina, que pode ou não ser do mesmo material que o resto do recurso de contato, ou pode ser de um material tendo substancialmente as mesmas propriedades que o resto do recurso de contato. O polímero pode incluir qualquer material polimérico que seja capaz de ser moldado, fundido ou estirado em uma membrana fina, de modo que não afete substancialmente a medição. Em outra aplicação, a extremidade fechada pode incluir uma membrana de chapa de metal moldada por inserção. O metal pode ser qualquer material metálico que possa ser retirado, fundido ou moldado em uma membrana fina, de modo que não afete substancialmente a medição. Em outras aplicações, a extremidade fechada pode ser parte integrante do recurso de contato. Por exemplo, o recurso de contato pode ser formado a partir de um material que pode ser moldado em uma estrutura tubular ou anelar com uma extremidade fechada de uma espessura desejada, tal como por gravação de um metal (por exemplo, aço inoxidável, alumínio, cobre ou outro metal apropriado).

[0068] Em outra aplicação exemplar, o invólucro tem um eixo longitudinal e a ferramenta de aplicação de energia tem um comprimento com uma configuração de repouso e uma configuração ativa, e o eixo longitudinal do dispositivo pode ser posicionado em qualquer ângulo com a direção horizontal. O ângulo pode ter, por exemplo, qualquer ângulo, preferivelmente, por exemplo, variando de zero graus a cerca de mais/menos quarenta e cinco graus, mais preferivelmente, por exemplo, variando de zero graus a cerca de mais/menos trinta graus. O invólucro pode ou não incluir uma parte de luva que se estende a partir dele e possui uma extremidade aberta em sua extremidade livre.

[0069] A ferramenta de aplicação de energia tem um comprimento com uma configuração de repouso e uma configuração ativa. O movimento pode ser um movimento axial ao longo do eixo longitudinal do invólucro ou um movimento oscilatório sobre o eixo longitudinal do invólucro, conforme discutido acima.

[0070] O recurso descartável pode incluir uma cobertura para envolver uma parte do sistema que pode entrar em contato e/ou proximidade com o objeto que está sendo submetido à medição sem interferir na sensibilidade, reprodutibilidade, se desejado, ou na operação geral do instrumento em qualquer grau substancial.

[0071] O recurso descartável pode ser aplicável a todos os outros tipos de ferramentas de aplicação de energia, conforme anteriormente observado.

[0072] A cobertura pode incluir uma parte que se estende desde e/ou envolve a extremidade aberta do invólucro, ou a parte de luva, se uma parte de luva se prolongar a partir do invólucro. Um recurso de contato com certo comprimento, e disposto na extremidade aberta do invólucro ou parte de luva, pode encaixar confortavelmente por fricção dentro do invólucro ou parte de luva, e pode estender-se para além da extremidade aberta do invólucro ou parte de luva, se houver. O recurso de contato inclui uma extremidade fechada para fechar a extremidade livre do invólucro ou parte de luva, se houver. A extremidade fechada do recurso de contato fica entre a ponta da ferramenta de aplicação de energia e o objeto, e uma parte da superfície da extremidade fechada do recurso de contato entra em contato com, pelo menos, uma parte da superfície do objeto sob medição. Nesta aplicação exemplar, a extremidade do invólucro ou da parte de luva pode não entrar em contato do objeto durante a medição. O recurso de contato é adaptado para se movimentar ou deslizar livremente dentro do invólucro ou parte de luva, se houver, ou pode ser ligeiramente restrito a uma distância de movimento predeterminada, e não se retrair completamente dentro do invólucro ou parte de luva. O recurso de contato pode incluir uma extremidade fechada para fechar substancialmente a extremidade livre do invólucro ou parte de luva, se houver. A estabilização do dispositivo contra um objeto sujeito a medição pode ser efetuada pelo contato de, pelo menos, uma parte da superfície externa da extremidade fechada do recurso de contato em, pelo menos, uma parte da superfície do objeto.

[0073] Para ferramentas de aplicação de energia não móveis, a parte deslizante pode ou não estar presente e o recurso de contato pode ser estacionário ou fixo, embora existam vantagens em ter uma parte de contato móvel ou, pelo menos, compatível, conforme observado abaixo.

[0074] Aqui, também, o recurso de contato é posicionado entre a ponta ou extremidade da ferramenta de aplicação de energia e a superfície do objeto que é medido, e ao se mover, se adaptar ou deslizar livremente, pode ajustar-se a várias configurações de superfície de um objeto em medição. Por exemplo, pelo menos, uma parte da extremidade fechada pode estar em contato com a superfície do objeto antes do impacto da ferramenta de aplicação de energia no recurso de contato. Durante o impacto da ferramenta de aplicação de energia na extremidade fechada do recurso de contato, pelo menos, uma parte da superfície externa ou de contato com o objeto da extremidade fechada permanece em contato próximo com a superfície do objeto. Assim, se pelo menos uma parte da superfície de contato com o objeto da extremidade fechada puder ser contornada para espelhar a superfície do objeto com o qual entra em contato, um melhor contato do objeto será feito e a energia transferida do impacto pela ferramenta de aplicação de energia poderá não ser substancialmente prejudicada. Em um aspecto, a extremidade fechada do recurso de contato pode incluir, pelo menos, uma parte, que pode ter uma parte substancialmente plana voltada para o objeto para espelhar substancialmente uma superfície plana de um objeto. Em outro aspecto, a extremidade fechada do recurso de contato pode incluir, pelo menos, uma parte que pode ser contornada para espelhar a superfície de um objeto com o qual entra em contato, caso a superfície do objeto seja contornada. Por exemplo, se a superfície do objeto que está sendo medido incluir uma depressão, o recurso de contato pode incluir uma extremidade fechada, tendo uma superfície côncava para espelhar substancialmente a depressão, de modo a se ajustar para manter o contato entre a extremidade fechada e o objeto durante o impacto. Em outro exemplo, se a superfície do objeto incluir um ressalto, o recurso de contato pode incluir uma extremidade fechada com uma superfície convexa para espelhar substancialmente o ressalto, de modo a manter contato do objeto durante a medição. Em outro aspecto, a extremidade fechada pode possuir alguma elasticidade ou pode ser deformável, de modo que o contato próximo com o objeto possa ser alcançado durante o impacto.

[0075] Por exemplo, durante uma medição, a extremidade fechada do recurso de contato pode se ajustar à configuração da superfície do objeto e permanecer em contato com a superfície do objeto. A ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, toca o objeto indiretamente através da extremidade fechada do recurso de contato repetidamente.

[0076] O recurso de contato pode ter qualquer forma, desde que se encaixe perfeitamente e, ainda, se mova ou deslize livremente por um comprimento predeterminado, se desejado, dentro do invólucro ou parte de luva, se houver, ou apenas seja adaptável, com uma extremidade fechada para fechar a extremidade livre do invólucro ou parte de luva, conforme discutido acima. O recurso de contato pode ter qualquer comprimento apropriado, como, por exemplo, uma seção tubular curta ou um anel, e é adaptado para mover-se ou deslizar livremente dentro da parte de luva, substancialmente ao longo do eixo longitudinal da parte de luva, e pode incluir uma extremidade fechada para fechar substancialmente a extremidade livre da parte de luva. O recurso de contato pode ser posicionado entre a ponta da ferramenta de aplicação de energia e a superfície do objeto que está sendo medido e, ao mover-se ou deslizar livremente, pode ajustar-se para acomodar várias configurações de superfície de um objeto em medição. A distância de movimento para o recurso de contato pode variar e, em alguns casos, pode ser de uma distância predeterminada. Em alguns exemplos, como para um recurso de contato em forma de anel, algumas paradas de movimento, como pequenos sulcos, paradas ou outros obstáculos, podem estar presentes dentro da parte de luva para restringir o movimento do recurso de contato dentro da parte de luva.

[0077] Seja o recurso de contato móvel ou não e as membranas grossas ou finas, isso não é relevante, desde que sejam escolhidos para surtir um efeito mínimo na operação da ferramenta de aplicação de energia. Em um aspecto, a membrana pode possuir alguma elasticidade ou deformabilidade para melhor contato entre a membrana e o objeto quando atingida pela ferramenta de aplicação de energia, conforme observado acima, podendo, ainda, ser capaz de transferir a força de impacto exercida pela ferramenta de aplicação de energia ao objeto. Em outro aspecto, a membrana pode ser feita de qualquer material que permita melhor transferência da força de impacto entre ela e o objeto. Pode ser construída de qualquer material que possa ser moldado ou fundido e pode incluir polímeros ou material polimérico preenchido. Conforme observado acima, nas aplicações em que características móveis ou deslizantes podem não ser necessárias, o recurso de contato pode ser conformável. Em algumas aplicações, ela pode ter uma parte dianteira ou extremidade fechada conformável.

[0078] Para um peso leve, ela também pode ser fina, mas com rigidez suficiente para facilitar a ação de deslizamento. Em algumas aplicações, ela pode ter uma parte dianteira ou extremidade fechada conformável.

[0079] O recurso de contato pode incluir uma membrana fina em sua extremidade fechada, de modo que não afete substancialmente a medição. A membrana pode ser anexada ou integralmente ligada ao restante do recurso de contato. A membrana pode ser escolhida para exercer um efeito mínimo no funcionamento da ferramenta de aplicação de energia. Em um aspecto, a membrana pode possuir alguma elasticidade ou deformabilidade para melhor contato entre a membrana e o objeto quando atingida pela ferramenta de aplicação de energia, conforme observado acima, mas ainda pode ser capaz de transferir a força de impacto exercida pela ferramenta de aplicação de energia ao objeto. Em outro aspecto, a membrana pode ser de qualquer material que permita uma melhor transferência da força de impacto entre ela e o objeto.

[0080] Em uma aplicação, a extremidade fechada pode incluir uma membrana polimérica fina, que pode ou não ser do mesmo material que o resto do recurso de contato, ou pode ser de um material tendo substancialmente as mesmas propriedades que o resto do recurso de contato. O polímero pode incluir qualquer polímero que seja capaz de ser moldado, fundido ou estirado em uma membrana fina, de modo que não afete substancialmente a medição. Em outra aplicação, a extremidade fechada pode incluir uma membrana de chapa de metal moldada por inserção. O metal pode ser qualquer material metálico que possa ser retirado, fundido ou moldado em uma membrana fina, de modo que não afete substancialmente a medição. A membrana também pode ser formada para se adaptar à forma da ferramenta de aplicação de energia, ou vice-versa, para a transferência ideal de força/energia. Em algumas aplicações, a membrana pode ser construída a partir de uma chapa ou folha de aço inoxidável e pode, por exemplo, ser gravada e/ou moldada. Em outras aplicações, a extremidade fechada pode ser parte integrante do recurso de contato. Por exemplo, o recurso de contato pode ser formado a partir de um material que pode ser moldado em uma estrutura tubular ou anelar com uma extremidade fechada de uma espessura desejada, tal como por gravação de um metal (por exemplo, aço inoxidável, alumínio, cobre ou outro metal apropriado).

[0081] Para estas aplicações exemplares, o sensor de força descrito acima, incluindo todos os aspectos de seus recursos, pode ou não estar presente para detectar e/ou monitorar que uma força adequada seja exercida pela parte de contato com o objeto da parte de luva ou da extremidade fechada do recurso de contato sobre o objeto, e/ou ativar o sistema para iniciar a medição quando uma força adequada for exercida.

[0082] Para um dispositivo de acordo com qualquer uma das aplicações exemplares aqui descritas, tendo um sensor de força para detectar ou monitorar uma força exercida pela superfície de contato com o objeto da parte de luva ou do recurso de contato, o sensor de força pode estar em proximidade física e/ou em contato com, pelo menos, uma parte do dispositivo que não seja a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a parte de luva ou, pelo menos, uma parte da parte de luva, se a extremidade aberta da parte de luva incluir uma parte de contato com o objeto ou, pelo menos,

uma parte do invólucro, se nenhuma parte de luva estiver presente, conforme exemplificado antes em relação a outras aplicações exemplares.

[0083] O sensor, por exemplo, um sensor de força, pode estar em proximidade física e/ou contato e/ou acoplado a, pelo menos, uma parte do dispositivo que não seja a ferramenta de aplicação de energia, podendo, por exemplo, estar em proximidade física e/ou contato e/ou acoplado com o invólucro e/ou a parte de luva, caso a extremidade aberta da parte de luva inclua uma parte de contato com o objeto, conforme observado acima. Em algumas aplicações, a ferramenta de aplicação de energia pode passar através do sensor de força. Em outras palavras, o sensor de força pode circundar a ferramenta de aplicação de energia. As várias aplicações do sensor, conforme descrito acima, também são aplicáveis aqui.

[0084] Embora o sensor não se encontre física ou mecanicamente acoplado à ferramenta de aplicação de energia, ele pode estar em comunicação eletrônica com a ferramenta de aplicação de energia e pode atuar como uma chave liga/desliga para o dispositivo ou instrumento, conforme observado acima. Por exemplo, quando uma força adequada for exercida sobre o objeto pela parte de contato com o objeto da luva, ela poderá acionar o mecanismo de ativação do dispositivo ou instrumento para ativação do movimento da ferramenta de aplicação de energia e início de uma medição. Assim, não são necessários interruptores externos ou botões de pressão para ativar o ligar e o desligar do sistema, conforme indicado acima. A indicação da força adequada pode ser indicada por sinais visíveis ou audíveis.

[0085] Em uma aplicação, o instrumento pode ser instantaneamente ligado uma vez que uma força de contato apropriada é exercida pela parte de contato com o objeto da luva sobre o objeto, conforme indicado por sinais visíveis ou audíveis. Em outra aplicação, pode haver um atraso antes de ligar o instrumento, uma vez que uma força de contato apropriada é exercida pela parte de contato com o objeto da luva sobre o objeto, conforme indicado por sinais visíveis ou audíveis. Eu outra aplicação, uma vez que certa força de pressão entre a parte de contato com o objeto da parte de luva e o objeto é detectada e mantida durante um período de tempo, por exemplo, cerca de 0,5 segundos, o instrumento pode ser ligado para iniciar a medição. Nesta aplicação, uma luz verde ilumina a ponta, e a percussão começará aproximadamente 0,5 segundos depois que uma força na faixa correta for mantida.

[0086] A força adequada exercida pelo operador no objeto, por exemplo, através da parte de luva, atua como um interruptor do sistema. Quando o sistema não estiver ligado, pode ser desejável saber se existe um mau funcionamento, se não há força suficiente ou se muita força está sendo exercida. Em uma aplicação, a medição de força pode ser conectada a uma saída visual, como luzes. As luzes podem ser montadas em qualquer local conveniente no dispositivo ou instrumento, por exemplo, um ou vários LED(s) pode(m) ser montado(s) na frente do dispositivo ou instrumento. Em um aspecto, um sistema de múltiplas luzes pode ser incluído. Por exemplo, dois LEDs podem ser usados. Quando a força estiver na faixa correta, a luz verde poderá estar acesa. Se muita força for detectada, os LEDs podem mudar para vermelho e o instrumento não funcionará, a menos que a força de pressão seja reduzida. Em algumas aplicações, se o usuário estiver empurrando com muita força o objeto, a luz pode mudar primeiro para âmbar e depois para vermelho. Se a força de pressão for suficiente para mudar a luz para vermelho, a percussão pode não ser iniciada ou ser interrompida se já tiver iniciado. Além disso, pode haver um estado de LED âmbar que avisa quando o usuário está se aproximando demais da força de pressão. Nesse estágio, o instrumento ainda pode operar quando os LEDs estão acesos em âmbar. Em outro aspecto, a falta de luzes poderá indicar pouca força, uma luz verde poderá indicar a quantidade certa de força, enquanto uma luz vermelha poderá indicar muita força. Ainda em outro aspecto, um sistema de luzes pode ser incluído. Por exemplo, a falta de luz poderá dar sinal de pouca força e uma luz vermelha poderá dar sinal de muita força. Em um aspecto adicional, uma luz vermelha piscando poderá indicar muita força e nenhuma luz poderá indicar pouca força.

[0087] Em outra aplicação, a medição de força pode ser conectada a uma saída audível. Em um aspecto, a saída audível pode incluir um sinal sonoro para indicar pouca força e um sinal sonoro múltiplo para indicar muita força. Em outro aspecto, a saída audível pode incluir um sinal sonoro para indicar pouca força e um sinal sonoro com uma luz vermelha piscando para indicar muita força. Em outro aspecto, a medição de força pode ser conectada a um sistema de alerta por voz para alertar muita força ou pouca força. Ainda em outro aspecto, a medição de força pode ser conectada a um sistema de alerta por voz para alertar muito pouca força e um alerta por voz com uma luz vermelha piscando para alertar muita força.

[0088] Quando o sensor de força atua como um interruptor liga/desliga, ele também pode atuar para monitorar que uma força adequada seja exercida pela parte de contato com o objeto da parte de luva durante a medição e/ou para que um alinhamento adequado da parte de contato com o objeto da parte de luva contra o objeto durante a medição seja obtido. Um inclinômetro pode estar presente, por exemplo, como parte de um sistema de controle eletrônico, que pode disparar um aviso sonoro quando o dispositivo estiver fora da faixa angular de operação, por exemplo, para uma haste de derivação, ele pode acionar o aviso quando estiver a aproximadamente mais/menos 45 graus, preferivelmente, por exemplo, acima de cerca de mais/menos 30 graus da horizontal. Se o dispositivo for orientado de modo que o eixo de operação seja maior do que cerca de mais/menos 45 graus, preferivelmente, por exemplo, maior do que cerca de mais/menos 30 graus em relação à horizontal quando uma força de pressão for detectada na parte de contato com o objeto da parte de luva, isso poderá resultar em um aviso sonoro sendo emitido por um alto-falante localizado no dispositivo, como a PCB dentro do dispositivo. Em tais circunstâncias, a ação de percussão não começará até que o dispositivo retorne a um ângulo aceitável. Em alguns casos, se a ação de percussão tiver começado quando a saída da faixa mencionada acima for detectada, o dispositivo pode não parar de fato a operação, mas pode soar um alarme para que correções possam ser feitas.

[0089] Esta invenção inclui, ainda, um conjunto descartável, tendo uma parte de luva adaptada para fixação ou acoplamento a uma parte dianteira do invólucro do dispositivo do sistema descrito acima, e um método não invasivo e/ou método não destrutivo de medição com um dispositivo capaz de operar ao ser mantido em ângulos variáveis da horizontal e modular o processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal durante a medição. A parte de luva pode incluir uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira e pode incluir um componente de acoplamento ou de montagem em direção à sua extremidade traseira para acoplamento ou fixação ao invólucro. Em uma aplicação, o componente de montagem ou acoplamento pode ser ajustado por fricção, formações em baioneta correspondentes, formações tipo lingueta e ranhura, encaixe por pressão, grampos, pinos de interencaixe e formações de orifícios, travas e outras estruturas de interconexão em uma parte do invólucro ou partes dentro do invólucro. Em outra aplicação, o componente de montagem ou acoplamento da luva e do invólucro pode ser um sistema de rosca feito sob medida para melhor ajuste ou compatibilidade de acoplamento.

[0090] O recurso descartável pode ser parte de um sistema para determinação de características estruturais de um objeto, conforme descrito em todas as aplicações exemplares acima ou abaixo. Um recurso descartável é adaptado para fixação a uma parte do dispositivo e pode incluir uma parte de luva que pode se projetar a partir da extremidade dianteira aberta do invólucro do dispositivo por uma distância. A parte de luva tendo um interior oco com uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira e uma parte de contato com objeto na extremidade dianteira adaptada para repouso, ou pressionada contra, pelo menos, uma parte do objeto com, pelo menos, uma parte da parte de contato com objeto do dispositivo; e um recurso de contato disposto dentro da parte de luva, adaptado para se mover ou deslizar livremente dentro da parte de luva ao longo do eixo longitudinal, o recurso de contato tendo um corpo com um comprimento e uma extremidade dianteira substancialmente fechada para fechar substancialmente a parte dianteira aberta da parte de luva, a fim de minimizar o contato direto entre a ferramenta de aplicação de energia e o objeto durante a medição.

[0091] Em outra aplicação, um recurso descartável adaptado para envolver uma parte do dispositivo pode incluir uma parte de luva, tendo um eixo longitudinal, e projetando-se a partir da referida extremidade dianteira aberta do invólucro por uma distância, e pode ter um interior oco com uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira e uma parte de contato com o objeto na extremidade dianteira adaptada para repouso, em contato ou pressionada contra, pelo menos, uma parte de um objeto com, pelo menos, uma parte da parte de contato com o objeto. Um recurso de contato pode ser disposto no interior da parte de luva, adaptada para se mover ou deslizar livremente dentro da parte de luva ao longo do eixo longitudinal da parte de luva para uma ferramenta de aplicação de energia em movimento, e o recurso de contato tendo um corpo com um comprimento e uma extremidade dianteira substancialmente fechada para fechar substancialmente a parte dianteira aberta da parte de luva, a fim de minimizar o contato direto entre a ferramenta de aplicação de energia e o objeto durante a medição.

[0092] Conforme mencionado acima, um recurso de contato que desliza livremente dentro da parte de luva pode ser disposto em direção à extremidade dianteira da parte de luva do conjunto descartável. Em uma aplicação, o recurso de contato pode ter qualquer forma, por exemplo, pode ter a forma de uma seção tubular curta e ter qualquer dimensão, desde que seja mais curto que o comprimento da parte de luva. Pode incluir uma extremidade aberta e uma extremidade fechada na direção da parte dianteira da parte de luva, de modo que feche substancialmente a extremidade dianteira da parte de luva. Ele pode ser leve, suficientemente fino, mas de rigidez suficiente para facilitar a ação de deslizamento. Em outra aplicação, o recurso de contato pode incluir uma membrana ligada a um anel. O anel pode deslizar livremente dentro da parte de luva e a membrana pode fechar substancialmente a abertura do invólucro ou a parte de luva, se houver. A distância de movimento para o recurso de contato móvel ou deslizante pode variar e, em alguns casos, pode ser uma distância predeterminada. Em alguns exemplos, como para um recurso de contato em forma de anel, paradas de movimento, como pequenos sulcos, paradas ou outros obstáculos, podem estar presentes dentro da parte de luva para restringir o movimento do recurso de contato dentro da parte de luva.

[0093] De acordo com uma aplicação, a parte de luva pode incluir uma parte de contato com o objeto na direção de sua extremidade dianteira para contato com a superfície de um objeto a ser medido. Na presente aplicação, a capacidade de deslizamento do recurso de contato pode não incluir quaisquer restrições quanto à distância e pode deslizar livremente dentro da parte de luva. Na presente aplicação, a parte de luva inclui uma parte de contato com o objeto em direção à sua extremidade dianteira para entrar em contato com a superfície de um objeto a ser medido.

[0094] De acordo com outra aplicação, a parte de luva pode não incluir uma parte de contato com o objeto para entrar em contato com uma superfície de um objeto durante a medição. Nesta aplicação, a distância de deslizamento para o recurso de contato pode ser predeterminada tal que a extremidade dianteira do recurso de contato possa se projetar mais do que a parte de luva. O recurso de contato pode ser o componente que fornece o contato durante a medição.

[0095] De acordo com uma aplicação adicional, a luva inclui uma parte de contato com o objeto disposta em direção à sua extremidade dianteira para contato com uma superfície de um objeto submetido à medição, e uma aba que se estende substancialmente paralela ao eixo longitudinal da parte de luva, de modo que quando a superfície de contato com o objeto da parte de luva está em contato com, pelo menos, uma parte de uma superfície do objeto submetido à medição, a aba possa repousar em uma parte ou superfície do objeto que seja diferente e seja substancialmente perpendicular à superfície do objeto em contato com a luva.

[0096] Ainda de acordo com outra aplicação, a parte de luva inclui uma aba que se estende substancialmente paralela ao eixo longitudinal da parte de luva, de modo que quando a superfície de contato com o objeto do recurso de contato estiver em contato com, pelo menos, uma parte de uma superfície do objeto a ser medido, a aba possa estar em repouso em uma parte ou superfície do objeto que é diferente e se encontra substancialmente perpendicular à superfície do objeto em contato com o recurso de contato.

[0097] Ainda de acordo com outra aplicação, a parte de luva pode incluir uma aba e um componente, por exemplo, um sulco, protuberância ou outro componente substancialmente ortogonal à superfície da aba no lado adaptado para estar voltado à superfície de um objeto. Por exemplo, para dentes, o componente pode se aninhar entre os dentes adjacentes ou outra superfície ortogonal e pode, assim, ajudar a evitar qualquer movimento lateral substancial da aba através da superfície do objeto e/ou auxiliar na repetibilidade. A aba pode ter comprimento ou largura suficiente, dependendo do comprimento ou da largura da parte superior do objeto, de modo que o sulco ou protuberância possa se localizar adequadamente durante a operação. Em casos raros em que a aba pode interferir com uma leitura estável, um conjunto descartável plano pode ser usado para reposicionar a parte de luva mais baixa no objeto a ser testado, como no caso de certos pivôs de transferência de implante usados para impressões dos dispositivos de fixação do implante.

[0098] Em algumas aplicações, a parte de luva pode incluir uma aba que se estende substancialmente paralela ao eixo longitudinal da parte de luva e inclui, pelo menos, uma formação (p.ex., uma ranhura, canal, entalhe, recorte, etc.), de forma que quando a superfície de contato com o objeto do recurso de contato está em contato com, pelo menos, uma parte de uma superfície do objeto submetido à medição, a aba possa estar apoiada em uma parte ou superfície do objeto e, pelo menos, parcialmente, estar em conformidade com uma protrusão, saliência ou outra parte de relevo da superfície do objeto usando, pelo menos, uma formação.

[0099] Em uma aplicação, além do conjunto descartável que possui um componente de montagem ou componente de acoplamento que pode ser ajustado por fricção, formações em baioneta correspondentes, formações tipo lingueta e ranhura, encaixe por pressão, grampos, pinos de interencaixe e formações de orifícios, travas e outras estruturas de interconexão em, pelo menos, uma parte do invólucro ou partes dentro do invólucro, recursos adicionais podem ser incluídos no dispositivo para que o mecanismo de ativação do dispositivo não seja acionado se o conjunto descartável anexado tiver sido usado antes.

[0100] Em outra aplicação, além do conjunto descartável que possui um componente de montagem ou componente de acoplamento que pode ser ajustado por fricção, formações em baioneta correspondentes, formações tipo lingueta e ranhura, encaixe por pressão, grampos, pinos de interencaixe e formações de orifícios, travas e outras estruturas de interconexão em, pelo menos, uma parte do invólucro ou partes dentro do invólucro, o componente de montagem pode incluir um componente que permita um número predeterminado de conexões feitas pelo conjunto descartável ao invólucro ou peças dentro do invólucro.

[0101] Esta invenção refere-se, ainda, a outro sistema e método para medição das características estruturais de maneira não destrutiva e não invasiva e pode incluir um dispositivo capaz de operar, enquanto mantido em ângulos variáveis a partir da horizontal, e à modulação do processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal durante a medição. O sistema pode incluir um mecanismo de acionamento que pode variar a distância de deslocamento da ferramenta de aplicação de energia, enquanto mantém uma velocidade inicial de impacto do objeto pela ferramenta de aplicação de energia. Por exemplo,

quando a ferramenta de aplicação de energia inclui uma ferramenta de derivação, a distância pode variar entre um intervalo de cerca de 2 mm a cerca de 4 mm. A diminuição da distância de deslocamento da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, de cerca de 4 mm para cerca de 2 mm, mantendo a mesma velocidade inicial no impacto ou contato, pode permitir uma medição mais rápida sem comprometer a operação do sistema. O sistema pode ou não incluir as várias aplicações exemplares descritas acima ou abaixo. Por exemplo, o sistema pode ou não ter partes e/ou recursos descartáveis para ajudar na capacidade de reposicionamento e/ou diminuição do impacto com os recursos mencionados acima ou abaixo.

[0102] Para essa invenção imediatamente acima mencionada e todas as outras aplicações do dispositivo aqui em cima descrito, o dispositivo, por exemplo, um instrumento de percussão, com ou sem qualquer recurso descartável, pode também incluir uma aba que se estende a partir da extremidade aberta do invólucro ou parte de luva para que a superfície de contato com o objeto da parte de luva ou do recurso de contato descrito acima fique em contato com, pelo menos, uma parte de uma superfície do objeto que esteja sendo submetido à medição, podendo a aba repousar em uma parte ou superfície do objeto que seja diferente e fique substancialmente perpendicular à superfície do objeto em contato com a luva ou recurso de contato, conforme acima mencionado. A aba, a luva ou o recurso de contato juntos auxiliam no posicionamento repetitivo do dispositivo em relação ao objeto. Além disso, a aba pode ser adaptada para ser posicionada repetida e substancialmente no mesmo local na superfície do objeto todas às vezes.

[0103] Para todas as aplicações aqui descritas,

o componente poderá ter qualquer forma e tamanho. Em um aspecto, por exemplo, se o objeto for um dente, o componente poderá ser curto e de espessura suficientemente pequena para que possa se encaixar entre os dentes adjacentes. Em outro aspecto, por exemplo, se o objeto for um dente, o componente poderá ser curto e moldado para se encaixar entre a parte superior dos dentes adjacentes. Em outro aspecto, por exemplo, se o objeto for um dente e o componente precisar repousar contra a superfície traseira, ele poderá ter uma dimensão que cubra uma parte maior da superfície traseira.

[0104] A aba e/ou aba e componente serve(m) não somente para auxiliar no posicionamento repetitivo do instrumento em um objeto, como um dente ou estrutura mecânica ou industrial, compósitos e similares, mas a aba e/ou aba e componente também serve(m) para impedir o objeto, como um dente ou estrutura mecânica ou industrial, compósitos e similares, conforme mencionado acima, de se mover em direções diferentes da direção paralela à aplicação de energia ou direção de derivação. Isso ajuda a minimizar quaisquer perturbações desnecessárias do objeto e/ou da fundação a que está ancorado e/ou complicações que possam surgir dessas outras perturbações durante o teste, contribuindo, assim, para a sensibilidade e/ou precisão da detecção. A aba ou a aba e/ou componente será(ão) aplicável(is) se a parte de luva tiver uma parte de contato com o objeto ou se o recurso de contato fornecer o contato ao objeto.

[0105] A extremidade da luva, não tendo a aba se projetando dela, pode ser plana ou substancialmente plana, e a parte da aba em contato com a parte superior do objeto pode também ser plana ou substancialmente plana. A aba pode se estender em uma direção substancialmente paralela a partir da extremidade da luva. Em um aspecto, a aba pode ser integral com a luva por uma distância antes de se projetar da extremidade da luva, mantendo substancialmente o contorno da seção transversal da luva após se projetar da luva. Em outro aspecto, a aba pode se projetar uniformemente a partir da parte superior ou inferior da luva, mas com um contorno da seção transversal substancialmente diferente do da luva após se projetar da luva. Em situações raras, a aba pode mesmo não se projetar para permitir a testagem em um posição inferior do objeto.

[0106] Em uma aplicação da invenção, a aba pode ter uma superfície de contato que espelha substancialmente o contorno da superfície de um objeto com o qual entra em contato durante o uso para auxiliar no posicionamento reprodutível do dispositivo diretamente sobre um objeto.

[0107] Em um aspecto, a parte protuberante da aba pode ter uma seção transversal retangular. Em outro aspecto, a parte protuberante da aba pode ter uma parte superior ligeiramente arqueada. Ainda em outro aspecto, a parte protuberante da aba pode ser de acordo com o contorno da superfície que entra em contato do objeto.

[0108] Em qualquer das aplicações, os cantos da aba são lisos, arredondados, substancialmente lisos ou substancialmente arredondados para evitar qualquer captura no objeto em que eles possam estar repousando.

[0109] Em geral, o presente dispositivo pode ser útil para fazer quaisquer medições em que a vibração seja gerada através da aplicação de energia, por exemplo, por colisão, tal como uma haste de derivação, em um objeto. As vantagens são que o dispositivo pode ser mantido em contato do objeto durante a ação de derivação, em contraste com os dispositivos tradicionais que não estão em contato.

[0110] A parte de luva e a aba, o recurso e/ou a luva e a aba e o recurso de contato podem ser feitos de qualquer material, desde que tenham amortecimento de vibração, amortecimento acústico ou propriedades de atenuação de vibração, e a luva pode ter um comprimento em que qualquer vibração viajando através da luva à peça manual possa ser substancialmente atenuada. Em uma aplicação, a luva e a extremidade do invólucro adjacente à luva podem ser feitas do mesmo material. Em outra aplicação, a luva e a extremidade do invólucro ao qual está ligada podem ser feitas de materiais com propriedades de atenuação de vibração semelhantes. Ainda em outra aplicação, a luva e a extremidade do invólucro à qual está ligada podem ser feitas de materiais diferentes. Em outra aplicação, a luva e a extremidade do invólucro à qual está ligada podem ser feitas de materiais com diferentes propriedades de atenuação da vibração. Ainda em outra aplicação, a luva pode ser feita de qualquer material com um revestimento atenuante de vibração em sua superfície ou superfícies. Ainda em outra aplicação, a luva, aba e/ou recurso podem ser feitos de materiais diferentes com propriedades de expansão térmica semelhantes.

[0111] Além disso, a parte de luva, o recurso de contato e aba e/ou a luva, a aba e o componente podem ser feitos de materiais recicláveis, compostáveis ou biodegradáveis que sejam especialmente úteis naquelas aplicações que serão descartadas depois de um uso.

[0112] A ferramenta de aplicação de energia é acionada por um mecanismo de acionamento durante a medição, conforme observado acima. O mecanismo de acionamento pode ser um mecanismo eletromagnético e pode incluir uma bobina eletromagnética. O mecanismo de acionamento pode incluir um imã permanente fixado na extremidade traseira da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, e a bobina eletromagnética pode se localizar axialmente atrás desse imã permanente. Em uma aplicação, juntamente com a parte traseira do invólucro, se o dispositivo for uma peça manual e quaisquer linhas de alimentação elétrica, a bobina magnética formará uma unidade estrutural que pode ser integralmente operacional e que poderá estar, por exemplo, conectada ao dispositivo restante através de uma conexão liberável adequada, por exemplo, uma conexão por parafuso ou uma conexão por plugue. Essa conexão liberável pode facilitar a limpeza, conserto e outros. Em outra aplicação, na parte traseira do invólucro, se o dispositivo for uma peça manual, e quaisquer linhas de alimentação eléctrica, a bobina eletromagnética formará uma unidade estrutural que pode ser integralmente operacional e que poderá ser conectada permanentemente ao dispositivo restante. A ferramenta de aplicação de energia, como a haste de derivação, é localizada na parte dianteira do invólucro e o mecanismo de montagem da haste de derivação pode incluir rolamentos sem atrito. Estes rolamentos podem incluir uma ou mais abertura(s) axial(is) para que as câmaras vizinhas formadas pelo invólucro e pela haste de derivação estejam em comunicação entre si para a troca de ar.

[0113] Em uma aplicação, a haste de derivação pode ter uma construção transversal substancialmente constante ao longo de todo o seu comprimento, com um conjunto magnético permanente montado na extremidade afastada da extremidade livre, conforme observado acima. A bobina eletromagnética do mecanismo de acionamento pode estar situada atrás da mesma extremidade da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, como o conjunto magnético permanente, resultando em um diâmetro externo relativamente pequeno para o invólucro. Nesta aplicação, o diâmetro externo do invólucro pode ser substancialmente definido pelo diâmetro da bobina eletromagnética, a seção transversal da ferramenta de aplicação de energia, tal como a haste de derivação, o mecanismo de montagem da haste de derivação no alojamento e a espessura das paredes do invólucro. No entanto, o comprimento da ferramenta pode ser projetado de modo que a bobina eletromagnética (que representa a maior massa do conjunto) possa ser posicionada para equilibrar o dispositivo, por exemplo, a peça manual, na mão do operador, contrabalançando as baterias, se presente, a parte traseira do dispositivo.

[0114] O próprio dispositivo pode ser conectado a uma fonte de alimentação externa ou ser alimentado por uma fonte elétrica incluída dentro do invólucro, como, por exemplo, uma bateria, um capacitor, um transdutor, uma célula solar, uma fonte externa e/ou qualquer outra fonte apropriada.

[0115] Em uma aplicação, a comunicação entre o mecanismo de acionamento ou partes do mecanismo de acionamento, por exemplo, a parte da placa de controle eletrônico e a ferramenta de aplicação de energia, como a haste de derivação, pode se dar através de um condutor ou linha de fio condutor eletricamente isolado que possa ser enrolado(a) em espiral de forma concêntrica em torno da haste de derivação e tenha propriedades elásticas de mola. Isso também pode permitir um requisito de espaço mínimo em relação ao gerenciamento de linha. O filamento de fios enrolados concentricamente ao redor da haste conecta o sensor piezoelétrico aos aparelhos eletrônicos de controle. Um dos propósitos de enrolar o fio de forma concêntrica é minimizar a tensão no fio devido ao movimento repetido para frente e para trás da haste. Em algumas aplicações, uma mola helicoidal, que pode ser formada pelo fio enrolado em espiral, pode ajudar a evitar ou impedir o enrolamento ou a torção da conexão do fio.

[0116] Em outra aplicação, a comunicação entre o mecanismo de acionamento e a ferramenta de aplicação de energia pode ser transmitida sem fio através de quaisquer conexões sem fio adequadas. Em um exemplo, a ferramenta de aplicação de energia, como a haste de derivação, pode ser impulsionada para frente, energizando a bobina eletromagnética e criando um campo magnético que repele o ímã na extremidade da haste de derivação. A haste é retraída pela inversão da polaridade da tensão aplicada à bobina eletromagnética. O ímã também pode servir para manter a haste em sua posição retraída quando a bobina eletromagnética não for energizada, através de sua atração magnética para o núcleo de aço da bobina.

[0117] Uma mola helicoidal, se presente, pode ser composta de fios trançados com dois fios individuais torcidos ou de uma linha coaxial. Em sua condição carregada, a mola pode ser comprimida em tal grau que a força de seu pré-esforço corresponde à força de atrito e se opõe a essa força de atrito durante o movimento para frente da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, a partir da posição retraída até a posição estendida, ou de uma posição substancialmente paralela ao eixo longitudinal do invólucro até uma posição que crie um ângulo agudo com o eixo em uma articulação. O trajeto pré-esforçado da mola pode, portanto, ser muito maior do que o curso da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, de modo que a potência da mola permaneça substancialmente constante ao longo de todo o curso da haste de derivação. Qualquer força de atrito indesejável dos rolamentos do mecanismo de montagem da haste de derivação durante o movimento de avanço também pode ser substancialmente compensada por esta mola.

[0118] Em uma aplicação, o invólucro pode ser afunilado na direção da extremidade, circundado pela parte de luva, de modo que o dispositivo possa ter uma dimensão substancialmente uniforme quando a luva estiver fixa. Em outra aplicação, o invólucro pode ter uma dimensão substancialmente uniforme e a luva pode expandir a dimensão da extremidade que envolve até certo ponto. Em outra aplicação, a própria luva pode ter um afunilamento inverso na direção da sua extremidade livre para aumentar a área plana de contato com o objeto.

[0119] Em geral, o presente dispositivo pode ser útil para fazer quaisquer medições em que a vibração seja gerada através da aplicação de energia, por exemplo, uma colisão, como uma haste de derivação, em um objeto. Por exemplo, um perfil de resposta percussão versus tempo pode ser gerado. O sistema de avaliação pode incluir um analisador de dados configurado para avaliar a forma do perfil de resposta percussão versus tempo. O perfil de resposta percussão versus tempo pode incluir um perfil de aceleração,

tempo-energia, tempo-estresse ou tempo-força, conforme observado acima. Por exemplo, a avaliação pode incluir a contagem do número máximo de energia refletida no objeto após a aplicação de energia.

[0120] Em geral, as características estruturais, conforme aqui definidas, podem incluir capacidades de amortecimento de vibração; capacidades de amortecimento acústico; defeitos, incluindo defeitos inerentes, por exemplo, ao osso ou material que constitui o objeto; rachaduras, microrrachaduras, fraturas e microfraturas; perda de vedação do cimento; falha do cimento; falha de ligação; microvazamentos; lesões; deterioração; integridade estrutural em geral ou estabilidade estrutural em geral. Para um objeto anatômico, como uma estrutura dentária, um dente natural, um dente natural que possui uma fratura causada por desgaste ou trauma, um dente natural que formou, ao menos parcialmente, um abscesso, ou um dente natural que passou por um procedimento de aumento ósseo, uma estrutura de implante de dente protético, uma estrutura dentária, uma estrutura ortopédica ou um implante ortopédico, tais características podem indicar a integridade do objeto, ou as condições da base subjacente à qual o objeto pode estar ancorado ou acoplado. As condições do objeto e/ou a base subjacente também podem estar correlacionadas às densidades ou densidades ósseas ou um nível de osteointegração; quaisquer defeitos, inerentes ou outros; ou rachaduras, fraturas, microfraturas, microrrachaduras; perda de vedação do cimento; falha do cimento; falha de ligação; microvazamento; lesão; ou desgaste. Para objetos em geral, por exemplo, estruturas poliméricas compostas, incluindo alvéolos ou estruturas alveolares em camadas, ou estruturas de composto metálico; uma estrutura de aeronave, um automóvel, um navio, uma ponte, uma construção, estruturas industriais incluindo, mas não limitadas a, instalações de geração de energia, estruturas em arco, ou outras estruturas físicas semelhantes; estas medições também podem ser correlacionadas a qualquer integridade estrutural, ou estabilidade estrutural, como defeitos ou rachaduras, até fraturas capilares ou microrrachaduras, entre outras.

[0121] Adicionalmente, as mudanças na estrutura do dente ou qualquer fundação onde uma estrutura mecânica é anexada ou ancorada que reduzem sua habilidade de dissipar a energia mecânica associada à força de impacto, reduzindo, desta forma, a estabilidade estrutural geral, por exemplo, do dente podem ser detectadas pela avaliação dos dados de retorno de energia, quando comparados a uma amostra ideal não danificada. Além disso, conforme observado acima, Esta invenção também contribui para a precisão do local de detecção dos defeitos, rachaduras, microrrachaduras, fraturas, microfratura, vazamento, lesões, perda de vedação do cimento; microvazamento; deterioração; integridade estrutural em falha do cimento; falha de ligação; estabilidade geral ou estrutural de modo geral.

[0122] Conforme observado acima, o dispositivo pode ser conectado a uma fonte de alimentação externa ou alimentado por uma fonte elétrica colocada dentro do invólucro do dispositivo. Se alimentada por uma fonte elétrica dentro do invólucro do dispositivo, a fonte elétrica pode ou não ser recarregável. Se for recarregável, uma estação de recarga base deve ser utilizada. A estação base pode ser uma estação independente separada ou ser parte do sistema desta invenção. Para uma estação de recarga independente, qualquer estação existente pode ser aplicável. O mecanismo de recarga pode ser com ou sem fio. Para esta estação base, apenas corrente elétrica é fornecida na maioria das situações para recarga do dispositivo. Para uma estação base que possa ser parte do sistema, pode-se fornecer mais do que corrente elétrica para recarregar o dispositivo.

[0123] Esta invenção também se refere a uma estação base que pode ser parte do sistema desta invenção e pode ser conectada ao computador, por exemplo, um computador pessoal (PC) através de um cabo USB. Esta conexão pode fornecer transferência de dados entre o computador e a estação base, além de corrente elétrica para carregar o dispositivo durante o processo de carga quando o dispositivo estiver posicionado sobre a base. Desta forma, a estação base também pode servir para agir como um transceptor sem fio para o computador na comunicação com o transceptor sem fio no dispositivo.

[0124] Pode ser desejável que cada dispositivo inclua sua própria estação base de recarga. Isto pode evitar a possibilidade de que um dispositivo se comunique com uma estação base incompatível em um ambiente com múltiplos dispositivos. Isto pode ser importante em qualquer configuração de teste, por exemplo, um consultório odontológico.

[0125] Durante a preparação do sistema antes de realizar a medição de um objeto, o dispositivo é encaixado na base de recarga para parear o referido dispositivo com a referida estação base como parte do protocolo de uso, por exemplo, antes de iniciar uma sessão de teste de paciente em um consultório odontológico. O protocolo de uso pode ser controlado pelo software.

[0126] Para aplicações onde o dispositivo pode ser equipado com um recurso ou conjunto descartável descrito anteriormente, a parte descartável é geralmente removida do dispositivo antes de colocar o dispositivo na base de recarga. Em outras aplicações, a parte descartável pode ser fisicamente acomodada na interface entre o dispositivo e a base.

[0127] Esta invenção também se refere a um conjunto ou recurso não reutilizável e descartável em uma configuração de assistência médica. Conforme observado acima, o conjunto ou recurso descartável serve para auxiliar na eliminação ou minimização da contaminação do objeto submetido à medição através da transferência a partir do sistema, ou contaminação cruzada de objetos anteriores submetidos a medições, sem a necessidade de realização de um processo de descontaminação antes de passar a um objeto de teste diferente. A fim de garantir que estes recursos ou conjuntos usados antes não sejam reutilizados, os recursos ou conjuntos descartáveis podem ser programados para uso único. Em uma aplicação, um chip de computador pode ser usado. O chip pode ser colocado em um PCB localizado no conjunto ou recurso descartável, por exemplo, na parte traseira do conjunto descartável, pode servir para garantir que não pode ser reutilizado após o uso, de modo que nenhum material indesejado seja transferido de um paciente para outro. Quando um recurso ou conjunto descartável é acoplado ao dispositivo, o chip no recurso ou conjunto é interrogado pelo dispositivo com um sistema de desafio e resposta, para garantir autenticidade.

Após a autenticação, este é permanentemente marcado como “usado”. Se um conjunto ou recurso usado é colocado no dispositivo novamente, seja este o mesmo dispositivo ou um diferente, o sistema de desafio e resposta falhará, e o dispositivo não será capaz de funcionar conforme planejado. Em outra aplicação, uma função de tempo limite pode também ser usada para evitar a reutilização do conjunto ou recurso descartável após um certo período de tempo associado. Em outra aplicação, o chip, assim como a função de tempo limite, pode ser usado para maior garantia. Em mais uma aplicação, o mecanismo de ligação do conjunto ou recurso descartável pode incluir uma peça que, após ser retirada do dispositivo, é partida ou deformada, a fim de garantir que não seja mais acoplável a um dispositivo.

[0128] Para facilitar ainda mais o uso do sistema, pode-se fornecer melhor iluminação do objeto a ser medido, tais como tubos de luz ou outra fonte de iluminação que possa ser usada para permitir melhor iluminação do objeto e aumentar a visualização por parte do usuário. Em algumas aplicações, os tubos de luz podem ser usados para auxiliar no acoplamento entre os componentes, como entre a peça manual e o recurso descartável.

[0129] O recurso descartável, embora assim nomeado, pode ser de uso único ou também pode ser reutilizável, se desejado. Assim, o recurso pode ser autoclavável ou esterilizável usando calor ou produtos químicos. Em uma aplicação descartável ou reutilizável, podem ser fornecidas várias conexões removíveis. Por exemplo, o recurso descartável pode ser conectado através de qualquer forma apropriada de conexão, como, por exemplo, qualquer acessório roscado, encaixe por fricção, formações de baioneta de acoplamento, formações de lingueta e ranhura, encaixe rápido, clipes, formações de pinos e orifícios, travas e outras estruturas de interconexão.

[0130] O sistema pode ser aplicável para testar vários objetos, tanto anatômicos quanto mecânicos, conforme observado anteriormente. Para um objeto anatômico, como um dente, uma estrutura de implante dentário protético natural ou restaurado, uma estrutura dentária ou implante ortopédico, a medição ou teste geralmente é realizada enquanto o objeto está estacionário, a menos que a estrutura do dente ou o próprio dente esteja frouxa e um leve movimento possa estar presente. Para um objeto mecânico, o que pode incluir, entre outros, estruturas poliméricas compostas, incluindo alvéolos ou estruturas alveolares em camadas, ou estruturas de composto metálico; uma estrutura de aeronave, um automóvel, um navio, uma ponte, um túnel, um trem, um prédio, estruturas industriais, incluindo, entre outras, instalações de geração de energia, estruturas em arco, ou outras estruturas físicas semelhantes, os testes também podem ser realizados em um objeto fixo ou móvel enquanto se move. Assim, objetos mecânicos também podem ser submetidos a testes quando estiverem parados ou em movimento, o que pode fornecer informações específicas sobre o objeto em condições reais de trabalho. Para objetos em movimento, como um trem, o teste pode ser realizado em muitos pontos diferentes. Isso pode ser realizado usando uma ferramenta de aplicação de energia sobre uma pluralidade de pontos no objeto, a fim de obter uma condição média do objeto em geral, ou ser realizado no mesmo local, usando muitas ferramentas ou dispositivos separados para obter um resultado médio no mesmo local. Para realização de medições no mesmo local usando muitas ferramentas de aplicação de energia, os dispositivos ou ferramentas podem ser posicionados, por exemplo, em sucessão ao longo do caminho do objeto em movimento ao longo da distância, por exemplo, uma matriz de haste de derivação impactando o objeto, e ao colocar o espaçamento entre as ferramentas ou dispositivos será possível combinar a velocidade do objeto em movimento, por exemplo, um trem, ao espaçamento da aplicação de energia no mesmo local do objeto para obter um valor médio para o local. Neste exemplo, as medições podem ser realizadas sob condições operacionais reais. Em uma aplicação, a matriz de dispositivos pode ser uma matriz de linhas, matrizes verticais ou horizontais ou uma matriz de curvas. Em outro aspecto, a matriz pode ser disposta em uma matriz bidimensional, planar ou curvilínea.

[0131] Nas aplicações em que o objeto é grande, a medição em diferentes locais do objeto, por exemplo, as que impactam em uma pluralidade de partes do objeto, pode permitir uma melhor avaliação das propriedades estruturais que são melhores representações do objeto.

[0132] Esta invenção também oferece a capacidade adicional de operar em ângulos variáveis da horizontal ou vertical e modular o processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal ou vertical durante a medição. Isso pode ajudar ainda mais a gerar uma imagem mais completa do estado real do objeto submetido à medição. Por exemplo, conforme observado acima, enquanto os métodos convencionais de teste de um objeto podem ser mais facilmente obstruídos por um grande defeito na superfície,

pois isso pode mascarar outros defeitos abaixo da superfície ou outros pontos na superfície ou perto dela, a capacidade desta invenção de operar em qualquer ângulo poderá aliviar tais dificuldades, por exemplo, o perigo de obstrução devido a um grande defeito que afete um defeito menor ao operar em determinado ângulo poderá ser minimizado ao se operar em outros ângulos.

[0133] Além disso, conforme observado acima, o recurso descartável também pode estar presente em qualquer ferramenta de aplicação de energia com contato ou sem contato, pois as ferramentas podem, ainda, estarem presentes dentro da cavidade oral do paciente em uma aplicação odontológica ou em situações onde haja contaminação ou contaminação cruzada, a fim de minimizar a contaminação.

[0134] Em geral, a ferramenta de aplicação de energia pode ter qualquer forma ou formato e ser de qualquer tipo para aplicação de diferentes tipos de energia. Por exemplo, para testes em um ambiente odontológico, a forma ou a formato da ferramenta pode ter uma dimensão menor que a de uma parte de avião. O tipo de energia aplicada também pode variar, por exemplo, pode ser uma energia mecânica, uma energia eletromagnética, ultrassom ou energia acústica, conforme observado acima. Em qualquer tipo de fonte de energia, é desejada a minimização da quantidade de energia necessária para produção de um bom resultado, uma vez que uma energia mais alta pode potencialmente danificar o objeto e, portanto, não é tão desejável.

[0135] Esta invenção pode incluir, ainda, em algumas aplicações, formas variáveis da parte de contato ou da ponta da ferramenta de aplicação de energia configuradas para melhor se adequarem à superfície do objeto a ser medido, caso haja contato físico ou não durante o impacto. Por exemplo, a superfície de toque ou impacto da ferramenta pode ter diferentes formas, por exemplo, pode ser plana, curvada ou modelada como a superfície a ser medida.

[0136] Em uma aplicação, esta invenção pode incluir um conjunto de uma pluralidade de ferramentas de aplicação de energia, tendo tamanhos e formas variados para entrar em contato com a parte ou superfície da ferramenta de aplicação de energia adequada para medir uma área maior de um objeto com topografia variável.

[0137] Em outra aplicação, esta invenção pode fornecer um conjunto com uma ferramenta de aplicação de energia e uma pluralidade de partes de impacto intercambiáveis para a ferramenta de aplicação de energia, tendo tamanhos e formas de partes de contato variáveis para melhor se adequar à amostra de cada tipo de objeto.

[0138] Em outra aplicação, esta invenção pode incluir um dispositivo com uma matriz ou arranjo de ferramentas de aplicação de energia. Em um aspecto, a matriz de ferramentas pode ser disposta em uma linha, vertical ou horizontal. Em outro aspecto, a matriz também pode ser curvada. Em ainda outro aspecto, a matriz pode ser uma matriz bidimensional, planar ou curvada.

[0139] O dispositivo e/ou uma parte do dispositivo também pode ter um revestimento antimicrobiano revestido, capaz de eliminar, impedir, retardar ou minimizar o crescimento de micróbios, minimizando, assim, o uso de um processo de autoclave a alta temperatura ou produtos químicos agressivos, podendo aumentar o tipo e o número de materiais úteis como substratos para a fabricação de tais ferramentas ou instrumentos.

[0140] Esta invenção inclui, ainda, um sistema para medição das características estruturais de um objeto, caracterizado por ter um dispositivo com um invólucro, tendo um interior oco, um eixo longitudinal e uma parte dianteira aberta; uma ferramenta de aplicação de energia montada dentro do referido invólucro para aplicar energia ao referido objeto, a referida ferramenta de aplicação de energia tendo uma posição de repouso e ativa, e aplicando energia através da referida parte dianteira aberta do invólucro para impactar o referido objeto em medição; um mecanismo de acionamento suportado dentro do referido invólucro e acoplado à referida ferramenta de aplicação de energia, o referido mecanismo de acionamento adaptado para aplicar repetidamente energia para impactar o objeto com substancialmente a mesma quantidade de força, quer o eixo longitudinal do dispositivo esteja em uma posição substancialmente horizontal ou criando um ângulo de até menos que +/- 45 graus com a posição horizontal, o referido mecanismo de acionamento compreendendo um sistema de detecção ou medição; e um computador acoplado ao dispositivo para controlar a ferramenta de aplicação de energia e para analisar quaisquer dados coletados pelo dispositivo. O sistema pode medir, por um intervalo de tempo, uma resposta de percussão para uma resposta de percussão versus perfil de tempo. Em uma aplicação, a resposta de percussão inclui o deslocamento da ferramenta de aplicação de energia. Em outra aplicação, a resposta de percussão inclui a energia refletida no objeto como resultado da aplicação de energia.

[0141] As aplicações do sistema usado para gerar perfis podem incluir todas as aplicações descritas acima. A análise dos perfis gerados revela que o perfil de um dente normal é diferente daquele de um dente danificado e os diferentes perfis de dentes danificados também representam diferentes tipos de defeitos, diferentes localizações de defeitos, número de locais de defeitos e combinações respectivas.

[0142] Esta invenção refere-se, ainda, a um sistema e método para medição das características estruturais de um objeto de maneira não invasiva e/ou não destrutiva. Os resultados do teste podem ser de diferentes objetos que podem estar relacionados ou não relacionados. Surpreendentemente, os resultados do teste podem ser usados não apenas para prever resultados de objetos relacionados apenas aos objetos que estão sendo testados, mas, quando analisados e compilados, os resultados acumulados das medições podem gerar um modelo que pode ser usado para prever rapidamente, com um teste simples, o tipo de problemas presentes em um objeto não relacionado que não é discernível visualmente ou a partir de radiografias. O modelo pode ser usado para auxiliar na determinação de medidas corretivas adequadas para monitorar e/ou restaurar o objeto para emitir substancialmente um estágio livre.

[0143] Esta invenção, em conjunto com as prerrogativas acima e outras vantagens, pode ser entendida em sua totalidade a partir da descrição detalhada dos aspectos, aplicações e exemplos da invenção, e conforme ilustrado nos desenhos. A descrição a seguir, embora indique vários aspectos, aplicações e exemplos da invenção, além de diversos detalhes específicos, é dada de forma ilustrativa e não limitante. Muitas substituições, modificações, adições ou rearranjos podem ser feitos dentro do escopo da invenção, e a invenção inclui todas as referidas substituições, modificações, adições ou rearranjos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0144] A figura 1 ilustra um diagrama de bloco de um dispositivo em aplicações desta invenção;

[0145] As figuras 1a e 1b ilustram visualizações em perspectiva de uma peça manual com partes de luva em aplicações desta invenção;

[0146] A figura 1c ilustra a extremidade de uma peça manual sem uma parte de luva;

[0147] A figura 1d ilustra uma visualização expandida de uma peça manual com uma parte de luva;

[0148] A figura 1e ilustra uma visualização expandida de uma parte de uma peça manual que mostra partes do mecanismo de acionamento, um sensor de força e um fio de detecção piezoelétrico sem uma parte de luva exibida;

[0149] A figura 1f ilustra um diagrama de bloco de um dispositivo com uma parte de luva substancialmente perpendicular e uma ferramenta de aplicação de energia articulada;

[0150] A figura 1g ilustra uma configuração alternativa para recursos de iluminação;

[0151] As Figs. 1h e 1i ilustram o movimento de uma ferramenta de aplicação de energia pivotante;

[0152] As Figs. 1j e 1k ilustram o movimento de uma ferramenta de aplicação de energia com tradução vertical;

[0153] As Figs. 1l, 1m e 1n ilustram exemplos de matrizes de ferramentas de aplicação de energia;

[0154] A figura 2 ilustra uma parte de luva com uma aba;

[0155] A figura 2a ilustra uma parte de luva com um recurso de segurança e um recurso de acoplamento;

[0156] A figura 2b ilustra uma visualização transversal em perspectiva que percorre um eixo longo de uma parte de luva com um recurso de contato;

[0157] A figura 2c ilustra uma parte de luva sem uma aba;

[0158] As figuras 2d e 2e ilustram partes de contato de uma parte de luva com partes móveis e deformáveis;

[0159] A figura 2f ilustra uma parte de luva com uma aba e superfície de contato aumentada;

[0160] A figura 2g ilustra uma parte de luva com um recurso de segurança, recursos de iluminação e um recurso de acoplamento;

[0161] A figura 2h ilustra uma visualização transversal em perspectiva que percorre um eixo longo de uma parte de luva com um recurso de contato e interfaces de iluminação;

[0162] A figura 2i ilustra uma visualização em perspectiva de uma parte de luva com uma aba, tendo uma formação adaptável;

[0163] A figura 3 ilustra o contato de uma parte de luva com objetos com superfície irregular com uma parte convexa;

[0164] A figura 3a ilustra o contato de uma parte de luva com objetos com superfície irregular com uma parte côncava;

[0165] As figuras 4, 4a e 4b ilustram a transferência da força de contato de um objeto para um sensor de força;

[0166] As figuras 5 e 5a ilustram uma unidade de base para uma peça manual;

[0167] A figura 6 ilustra um sensor de força com camadas; e

[0168] A figura 7 mostra um fluxograma de operação de uma peça manual para posicionar e realizar uma medição de um objeto.

[0169] As figuras 8, 8a e 8b ilustram o dispositivo desta invenção com uma parte de luva, tendo uma aba orientada na horizontal, uma inclinação positiva e uma inclinação negativa na medição de um objeto, respectivamente;

[0170] As figuras 8c, 8d e 8e ilustram adaptadores para o dispositivo para orientações na horizontal, uma inclinação positiva e uma inclinação negativa na medição de um objeto, respectivamente;

[0171] As figuras 8f, 8g e 8h ilustram o dispositivo desta invenção sem uma aba na parte de luva orientada na horizontal, uma inclinação positiva e uma inclinação negativa na medição de um objeto, respectivamente;

[0172] A Figura 9 ilustra o uso de uma variedade de ferramentas de aplicação de energia para medição de um objeto em movimento;

[0173] A figura 10 mostra a resposta energética de um objeto normal e um objeto danificado;

[0174] A figura 10a mostra a resposta energética de um material composto bem ligado e fracamente ligado;

[0175] A figura 11 ilustra uma visualização expandida de uma peça manual com uma parte de luva e componentes de transferência de força rigidamente conectados;

[0176] A figura 11a ilustra um diagrama de blocos de uma peça manual com uma parte de luva e componentes de transferência de força rigidamente conectados;

[0177] A figura 11b ilustra uma visualização transversal em perspectiva parcial de uma peça manual com componentes de transferência de força rigidamente conectados;

[0178] A figura 11c ilustra uma visualização em perspectiva parcial das partes internas da peça manual com componentes de transferência de força rigidamente conectados com uma parte do invólucro removida; e

[0179] A figura 11d mostra os componentes que estão rigidamente conectados juntos na peça manual das Figs. de 11 a 11c.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0180] A descrição detalhada apresentada abaixo destina-se a descrever os sistemas, dispositivos e métodos atualmente exemplificados, fornecidos de acordo com os aspectos desta invenção, e não busca representar as formas únicas em que esta invenção pode ser preparada ou utilizada. Em vez disso, deve-se entender que funções e componentes semelhantes ou equivalentes podem ser alcançados por diferentes aplicações que também são abrangidas pelo espírito e escopo desta invenção.

[0181] Salvo disposição em contrário, todos os termos técnicos e científicos aqui utilizados possuem os mesmos significados que os comumente entendidos por alguém com habilidade comum na técnica à qual pertence a invenção. Embora outros métodos, dispositivos e materiais similares ou equivalentes aos aqui descritos possam ser usados na prática ou em testes desta invenção, métodos, dispositivos e materiais exemplares serão agora descritos.

[0182] Todas as publicações aqui mencionadas são incorporadas a este documento como referência para fins de descrição e divulgação, por exemplo, dos modelos e metodologias descritos nas publicações que podem ser usados em conexão com a invenção ora descrita. As publicações listadas ou discutidas acima, abaixo e por todo o texto são fornecidas unicamente por sua divulgação antes da data de depósito desta invenção. Nenhum elemento deste documento deve ser interpretado como uma admissão de que os inventores não são autorizados a antedatar esta divulgação em virtude de invenção prévia.

[0183] Esta invenção refere-se a um sistema e método para medição das características estruturais de um objeto de maneira não invasiva e/ou usando um método de medição não destrutivo. O objeto pode ser submetido a um processo de aplicação de energia e o sistema é adaptado para fornecer uma medição quantitativa e objetiva das características estruturais do objeto após o processo de aplicação de energia. O sistema e o método desta invenção são capazes de operar em ângulos variáveis da horizontal e modular o processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal durante a medição, de modo a aumentar a flexibilidade da operação, por exemplo, para adaptar-se para alcançar objetos, gerar medições mais reproduzíveis e também poder detectar melhor as anormalidades que possam estar presentes em um objeto. O sistema e o método podem incluir um dispositivo, por exemplo, um instrumento de percussão, tendo, pelo menos, uma parte capaz de ser reproduzível colocada em contato com o objeto submetido a essa medição para medições mais reprodutíveis, incluindo um objeto presente, por exemplo, em um espaço restrito e/ou em locais de difícil acesso.

Conforme mencionado acima, o sistema e o método desta invenção é um método não destrutivo.

Isto se aplica a um sistema que pode ou não ter peças e/ou recursos descartáveis para auxiliar no reposicionamento.

Conforme observado acima, o dispositivo pode ser parte de um sistema que inclui hardware computadorizado e software de instrumentação que pode ser programado para ativar, fornecer e acompanhar a ação e resposta do dispositivo para determinar as características estruturais do objeto.

O hardware pode incluir um computador para controlar o dispositivo e para analisar dados coletados, por exemplo, a desaceleração da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, mediante impacto com um objeto.

Em geral, o dispositivo e o hardware podem se comunicar através de conexão(ões) com fio, conexão(ões) sem fio e/ou uma combinação destas.

Mediante ativação, a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, se prolonga a uma velocidade na direção de um objeto e a desaceleração da haste de derivação no momento do impacto com o objeto pode ser medida por um dispositivo de medição, por exemplo, um sensor de força piezoelétrico, instalado no dispositivo, e transmitido para o restante do sistema para análise.

Em um aspecto, a haste de derivação pode ser programada para atingir um objeto repetidamente, por exemplo, um determinado número de vezes por segundo ou minuto, substancialmente na mesma velocidade, e as informações de desaceleração são registradas ou compiladas para análise pelo sistema.

Em algumas aplicações, o objeto pode ser atingido 4 vezes por segundo.

[0184] Em geral, o objeto pode ser submetido a processos de aplicação de energia fornecidos através de um dispositivo, por exemplo, uma peça manual, que é parte de um sistema computadorizado capaz de coletar e analisar quaisquer dados oriundos do objeto.

Conforme observado acima, diversas características estruturais diferentes podem ser determinadas usando o sistema e os métodos desta invenção, incluindo propriedades de amortecimento de vibração, propriedades de amortecimento acústico, integridade estrutural ou estabilidade estrutural de objetos mecânicos e anatômicos, e quaisquer bases às quais estes podem estar ancorados, conforme observado acima.

Para um objeto anatômico, como um dente, natural ou restaurado, estrutura de implante odontológico protético, estrutura dental, ou implante ortopédico, exemplos das características estruturais conforme definidas neste documento podem incluir propriedades de amortecimento de vibração, propriedades de amortecimento acústico, ou estabilidades estruturais, e podem indicar as condições de integridade do objeto.

A integridade do objeto também pode ser correlacionada às densidades ósseas ou a um nível de osteointegração; integridade estrutural, como defeitos ou rachaduras, observado acima.

Para objetos em geral, estas medições também podem ser correlacionadas com sua integridade estrutural, tais como defeitos ou rachaduras, como também observado acima.

Para uma estrutura física, como um avião, automóvel, navio, ponte, construção ou outras estruturas físicas semelhantes ou material de amortecimento adequado para auxiliar na construção destas estruturas, exemplos de características estruturais, conforme definidas neste documento, podem incluir propriedades de amortecimento de vibração, propriedades de amortecimento acústico, ou estabilidades estruturais, e podem indicar as condições da integridade estrutural do objeto.

[0185] Esta invenção fornece uma medição eficiente e repetível das características estruturais de um objeto, mencionadas acima e/ou abaixo.

[0186] O instrumento desta invenção pode ser usado para estes fins, e pode ser útil para prever a adequação de um material antes da construção em adição a, por exemplo, um objeto anatômico, para detecção de perda de vedação de cimento; falha de cimento; falha de ligação; microvazamento; deterioração, entre outros, após a construção, conforme mencionado acima. Além disso, Esta invenção é útil para distinguir entre defeitos inerentes no material que compõe a estrutura ou objeto e rachaduras ou fraturas, conforme mencionado acima, causadas por trauma, desgaste ou cargas repetidas. Defeitos inerentes ao osso ou à construção material de um implante, ou estrutura física, por exemplo, podem incluir lesões no osso, defeitos semelhantes na construção do implante ou polímero, compostos ou ligas poliméricas, qualquer tipo de cerâmica, ou compostos ou ligas metálicas. Por exemplo, na medição das características de amortecimento dos dentes, sejam eles naturais ou restaurados, estruturas de implante dentário, estruturas de implante ortopédico, e uma variedade de outras aplicações onde a medição das características de amortecimento é utilizada, incluindo, entre outros, ensaios com estruturas de aeronaves, estruturas compostas, materiais de engenharia, ou segurança de implantes médicos, e é particularmente vantajosa em locais onde tenha havido dificuldade de acesso ou onde acoplamentos líquidos não puderam ser usados. Também pode-se medir integridade estrutural, como a folga de um parafuso, rachaduras nos dentes e nos ossos e no oco dos ossos, restaurações descoladas, e danos em materiais de circuito integrado. No entanto, a lista acima não tem a intenção de ser exaustiva.

[0187] Em um aspecto da invenção, o sistema pode incluir um instrumento que aloja uma ferramenta de aplicação de energia para geração de uma força aplicada sobre um objeto, como através de impacto físico, percussão ou impacto repetido de toques, e um mecanismo de detecção para detectar as características da força resultante aplicada, como, por exemplo, a desaceleração da ferramenta de aplicação de energia no momento do impacto, o retorno de energia propagada a partir do impacto, deformação física da ferramenta de aplicação de energia e/ou outras características apropriadas ou combinações respectivas.

[0188] Em aplicações exemplares, o instrumento pode incluir uma peça manual 100, tendo um invólucro 102 que abriga a ferramenta de aplicação de energia e o mecanismo de detecção, conforme ilustrado nos diagramas de bloco das figuras 1 e 11a e nas visualizações expandidas das figuras 1d e 11. Em geral, uma peça manual pode se referir a um dispositivo manual, mas também pode incluir, sem limitação, qualquer outra forma apropriada da aplicação desejada, como dispositivos montados ou dispositivos ferramental/mecânica/roboticamente articulados. A peça manual 100 também pode ser referida como, por exemplo, um dispositivo ou instrumento de forma intercambiável neste documento. Em algumas aplicações, a ferramenta de aplicação de energia 110, conforme ilustrada, pode ser montada dentro do alojamento 102 para movimento axial na direção A de um objeto, e este movimento axial pode ser realizado através de um mecanismo de acionamento 140. O mecanismo de acionamento 140 pode, geralmente, ser um motor ou atuador linear, como um mecanismo eletromagnético que pode afetar a posição axial da ferramenta de aplicação de energia 110, como através da produção de um campo magnético que interage com, pelo menos, uma parte da ferramenta de aplicação de energia 110 para controlar sua posição, velocidade e/ou aceleração através da interação magnética.

Por exemplo, uma bobina eletromagnética posicionada, pelo menos parcialmente, nas proximidades da aplicação da energia 110 pode ser energizada para impulsionar a ferramenta de aplicação de energia 110 para frente na direção do objeto a ser medido, conforme ilustrado com a bobina eletromagnética 140, que pode ser mantida em posição por um revestimento 140b, conforme ilustrado na visualização expandida da figura 1e.

A bobina eletromagnética também pode, por exemplo, ser energizada de forma alternativa para impulsionar a ferramenta de aplicação de energia 110 para trás para preparar para um impacto subsequente.

Outros elementos, tais como elementos magnéticos de rebote, também podem ser incluídos para auxiliar no reposicionamento da ferramenta de aplicação de energia 110 após a propulsão através da bobina eletromagnética.

Um mecanismo de detecção, como o mecanismo de detecção 111, pode, então, ser usado para medição de forças ou energia da ferramenta de aplicação de energia 110, e geralmente separa as forças externas, como forças de contato da peça manual 100 contra um objeto, que geralmente podem ser detectadas, por exemplo, por um sensor separado, como um sensor de força 143, conforme discutido em mais detalhes abaixo. O mecanismo de acionamento 140 e/ou outras partes do instrumento podem, geralmente, ser impulsionados por uma fonte elétrica, conforme exibido na fonte de alimentação 146, que pode ser uma bateria, um capacitor, uma célula solar, um transdutor, uma conexão com uma fonte de alimentação externa e/ou qualquer combinação apropriada. Uma conexão externa a uma fonte de alimentação para alimentar a peça manual 100 ou para carregar a fonte de alimentação interna, como a fonte de alimentação 146, pode ser fornecida, por exemplo, como uma interface de energia 147 na figura 1, que pode incluir, por exemplo, um contato de energia 113a na figura 1c e 1d para carga condutiva direta, ou a interface de energia 147 pode utilizar carregamento sem fio, como carregamento indutivo.

[0189] Em algumas outras aplicações, a ferramenta de aplicação de energia 110 pode ser utilizada para se deslocar substancialmente em uma direção A que pode ser perpendicular ou substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal do invólucro 102, conforme ilustrado no diagrama de bloco de uma peça manual 100 na figura 1f. Conforme ilustrada, a ferramenta de aplicação de energia 110 pode, por exemplo, ter formato substancialmente em L para acomodar a interação com o mecanismo de acionamento 140 e se projetar na direção A, substancialmente perpendicular ao eixo do invólucro 102. Conforme ilustrado em um exemplo, o mecanismo de acionamento 140 pode atuar sobre a ferramenta de aplicação de energia 110 para causar sua oscilação sobre uma articulação 110a, acarretando seu movimento na direção A na ponta. O mecanismo de acionamento 140 pode utilizar, por exemplo, um elemento magnético alternante, que pode atuar sobre a ferramenta de aplicação de energia 110 para causar seu movimento alternado em duas direções, tais como para cima e para baixo. Em outro exemplo, a parte de curvatura da ferramenta de aplicação de energia 110 em formato de L, conforme mostrada com a curvatura 110b, pode incluir uma construção flexionável e/ou deformável de modo que uma força linear aplicada pelo mecanismo 140 pode empurrar a ferramenta de aplicação de energia 110 na direção A na ponta ao transportar o movimento dianteiro ao redor da curvatura 110b. Por exemplo, a curvatura 110b pode incluir uma seção trançada, segmentada, em forma de mola e/ou flexionável de outra forma, que também pode transmitir movimento e/ou força ao redor de uma curvatura. Em geral, o formato da ferramenta de aplicação de energia em forma de L 110 pode geralmente incluir outros ângulos além de 90 graus, como entre aproximadamente +/- 45 graus a partir da parte traseira 110d. Em algumas aplicações, a ferramenta de aplicação de energia 110 também pode incluir várias partes que podem ser separáveis, como as partes 110c e 110d, de modo que, por exemplo, a parte 110c possa ser removida e disposta entre usos ou pacientes, de forma a ajudar na prevenção de contaminação cruzada. Em geral, as partes separáveis podem incluir uma interface para acoplá-las para uso em uma medição, de forma que elas atuem substancialmente como uma ferramenta de aplicação de energia unitária 110, conforme descrito abaixo.

[0190] Em algumas aplicações, a ferramenta de aplicação de energia em forma de L 110 pode oscilar em um pivô 110a, como, por exemplo, com uma força externa aplicada a partir de um mecanismo de acionamento 140, conforme mostrado nas Figs. 1h e 1i. Por exemplo, o mecanismo de acionamento 140 pode aplicar forças alternadas à ferramenta de aplicação de energia 110 para fazer com que ela oscile ao redor do pivô 110a, tal como com uma força aplicada D a partir da parte 140d, aplicada à parte traseira 110d para causar oscilação na direção A’, longe de um objeto alvo, conforme mostrado na Fig. 1h, ou com uma força aplicada E a partir da parte 140c, aplicada à parte traseira 110d para causar oscilação na direção A” em direção ao objeto alvo, de modo que a ferramenta de aplicação de energia 110 seja acionada na direção A, conforme mostrado na FIG. 1i. As forças D e E podem ser aplicadas por qualquer método apropriado, como, por exemplo, ao aplicar uma força magnética na ferramenta de aplicação de energia 110, a qual pode conter um elemento magnético ou metálico que pode responder à aplicação da força de acionamento mecanismo 140. Em geral, a forma e o arco dos movimentos de oscilação A’ e A” podem ser projetados de modo que a ferramenta de aplicação de energia 110 atinja o objeto alvo em uma direção substancialmente perpendicular à superfície do objeto alvo, conforme mostrado com a oscilação A” em uma orientação substancialmente vertical da parte dobrada 110c em torno da dobra 110b na Fig. 1i. Para redefinir o dispositivo 100 para uma medição subsequente, a parte 140d pode aplicar uma força de retorno D, conforme mostrado na Fig. 1h, para fazer com que a oscilação A’ retorne a ferramenta de aplicação de energia 110 a um estado de retirada ou repouso. Em geral, o interior do dispositivo 100 pode ser adaptado para permitir os movimentos de oscilação A’ e A” sem interferir com a ferramenta de aplicação de energia 110.

[0191] Em algumas aplicações, a ferramenta de aplicação de energia em forma de L 110 pode ser transladada com uma força externa aplicada a partir de um mecanismo de acionamento 140, conforme mostrado nas Figs. 1k e 1l. Por exemplo, o mecanismo de acionamento 140 pode aplicar forças alternadas à ferramenta de aplicação de energia 110 para fazer com que ela se translade entre um estado de retirada ou repouso, tal como com uma força aplicada E a partir da parte 140c aplicada à parte traseira 110d para puxar a ferramenta de aplicação de energia 110 para longe de um objeto alvo, conforme mostrado na Fig. 1l, ou com uma força aplicada D a partir da parte 140d aplicada à parte traseira 110d para fazer com que ela translade em direção ao objeto alvo, de modo que a ferramenta de aplicação de energia 110 seja acionada na direção A, conforme mostrado na Fig. 1k. As forças D e E podem ser aplicadas por qualquer método apropriado, como, por exemplo, aplicação de uma força magnética na ferramenta de aplicação de energia 110, podendo conter um elemento magnético ou metálico que possa responder à aplicação de força do mecanismo de acionamento 140. Em geral, a ferramenta de aplicação de energia 110 pode ser guiada ou restringida de modo que se mova substancialmente apenas na direção desejada, como com pinos guia, trilhos, canais ou qualquer outro recurso apropriado. Para redefinir o dispositivo 100 para uma medição subsequente, a parte 140c pode aplicar uma força de retorno E, conforme mostrado na Fig. 1l, para retornar a ferramenta de aplicação de energia 110 para um estado de retirada ou repouso.

[0192] Em algumas aplicações exemplares, a ferramenta de aplicação de energia 110 pode incluir, geralmente, uma haste de derivação ou haste de impacto, conforme ilustrado nas figuras 1, 1d, 1e e 11, com a ferramenta de aplicação de energia linear em forma de haste

110. Em geral, partes da ferramenta de aplicação de energia 110 podem ser projetadas para fornecimento da quantidade desejada de energia, como através do impacto, ao objeto e/ou para transporte de energia de retorno para medição. A ferramenta de aplicação de energia 110 pode, ainda ser projetada para interagir com o mecanismo de acionamento 140, tais como incluir partes ou componentes metálicos, magnéticos (p.ex.: ferromagnéticos), condutivos e/ou outras peças ou componentes desejáveis, como os que podem ser manipulados por campos e forças magnéticas. A ferramenta de aplicação de energia 110 também pode ser projetada, por exemplo, para diminuir a massa ou densidade geral, para facilitar a propulsão pelo mecanismo de acionamento 140 e/ou para controlar a força do impacto no objeto.

[0193] Para auxiliar no movimento da ferramenta de aplicação de energia 110, como uma haste de derivação ou impacto, um suporte ou mancal pode ser utilizado para que a ferramenta de aplicação de energia 110 possa deslizar livremente para dentro, mas ainda permanecendo impossibilitada de se deslocar para fora do eixo, conforme mostrado com o retentor deslizante 112b nas figuras 1d, 1e e

11.

[0194] Geralmente, a força de impacto feita pela ferramenta de aplicação de energia 110 no objeto submetido a medição pode variar dependendo da massa da ferramenta de aplicação de energia 110, da distância percorrida em contato com o objeto a partir de uma posição inicial e do ângulo de inclinação do dispositivo 100 ou da ferramenta de aplicação de energia 110 em relação à horizontal.

[0195] Em alguns exemplos, para uma dada massa da ferramenta de aplicação de energia 110 e outros fatores serem iguais, a força de impacto poderá ser maior com uma inclinação negativa a partir da horizontal, conforme ilustrado com o dispositivo 100 nas Figs. 8b e 8h (com uma aba 124 e sem uma aba 124 na parte de luva 120, respectivamente), do que a força de impacto na posição horizontal, conforme mostrado no dispositivo 100 nas Figs. 8 e 8f (com uma aba 124 e sem uma aba 124 na parte de luva 120, respectivamente), pois a gravidade pode contribuir para a força no impacto. O aumento da contribuição da força da gravidade pode geralmente aumentar com o grau de inclinação negativo até que o dispositivo 100 atinja uma orientação vertical com a ferramenta de aplicação de energia 110 apontando para baixo. Em outros exemplos, a força de impacto pode ser menor com uma inclinação positiva do dispositivo 100, conforme mostrado nas Figs. 8a e 8g (com uma aba 124 e sem uma aba 124 na parte de luva 120, respectivamente), pois a gravidade no ângulo positivo trabalha contra, em vez de contribuir com a força de impacto.

[0196] Geralmente, uma força equivalente entre 1 a 15 newtons pode ser usada na aplicação de energia a um objeto com a ferramenta de aplicação de energia 110. Uma vez que a extremidade baixa da força de impacto pode não ser ótima, o dispositivo 100 pode geralmente ser colocado em contato com o objeto submetido à medição em uma posição substancialmente horizontal para obter melhores resultados, por exemplo, ao calibrar o sistema para a quantidade ideal de esforço de força sobre o objeto. Isso pode ser bastante restritivo na capacidade de posicionamento do dispositivo

100. Por exemplo, alguns objetos submetidos a medição podem estar em locais difíceis de alcançar, como partes da boca humana, e pode ser necessário dobrar o dispositivo 100. Portanto, em alguns casos, uma força equivalente mais alta pode ser usada, por exemplo, de 10 a 50 newtons, para que se possa operar um dispositivo 100 e incorporar alguma flexibilidade no posicionamento do dispositivo 100 em um objeto. Mesmo nesta faixa de força de impacto mais alta, a extremidade inferior, isto é, quando o dispositivo 100 é colocado em uma inclinação em um ângulo positivo em relação a horizontal, conforme mostrado nas Figs. 8a e 8g, pode ser menor que a força de impacto necessária para gerar uma medição ideal, enquanto que na extremidade superior a força pode ser muito maior do que o desejado em alguns casos, como na posição ilustrada nas Figs. 8b e 8h. No entanto, essa capacidade contida de uma força maior, apenas no caso de haver necessidade de posicionamento do dispositivo 100 em um ângulo em relação à horizontal, pode ser indesejável quando usada em algumas situações, por exemplo, um ambiente odontológico. Por exemplo, uma faixa de força de impacto equivalente entre cerca de 20 a 45 newtons pode precisar ser usada, por exemplo, em um ambiente odontológico, como dentes humanos ou outros objetos, conforme ilustrado nas Figs. 8, 8a, 8b, 8f, 8g e 8h com o dente 90, para obter melhores resultados com alguma flexibilidade de posicionamento, e essa força pode ser bastante desconfortável para o paciente.

[0197] Em aplicações exemplares desta invenção, o sistema pode ser usado para exercer substancialmente a mesma força de impacto no objeto em vários ângulos a partir da horizontal, como se o dispositivo 100 estivesse operando horizontalmente. Assim, se o dispositivo 100 estiver operando entre cerca de mais/menos 45 graus, por exemplo, ainda, mais/menos 30 graus, o dispositivo 100 poderá gerar aproximadamente a mesma quantidade de força de impacto equivalente, por exemplo, cerca de 20 a 30 newtons.

[0198] Em algumas aplicações, o dispositivo 100 pode empregar um conjunto de adaptadores ou recursos diferentes para definir um ângulo específico entre a ferramenta de aplicação de energia 110 e o objeto 90, como, por exemplo, permitir ângulos altamente reproduzíveis e/ou consistentes para medições, como criar conjuntos de dados médios. As Figs. 8c, 8d e 8e ilustram diferentes aplicações de uma parte de luva 120 com recursos angulares para alterar o ângulo de entrega de energia da ferramenta de aplicação de energia 110, tal como aproximadamente perpendicular ao objeto 90, visto na Fig. 8c, um ângulo positivo (p.ex., 45 graus ou menos) em relação ao objeto 90, como na Fig. 8d, ou um ângulo negativo (p.ex., -45 graus ou mais) em relação ao objeto 90, como na Fig. 8e. O conjunto de adaptadores ou recursos como as partes da luva 120 pode ser alternado ao medir um objeto 90, por exemplo, para executar medições em ângulos diferentes, a fim de criar um conjunto de dados mais completo ou um conjunto de dados com maior variação nos locais de medição.

[0199] Um inclinômetro pode estar presente, por exemplo, sobre ou dentro do dispositivo 100, como em conexão com a ferramenta de aplicação de energia 110, podendo acionar um aviso sonoro quando o dispositivo 100 for mantido contra o objeto e estiver fora da faixa angular de operação, por exemplo, para uma haste de derivação, podendo também disparar o aviso quando estiver cerca de mais/menos 45 graus ou mais, por exemplo, ainda, mais/menos cerca de 30 graus ou mais da horizontal, ponto este onde o ângulo pode afetar substancialmente o resultado da medição do objeto.

[0200] Em uma aplicação, se o dispositivo 100 estiver orientado de modo que o eixo de operação seja superior a cerca de 45 graus, por exemplo, superior a cerca de 30 graus a partir da posição horizontal, e caso o dispositivo 100 seja ativado quando uma força de contato for detectada na parte de contato do objeto da parte de luva no objeto, isso possa resultar em um som de aviso emitido por um alto-falante localizado no dispositivo 100, como a placa de circuito impresso (PCB) 108 dentro do dispositivo 100, conforme mostrado nas Figs. 1d e 11. Em outra aplicação, o sinal de aviso pode ser dado por um sinal de luz, que pode ser uma luz intermitente ou uma luz de determinada cor, que pode ser emitida a partir de uma fonte de luz, como a(s) fonte(s) de luz(es) 114a ou através da parte de luva 120 com uma luz transportada através de tubos de luz 114, conforme ilustrado na Fig. 4. Em tais circunstâncias, a ação de percussão, caso o dispositivo 100 seja um instrumento de percussão, não começará até que o dispositivo 100 retorne a um ângulo aceitável. Em alguns casos, se a ação de percussão for iniciada quando a saída do intervalo acima mencionado for detectada, o dispositivo 100 pode não parar de funcionar, mas pode simplesmente soar um alarme para que as correções possam ser feitas.

[0201] Em algumas aplicações, o inclinômetro pode incluir um acelerômetro, como um dispositivo de 3 eixos que mede a gravidade nos três eixos, os eixos X, Y e Z, um dispositivo de dois eixos ou um dispositivo de um eixo. Em uma aplicação da invenção, o dispositivo 100, como uma peça manual, pode incluir um software para medição do valor da força gravitacional (força G) do eixo Y (isto é, vertical) a partir da entrada fornecida pelo inclinômetro. Por exemplo, se a força G para o eixo Y for maior que aproximadamente o limiar de, digamos, mais/menos 15 graus, a peça manual poderá emitir um ruído audível, como bipes, ou um sinal luminoso, como uma luz intermitente ou uma luz de certa cor. Se a força G para o eixo Y for maior que o limite de 30 graus, a peça manual poderá emitir um bipe mais rápido ou, caso seja um sinal luminoso, como uma luz intermitente, pode emitir uma luz intermitente mais rápida. O acelerômetro pode ser amostrado a cada, digamos, 100ms. Podem ser necessárias cinco leituras válidas consecutivas (500ms) para acionar um limite e, portanto, o bipe ou o flash, etc. Os limites para ambos os limites de 15 e 30 graus podem ser determinados empiricamente.

[0202] Por exemplo, para um dispositivo 100 sem os recursos desta invenção, durante a operação, caso a força de impacto seja de cerca de 26 newtons a mais 15 graus da horizontal, a força de impacto será de cerca de 32 newtons na posição horizontal, e a menos 15 graus da horizontal, a força de impacto será de cerca de 35 newtons. Com esta invenção, todas as forças de impacto em todos os ângulos mencionados acima podem estar em cerca de 25 newtons ou qualquer força de impacto ideal programada para ser exercida. Isso pode ser conseguido, por exemplo, ao variar a aplicação de energia do mecanismo de acionamento 140 na ferramenta de aplicação de energia 110 para acomodar o ângulo de impacto. Exemplos de variações para a aplicação de energia do mecanismo de acionamento 140, como uma bobina eletromagnética, conforme ilustrado na Fig. 4, podem incluir uma variação da potência aplicada à bobina (p.ex., da tensão, corrente ou ambas), tempos de acionamento da bobina (do período de tempo em que a bobina é energizada ou ativada), tempos de atraso da bobina (o tempo entre as atividades de condução), número de bobinas energizações (ou seja, número de pulsos de acionamento aplicados), polaridade da bobina e/ou uma combinação respectiva.

Essa potência variável, tempos de acionamento, polaridade e tempos de atraso podem ser gerenciados através da variação das configurações do firmware para potência, tempo de acionamento, número de acionamentos, polaridade e atraso de acionamento da energização da bobina para os resultados desejados.

Em geral, variar a energia fornecida à bobina pode alterar a força do campo magnético que gera, com um campo mais alto geralmente transmitindo mais energia à ferramenta de aplicação de energia 110 e um campo mais baixo geralmente transmitindo menos.

A variação do tempo de acionamento da bobina pode geralmente afetar a ferramenta de aplicação de energia 110, com maior duração transmitindo mais energia total e menor duração transmitindo menos.

A variação dos tempos de atraso da bobina geralmente pode alterar a taxa de aceleração da ferramenta de aplicação de energia 110. A variação do número de energizações da bobina (acionamento) pode causar efeito ao aumentar a quantidade total de energia aplicada com acionamentos mais altos e ao diminuir com quantidade total de energia aplicada com acionamentos mais baixos.

A mudança de polaridade geralmente aplica movimento à ferramenta de aplicação de energia 110 em direções opostas e, portanto, um inversor de polaridade oposto pode desacelerar a ferramenta de aplicação de energia 110. Sem estar vinculado a qualquer teoria em particular, diversas variações podem ser empregadas para alcançar o resultado desejado e o firmware pode ser projetado para selecionar uma solução específica ou para selecionar uma solução ideal para determinadas instâncias.

[0203] Em algumas aplicações, o firmware pode ser adaptado para variar apenas determinadas configurações do mecanismo de acionamento, como, por exemplo, tempos de acionamento, número de acionamentos, polaridade atraso de acionamento, mantendo outras configurações constantes, como, por exemplo, potência. Isso pode ser desejável, pois algumas configurações podem ser mais difíceis de ajustar, como configurações de energia que podem ser relativamente não ajustáveis devido a uma fonte de energia específica, como uma bateria, que geralmente só produz energia em um determinado nível e requer componentes mais extensos ou circuitos para tornar ajustável.

[0204] Em outras aplicações, a ferramenta de aplicação de energia 110 pode incluir outras formas de aplicação de energia, como, por exemplo, aplicação de energia eletromagnética, aplicação de energia sonora ou acústica e/ou qualquer outra forma apropriada de aplicação de energia que possa gerar um sinal de retorno mensurável. Por exemplo, a energia acústica ou sonora pode ser aplicada, tal como através de um transdutor de som (p.ex., um transdutor de ultrassom, alto-falante ou outro elemento acústico). Em algumas aplicações, a ferramenta de aplicação de energia 110 também pode servir como aplicação de energia e como detecção do sinal de retorno, como em transdutores ultrassônicos.

[0205] Em algumas aplicações, uma peça manual ou dispositivo 100 pode empregar uma pluralidade de ferramenta de aplicação de energia 110, como em uma matriz. As Figs. 1l,

1m e 1n ilustram exemplos de matrizes 170 de ferramentas de aplicação de energia 110, como em uma matriz reta na Fig. 1l, uma matriz curvada ou em arco na Fig. 1m e uma matriz de superfície em conformidade na Fig. 1n. Matrizes de ferramentas de aplicação de energia 110 podem ser usadas para interrogar uma área ou volume maior para medição ou podem ser usadas para interrogar uma área a partir de vários locais ou ângulos. Em algumas aplicações, matrizes também podem ser usadas de maneiras controladas temporalmente para realizar medições de matriz em fases. Por exemplo, matrizes de ferramentas de aplicação de energia 110 podem ser acionadas em momentos diferentes para criar efeitos em fases, como por meio de padrões de interferência construtivos com ondas ultrassônicas para direcionar energia em um local específico sem mover as ferramentas de aplicação de energia 110. Nas aplicações em que o objeto for grande, a medição em diferentes locais do objeto, por exemplo, impactando em uma pluralidade de partes do objeto, pode permitir uma melhor avaliação das propriedades estruturais que sejam melhores representações do objeto.

[0206] Em aplicações exemplares, a peça manual 100 pode, ainda, abrigar um mecanismo de detecção 111 para detectar características dos efeitos do impacto da ferramenta de aplicação de energia 110 no objeto. Em geral, o mecanismo de detecção 111 pode ser fisicamente acoplado, funcionalmente acoplado ou, de outra forma, estar em contato com a ferramenta de aplicação de energia 110, de modo que possa detectar as características do impacto. Em algumas aplicações, o mecanismo de detecção 111 pode incluir um elemento de detecção piezoelétrico que geralmente pode produzir um sinal elétrico ou mudar em resposta à energia mecânica, como uma mudança de pressão no elemento de detecção piezoelétrico, podendo este ser utilizado para análise do objeto.

Um fio piezoelétrico pode, por exemplo, ser carregado na ferramenta de aplicação de energia 110, conforme exibido com o mecanismo de detecção 111 inserido na figura 1e.

O mecanismo de detecção 111 também pode incluir outras formas de elementos de detecção, como, por exemplo, um transformador diferencial variável linear, que pode detectar a posição da ferramenta de aplicação de energia 110 por mudanças na tensão do transformador devido ao posicionamento da ferramenta de aplicação de energia 110, que pode ser de metal ou afetar, de outra forma, a indução do transformador, acelerômetros, sensores de pressão resistiva, medidores de tensão, e/ou outro tipo adequado de sensor ou combinação de sensores.

Em geral, a posição do mecanismo de detecção 111 ou partes deste pode ser determinada para detecção ideal da característica desejada.

Por exemplo, um elemento de detecção piezoelétrico pode, geralmente, ser colocado o mais próximo possível do ponto de impacto, como próximo da ponta que faz impacto com o objeto, de modo que uma quantidade maior de deformação física da ferramenta de aplicação de energia 110 possa ser detectada.

O mecanismo de detecção 111 pode ser adaptado para medir a desaceleração da ferramenta de aplicação de energia 110 no momento do impacto com um objeto durante a operação, ou qualquer vibração causada pelo impacto.

O mecanismo de detecção 111 pode detectar mudanças nas propriedades do objeto e pode quantificar de forma objetiva suas características internas.

Os dados transmitidos pelo mecanismo de detecção 111 podem ser processados por um programa de sistema, a ser discutido abaixo.

O mecanismo de detecção 111 pode ser disposto em ou localizar-se próximo a qualquer parte apropriada da ferramenta de aplicação de energia 110, tal como próximo à extremidade em contato com o objeto, conforme mostrado nas Figs. 1, 1f e de 1h a 1k. O mecanismo de detecção 111 também pode estar localizado mais atrás, como próximo ou logo após a dobra 110b da ferramenta de aplicação de energia 110, onde a parte dobrada 110c transita para a parte traseira 110d nas ferramentas de aplicação de energia em forma de L 110, como nas Figs. 1f e de 1h a 1k. O mecanismo de detecção 111 também pode geralmente ser um sensor separado do sensor de força 143 das Figs. 1, 1d, 1e, 1f, 1h, 1i, 1j, 1k, 4a, 4b, 11, 11a, 11b e 11c, que podem ser usados para detectar a força de contato da peça manual 100 contra um objeto, em vez de detectar forças sobre a ferramenta de aplicação de energia 110. Um sensor de força 143 pode incluir qualquer sensor apropriado para medição da força exercida a partir do contato da peça manual 100 contra um objeto pelo usuário, como, por exemplo, um sensor piezoelétrico, um resistor sensível à força (p.ex., um FSR de modo Shunt), um extensômetro ou vários extensômetros (p.ex., montados em um ou mais suporte(es) que flexiona(m) em resposta à força aplicada), sensores de posição linear (p.ex., sensores ópticos de posição, campo magnético ou outros que possam detectar uma alteração na posição de um componente ao pressionar contra uma mola ou outro elemento em que a mudança de posição linear corresponda à força aplicada) e/ou qualquer outro tipo apropriado de sensor de força.

[0207] Em algumas aplicações, a comunicação entre o mecanismo de acionamento 140 ou partes do mecanismo de acionamento, por exemplo, a ferramenta de aplicação de energia 110, o mecanismo de detecção 111 ou o conjunto de componentes eletrônicos 144 pode ser realizada através de um fio condutor ou linha de fio isolado e eletricamente condutivo, que pode ser enrolado de forma espiralada e concêntrica ao redor da haste de derivação, tendo propriedades elásticas de mola. Isto também pode permitir um requisito mínimo de espaço em relação à gestão de linha. Por exemplo, um cordão de fios enrolados de forma concêntrica ao redor da ferramenta de aplicação de energia 110 pode ser utilizado para transportar sinais de e/ou para o mecanismo de detecção 111. Um propósito do enrolamento concêntrico do fio é minimizar a tensão no fio causada pelo movimento oscilante repetido da ferramenta de aplicação de energia 110. Em algumas aplicações, uma mola helicoidal, que pode ser formada pelo fio enrolado de forma espiralada, pode auxiliar a evitar o fechamento de circuitos ou torções na conexão dos fios.

[0208] Em outra aplicação, a comunicação entre o mecanismo de acionamento 140 e a ferramenta de aplicação de energia 110 pode ser transmitida sem uso de fios através de qualquer conexão sem fio adequada. Em um exemplo, a ferramenta de aplicação de energia 110, como a haste de derivação, pode ser impulsionada para frente ao energizar a bobina eletromagnética e criar um campo magnético que repele o ímã na extremidade da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação. A haste é retraída ao reverter a polaridade da tensão aplicada à bobina eletromagnética. O ímã também pode servir para segurar a haste em posição recolhida quando a bobina eletromagnética não estiver energizada, através de atração magnética para o núcleo de aço da bobina.

[0209] Uma mola helicoidal, se houver, pode ser composta de fios trançados incluindo dois fios individuais torcidos ou de um cabo coaxial. Nesta condição carregada, a mola pode ser comprimida, de modo que a força de seu pré- esforço corresponda à força de atrito e se oponha a esta força de atrito durante o movimento para frente da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, a partir da posição recolhida para a posição estendida ou a partir de uma posição substancialmente paralela ao eixo longitudinal do invólucro a uma posição que forme um ângulo agudo com o eixo em articulação. O caminho de pré-esforço da mola pode, portanto, ser bem maior que o curso da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, a haste de derivação, de modo que a força da mola permaneça substancialmente constante por todo o curso da haste de derivação. Qualquer força de atrito indesejável dos mancais do mecanismo de montagem para a haste de derivação durante o movimento para frente também pode ser compensada substancialmente por esta mola.

[0210] A peça manual 100 pode incluir recursos, tais como no conjunto de componentes eletrônicos 144, que podem controlar o mecanismo de acionamento 140 de forma geral, e também podem armazenar, processar e/ou transmitir dados a partir do mecanismo de detecção 111. O conjunto de componentes eletrônicos 144 pode incluir, por exemplo, recursos de transmissão com fio ou sem fio para enviar dados a um computador ou outro dispositivo para análise ou visualização. Em algumas aplicações, o conjunto de componentes eletrônicos 144 pode interagir com um dispositivo externo, como através dos contatos dos componentes eletrônicos 113 na figura 1c, para transmitir dados.

[0211] Conforme ilustrado nas figuras 1d e 1e, o mecanismo de detecção 111 pode se conectar ao conjunto de componentes eletrônicos utilizando fios, como através de uma conexão com fio realizada em um conduto 111a, que pode ser flexível, por exemplo, para acomodar o movimento da ferramenta de aplicação de energia 110. O conduto 111a também pode fornecer proteção à conexão com fio a partir dos componentes móveis na peça manual 100, como a ferramenta de aplicação de energia 110.

[0212] Conforme observado acima, a peça manual 100 pode ser conectada a uma fonte de alimentação externa ou ser alimentada por uma fonte elétrica incluída no interior do invólucro 102, como a fonte de alimentação 146. Se alimentada por uma fonte elétrica dentro do invólucro 102, a fonte de alimentação 146 pode ou não ser recarregável. Se for recarregável, uma estação base de recarga deve ser usada.

[0213] As figuras 5 e 5a ilustram uma estação base 200 que contém um receptáculo de peça manual 202 para receber a peça manual 100. A estação base 200 pode ser uma estação independente separada ou pode ser parte do sistema desta invenção. Para uma estação de recarga independente, qualquer estação existente pode ser aplicável. O mecanismo de recarga pode ser com ou sem fio. Para esta base de recarga, apenas corrente elétrica poderá ser fornecida para carga do dispositivo. Para uma estação base que possa ser parte do sistema, pode-se fornecer mais do que corrente elétrica para recarregar o dispositivo.

[0214] Esta invenção também se refere, ainda, a uma estação base que pode ser parte do sistema desta invenção e pode ser conectada ao computador, por exemplo, um computador pessoal (PC) através de um cabo USB. Esta conexão pode fornecer transferência de dados entre o computador e a estação base, além de corrente elétrica para carregar o dispositivo durante o processo de recarga quando o dispositivo estiver posicionado sobre a base. Desta forma, a estação base também pode servir para agir como um transceptor sem fio para o computador na comunicação com o transceptor sem fio no dispositivo.

[0215] A figura 5 ilustra um exemplo de uma estação base 200 com contatos de componentes eletrônicos 206 na base que podem entrar em contato e transferir dados através dos contatos correspondentes na peça manual 100, como os contatos de componentes eletrônicos 113. A estação base 200 pode, ainda, fornecer carga à peça manual, tal como através do contato de alimentação da base 208, que pode carregar por contato com um recurso correspondente na peça manual 100, como o contato de alimentação 113a.

[0216] Pode ser desejável que cada dispositivo inclua sua própria estação base de recarga. Isto pode evitar a possibilidade de que um dispositivo se comunique com uma estação base incompatível, em um ambiente com múltiplos dispositivos. Isto pode ser importante em qualquer configuração de teste, por exemplo, um consultório odontológico. Por exemplo, cada peça manual 100 pode incluir uma estação base 200 acompanhante.

[0217] Durante a preparação do sistema imediatamente antes de realizar a medição de um objeto, a peça manual 100 pode ser encaixada na estação base 200 para parear o referido dispositivo com a referida estação base 200 como parte do protocolo de uso, por exemplo, antes de iniciar uma sessão de teste de paciente em um consultório odontológico. O protocolo de uso pode ser controlado pelo software. O pareamento também pode ser realizado ao colocar uma estação base 200 e uma peça manual 100 em modo de pareamento, como através dos controles 204 e/ou um botão de programação 144a, conforme mostrado nas figuras 1d, 5 e 5a.

[0218] Para as aplicações em que o dispositivo pode ser equipado com um recurso ou conjunto descartável descrito acima, como uma luva 120, a parte descartável é geralmente removida do dispositivo antes de colocar o dispositivo na estação de base 200. Em outra aplicação, a parte descartável pode ser acomodada fisicamente na interface entre o dispositivo e a estação base 200.

[0219] Em algumas aplicações exemplares, a peça manual 100 pode incluir um invólucro com um interior oco com uma extremidade aberta, conforme ilustrado nas figuras 1a, 1b e 1c com o invólucro 102, a extremidade do aplicador 102a com abertura 102c e extremidade distal 102b. Em geral, a ferramenta de aplicação de energia 110, ou pelo menos uma parte desta, pode emergir a partir de uma abertura no invólucro 102, conforme mostrado na figura 1c com a abertura 102c. O invólucro 102 também pode incluir recursos de manuseio, tais como recursos de agarramento 103 conforme ilustrado. O invólucro 102 também pode incluir outros recursos, como para acessar partes do interior, como a tampa de acesso à bateria 104.

[0220] O invólucro 102 pode incluir diversas partes ou peças, conforme ilustrado nas figuras 1d e 11, com invólucros em concha superior e inferior 102d, 102e, tampa da extremidade dianteira 105 e tampa da extremidade de base 106.

Em geral, os componentes da peça manual 100 podem ser organizados dentro do invólucro 102, tais como substancialmente organizados de forma axial com a ferramenta de aplicação de energia 110 formando o centro aproximado da formação com outros componentes concentricamente arranjados.

[0221] A tampa da extremidade dianteira 105 pode incluir aberturas para partes do dispositivo a emergir, como a abertura 102c para permitir que a ferramenta de aplicação de energia 110 e/ou seus componentes associados possam emergir.

[0222] Em outro aspecto da invenção, o sistema pode incluir recursos para auxiliar no posicionamento estável, consistente e/ou reprodutível da ferramenta de aplicação de energia 110 em relação a um objeto a ser medido, que também pode ser realizado de forma que reduza a contaminação cruzada ou outros problemas sanitários.

[0223] Em algumas aplicações exemplares, uma parte de luva, conforme discutido acima e/ou abaixo, pode ser incluída que possa estar presente ou posicionada próxima à parte da ferramenta de aplicação de energia 110 que entra em contato e/ou causa impacto no objeto, e utilizada em conjunto com a peça manual 100 e os componentes associados discutidos acima. As figuras 1, 1a, 1b, 1d e 11 ilustram uma luva 120 posicionada próxima à extremidade do aplicador 102a do invólucro 102. Em algumas aplicações, a parte de luva, como a luva 120, pode ser integral à peça manual 100 ou montada à peça manual 100 de forma permanente ou semipermanente, como para múltiplos usuários. A parte de luva também pode ser uma peça removível e/ou descartável que pode ser trocada, como entre diferentes pacientes e/ou procedimentos para auxiliar na redução da contaminação cruzada ou outros problemas de higienização, como a necessidade de higienizar/esterilizar as partes do sistema que tenham entrado em contato com um paciente.

[0224] As figuras 2, 2a, 2b e 2c ilustram aplicações da luva 120 que são peças separáveis do restante da peça manual 100. A luva 120 pode se acoplar, geralmente, à peça manual 100 ou uma parte desta através de qualquer forma adequada de conexão, como, por exemplo, qualquer conexão rosqueada, encaixe por atrito, formações em baioneta correspondentes, formações tipo lingueta e ranhura, encaixe por pressão, grampos, pinos de interencaixe e formações de orifícios, travas e outras estruturas de interconexão. Qualquer uma das conexões mencionadas acima pode ser segura e liberável. Por exemplo, um conjunto de interconexão pode ser disposto na extremidade do invólucro da alça, por exemplo, de um dispositivo portátil, onde a conexão ocorre, podendo ser configurada para conectar de maneira liberável a alça e a parte de luva. As figuras 1b e 2a ilustram um grampo 125 na luva 120 que pode se prender em uma parte da peça manual 100, como o suporte da luva 112a na figura 1c, 1d e 11. Em uma aplicação da invenção, a parte de luva, como a luva 120, pode ser um conjunto ou recurso descartável e não reutilizável em uma configuração de assistência médica, como um consultório odontológico ou similar. Conforme observado acima, o conjunto ou recurso descartável serve para auxiliar na eliminação ou minimização da contaminação do objeto submetido à medição através da transferência a partir do sistema, ou contaminação cruzada de objetos anteriores submetidos a medições, sem necessidade de realização de um processo de descontaminação antes de passar para um objeto de teste diferente. A fim de garantir que estes recursos ou conjuntos usados antes não sejam reutilizados, os recursos ou conjuntos descartáveis podem ser programados para uso único. Em uma aplicação, um chip de computador pode ser usado. O chip pode ser colocado em um PCB localizado no conjunto ou recurso descartável, por exemplo, na parte traseira do conjunto descartável, pode servir para garantir que não pode ser reutilizado após o uso, de modo que nenhum material indesejado seja transferido de um paciente para outro. As figuras 1 e 2a ilustram um dispositivo acoplado à luva 120 que pode ser usado para interagir com os componentes eletrônicos da peça manual 100, como através da interface eletrônica 142, que pode utilizar pinos de contato, tais como contatos eletrônicos 113 na figura 1c, ou outras formas de interface eletrônica, como identificação por radiofrequência (RFID | radio frequency identification), Comunicação por Campo de Proximidade (NFC|near field communication), Bluetooth e/ou qualquer outra forma de interação adequada.

[0225] A interface eletrônica 142 pode incluir um PCB, conforme ilustrado com o PCB do suporte da luva 108 e seu retentor 107 nas figuras 1d e 11. Os contatos eletrônicos 113, se utilizados, podem emergir a partir do invólucro 102 através de aberturas na tampa da extremidade dianteira 105. Sinais e/ou energia podem ser transmitidos a partir do conjunto eletrônico 144, através de uma conexão cabeada, conforme mostrado na figura 11, com um fio conector 108a.

[0226] Quando um recurso ou conjunto descartável é acoplado ao dispositivo, o chip no recurso ou conjunto é interrogado pelo dispositivo com um sistema de desafio e resposta, para garantir autenticidade. Após a autenticação, este é permanentemente marcado como “usado”. Se um conjunto ou recurso usado for colocado no dispositivo novamente, seja este o mesmo dispositivo ou um diferente, o sistema de desafio e resposta falhará, e o dispositivo não será capaz de funcionar conforme planejado. Em outra aplicação, uma função de tempo limite pode também ser usada para evitar a reutilização do conjunto ou recurso descartável após um certo período de tempo associado. Em outra aplicação, o chip, assim como a função de tempo limite, pode ser usado para maior garantia. Em mais uma aplicação, o mecanismo de ligação do conjunto ou recurso descartável pode incluir uma peça que, após ser retirada do dispositivo, é partida ou deformada, a fim de garantir que não seja mais acoplável a um dispositivo. Por exemplo, o grampo 125 na figura 2a pode ser adaptada para se partir quando a luva 120 é removida.

[0227] De acordo com outra aplicação, a parte de luva, como a luva 120, pode ser um conjunto ou recurso limitado descartável e reutilizável em uma configuração de assistência médica, como um consultório odontológico ou similar. Por exemplo, o recurso ou conjunto descartável pode também ser autoclavável, embora por tempo limitado.

[0228] Em geral, a luva 120 pode se projetar a partir da extremidade do aplicador 102a do invólucro 102 para uma distância substancialmente coextensiva com a extremidade da ferramenta de aplicação de energia 110 durante a medição e pode se estender, pelo menos, pela mesma distância do estado prolongado ou impulsionado da ferramenta de aplicação de energia 110, conforme discutido acima. Desta forma, o comprimento da parte de luva 120 pode ser dependente, de alguma forma, do comprimento da protuberância da ferramenta de aplicação de energia 110 prolongada.

[0229] Em algumas aplicações, conforme ilustrado na figura 1f, a parte de luva pode ser acoplada ao invólucro 102, ou em sua extremidade, e permanecer substancialmente perpendicular a este, quando a ferramenta de aplicação de energia 110, por exemplo, uma haste de derivação, se deslocar de uma posição relativamente paralela para um ângulo agudo com o eixo longitudinal do invólucro 102 em um ponto de articulação 110a quando estiver em operação. A parte de luva pode ser de formato substancialmente cilíndrico. Em outra aplicação, a luva pode ser uma extensão do invólucro e ter formato substancialmente semicilíndrico, a fim de permitir que a ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, uma haste de derivação, possa se deslocar livremente quando a haste de derivação se deslocar da posição substancialmente paralela para um ângulo agudo em relação ao eixo longitudinal do invólucro em operação. Usando este sistema, as medições podem ser realizadas em locais relativamente inacessíveis, como, por exemplo, a área molar do dente de um paciente.

[0230] A luva 120 pode, geralmente, inclui uma parte de contato com o objeto 123 que pode ser utilizada para repousar ou pressionar de encontro à superfície de um objeto, de modo a estabilizar e/ou auxiliar no posicionamento repetível da peça manual 100 contra o objeto durante uma medição. A parte de luva pode ter formato substancialmente cilíndrico e/ou cônico com interior oco, conforme mostrado na parte oca da luva 128 com uma parte de base 127 tendo uma abertura 126 onde a ferramenta de aplicação de energia 110 pode entrar. A parte de contato com o objeto 123 pode, geralmente, formar uma abertura através da qual a ferramenta de aplicação de energia 110 pode acessar o objeto. O tamanho da abertura pode variar, como para fornecer uma plataforma maior de repouso contra o objeto, conforme mostrado com a abertura menor formada na parte de contato com o objeto 123 na figura 2f, ou fornecer uma abertura maior, que pode acomodar superfícies de objeto mais variadas, conforme mostrada nas superfícies variadas nas figuras 3 e 3a.

[0231] Em algumas aplicações, a abertura da parte de contato com o objeto 123 pode incluir, ainda, um recurso, por exemplo, um recurso de contato, para contato do objeto em uma superfície externa e a ferramenta de aplicação de energia 110 em uma superfície interna, de modo que evite o contato direto entre a ferramenta de aplicação de energia 110 e o objeto. Isto pode ser desejável para evitar que contaminantes ou outras substâncias que possam prejudicar a higiene se desloquem entre o objeto e a ferramenta de aplicação de energia 110 ao fornecer uma barreira. Isto pode, por exemplo, possibilitar o uso repetido da ferramenta de aplicação de energia 110 sem necessidade de limpeza/esterilização/higienização entre, por exemplo, pacientes diferentes. O recurso, como o recurso de contato 121, é conforme ilustrado nas figuras 1-lb e 2, 2b e 2c. Em geral, o recurso de contato 121 pode ser flexível, deformável e/ou adaptado de outra forma para transmitir as forças destinadas e oriundas da ferramenta de aplicação de energia 110 e do objeto durante uma medição com interferência mínima, atenuação ou outros efeitos indesejados.

[0232] Em algumas aplicações exemplares, o recurso de contato 121 pode ser um componente separado do restante da luva 120, conforme ilustrado com o recurso de contato 121 nas figuras 2b, 2d e 2e. O recurso de contato separado 121 pode ser desejável, por exemplo, de modo a se deslocar, pelo menos, de forma semi-independente do restante da luva 120, conforme discutido em maior detalhe abaixo. O recurso de contato separado 121 pode ser posicionado de forma deslizável e/ou transladável na luva 120, conforme ilustrado na visualização transversal da figura 2b, com a parte tubular de contato 121a podendo repousar na luva 120, por exemplo, com encaixe semifriccional que seja parcialmente fixado, mas ainda possa se mover. A parte tubular de contato 121a também pode incluir recursos que podem interagir com os recursos correspondentes da luva 120, tais como fornecimento de uma faixa limitada de movimento, conforme ilustrada com os encaixes 121c e as abas de parada 120a. Em outras aplicações, o recurso de contato 121 pode ser limitado por bloqueios, reentrâncias, ressaltos ou outros obstáculos para evitar o movimento além de uma faixa desejada ao longo do eixo longitudinal da luva 120, como ilustrado com os bloqueios de movimento 120b, 120c na figura 2h.

[0233] Em algumas aplicações, o recurso de contato 121 pode incluir uma parte de membrana fina que pode ter espessura, deformabilidade e/ou formato de modo a produzir efeitos mínimos na transmissão das forças através desta. A figura 2d ilustra uma aplicação de um recurso de contato com uma parte de contato móvel 121a que pode incluir uma membrana fina ou outra camada, conforme mostrado com a parte de contato separada 121b, que pode deslocar e/ou deformar livremente, como uma película fina de plástico ou laminado metálico. Em algumas outras aplicações, como na figura 2e, o recurso de contato 121 pode ser formado com uma parte integral que pode deformar, flexionar e/ou transmitir as forças da ferramenta de aplicação de energia 110, como um plástico flexível que forma o recurso de contato 121 com uma parte de contato de deformação 121b’. A parte de contato móvel 121a também pode ser formada para se adaptar ao formato da ferramenta de aplicação de energia 110, ou vice versa, para transferência ideal de força/energia. Em algumas aplicações exemplares, a parte de contato móvel 121a pode ser construída a partir de laminado metálico, por exemplo, folha ou laminado de aço inoxidável, e pode, por exemplo, ser estampado e/ou moldado, por exemplo, para conformar à extremidade da ferramenta de aplicação de energia 110, como em formato de cúpula. Algumas folhas ou laminados metálicos, como o aço inoxidável e materiais similares, podem ser desejáveis, por exemplo, devido às características elevadas de resistência, como rigidez ou dureza, facilidade de moldagem/formação, baixo amortecimento de energia ou força transmitida através deste, propriedades desejáveis para uso em aplicações médicas ou odontológicas e/ou sua ampla disponibilidade ou baixo custo. Por exemplo, folhas ou laminados finos de aço inoxidável, aproximadamente 0,1mm de espessura, podem ser utilizados.

[0234] Em outras aplicações, a extremidade fechada do recurso de contato 121 pode ser integrada ao recurso de contato 121. Por exemplo, o recurso de contato 121 pode ser formado a partir de um material que seja modelado em uma estrutura tubular ou anelar, com uma extremidade fechada de espessura desejada, como através de estampagem do metal (p.ex.: aço inoxidável, alumínio, cobre, ou outro metal adequado). Por exemplo, o recurso de contato 121 pode tomar a forma que lembra um dedal ou xícara, com a extremidade fechada de espessura suficiente para fornecer deformação ou características móveis.

[0235] Por exemplo, materiais poliméricos adequados para, por exemplo, a membrana do recurso de contato pode incluir quaisquer polímeros com uma ou mais das propriedades a seguir, incluindo baixos coeficientes de atrito, alta capacidade de amortecimento, reabsorção, biodegradável, degradável em água, transparência, translucidez e não condução.

[0236] Para materiais metálicos adequados para, por exemplo, folha ou laminado, como aço inoxidável e materiais metálicos semelhantes, estes podem ser austeníticos, endurecidos, eletropolidos, recozidos antes da modelagem no formato desejado ou modelados de forma superplástica no formato desejado.

[0237] Em algumas aplicações, o recurso de contato 121 pode ser utilizado para auxiliar na produção de contato consistente da ferramenta de aplicação de energia 110 com a superfície de um objeto, como superfícies com características de superfície irregulares ou inconsistentes. Por exemplo, as figuras 3 e 3a ilustram o uso da peça manual 100 com um objeto 90, onde o objeto 90 possui não recursos de superfície não planos, tais como o objeto 90 com uma superfície de contato convexa 95 na figura 3 e outro objeto 90 com uma superfície de contato côncava 96 na figura 3a. A superfície de contato com o objeto 123, que permanece sobre a superfície de contato 94 do objeto 90, pode permanecer nas proximidades de um recurso de superfície irregular ou inconsistente, que pode fornecer um ponto de contato para a ferramenta de aplicação de energia 110 à frente ou atrás do plano da parte de contato com o objeto 123, conforme ilustrado com a superfície de contato convexa 95 projetada atrás do plano na figura 3 e a superfície de contato côncava 96 permanecendo à frente do plano na figura 3a. Com o recurso de contato 121 sendo deslocável em relação à superfície de contato com o objeto 123, ele pode se deslocar e/ou permanecer em posição retraída C, conforme mostrado na figura 3, para fornecer contato com a superfície de contato convexa 95. Além disso, conforme mostrado na figura 3a, o recurso de contato móvel 121 pode se deslocar para uma posição estendida D para fornecer contato com a superfície de contato côncava 96. Durante uma medição, a 110 pode realizar um impacto inicial que pode empurrar o recurso de contato 121 para a posição adequada dependendo do formato da superfície de contato 94, e pode permanecer substancialmente nesta posição ou ajustar para uma posição diferente mediante impactos subsequentes ou posicionamentos da peça manual 100. Em geral, o contato ou impacto da ferramenta de aplicação de energia 110 pode ser controlado de modo que não cause deformação ou danos ao objeto 90, mas aplique a energia através de contato adequadamente acomodado, conforme descrito.

[0238] Em algumas aplicações exemplares, a luva 120 pode incluir um recurso para estabilidade adicional, como fornecimento de estabilidade substancialmente perpendicular ou ortogonal na direção A da ferramenta de aplicação de energia 110. As figuras 1a, 1b e 2-2b ilustram as partes de luva com uma aba 124 projetada a partir da luva 120 nas proximidades da parte de contato com o objeto 123, de modo que, quando a parte de contato com o objeto 123 está em contato com uma superfície do objeto a ser medido, a aba 124 pode estar sobre uma parte na parte superior do objeto, conforme mostrado na aba 124 sobre a superfície perpendicular 92 e a parte de contato com o objeto 123 repousando sobre a superfície de contato 94 de um objeto 90 nas figuras 3 e 3a. A aba 124 e a parte de contato com o objeto 123 poderão, desta forma, auxiliar no posicionamento repetível da peça manual 100 em relação ao objeto 90, e a parte de contato com o objeto 123 pode ser posicionada substancialmente na mesma distância a partir do topo do objeto em uma superfície perpendicular 92 durante as medições subsequentes para melhor reprodutibilidade. Conforme observado acima, o objeto 90 pode incluir uma estrutura anatômica ou estrutura física ou industrial, embora uma estrutura anatômica seja mostrada com um dente humana nas figuras 3 e 3a.

[0239] Em qualquer uma das aplicações, os cantos da aba 124 podem ser suavizados ou arredondados, ou substancialmente suavizados ou arredondados, para evitar que prendam no objeto 90 sobre o qual possam estar repousadas. Em outras aplicações, a aba 124 pode ser lisa, embora os cantos não sejam necessariamente arredondados. Em qualquer uma das aplicações, a aba 124 pode incluir, pelo menos, uma formação (p.ex., uma ranhura, canal, entalhe, recuo, etc.), de modo que quando a parte de contato do objeto 123 estiver em contato com, pelo menos, uma parte de uma superfície do objeto 90 sujeito à medição, a aba 124 possa estar apoiada em uma parte ou superfície do objeto 90 e, pelo menos, parcialmente, estar em conformidade com uma protrusão, saliência ou outra parte elevada da superfície do objeto usando, pelo menos, uma formação, tal como a formação 124a ilustrada como uma ranhura na Fig. 2i.

[0240] Em geral, pode ser desejável que a luva 120 ou partes desta tenha rigidez suficiente para que possa ser acoplada de forma consistente à peça manual 100 e não desmorone durante o uso. Em caso de múltiplos usos, a luva 120 pode, geralmente, ser construída para suportar diversos procedimentos de esterilização, como autoclave, se desejado, exceto em caso de uso de uma cobertura descartável, como será discutido a seguir. Em outras aplicações, a luva 120 pode ser descartável, e se não houver luva, juntamente com as coberturas descartáveis, se utilizadas, e, desta forma, pode ser construída de qualquer material que seja formado em uma luva 120. Exemplos de materiais adequados incluem, entre outros, por exemplo, polímeros que podem ser moldados, termoformados ou fundidos. Polímeros adequados incluem polietileno; polipropileno; polibutileno; poliestireno; poliéster; politetrafluoretileno (PTFE | polytetrafluoroethylene ); polímeros acrílicos; cloreto de polivinila; polímeros de acetatos, como polioximetileno ou Delrin (disponível pela empresa DuPont); borracha sintética ou natural; poliamida ou outros polímeros de alta temperatura, como polieterimida similar ao ULTEM®, uma liga polimérica como resina Xenoy®, que é um composto de policarbonato e tereftalato de polibutileno, plástico Lexan®, que é um copolímero de policarbonato e resina de resorcinol-isoftalato de tereftalato (todos disponíveis pela empresa GE Plastics); polímeros de cristal líquido, como poliéster aromático ou amida de poliéster aromático contendo, como componente, pelo menos, um composto selecionado do grupo que consiste em ácido hidroxicarboxílico aromático (como hidroxibenzoato (monômero rígido), hidroxinaftoato (monômero flexível), uma hidroxiamina aromática e uma diamina aromática (exemplificados nas Patentes norte-americanas nº 6.242.063,

6.274.242, 6.643.552 e 6.797.198, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência), anidridos de poliesterimida com grupo terminal de anidrido ou anidridos laterais (exemplificado nas Patentes Norte-americanas nº 6.730.377, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência) ou combinações respectivas. Alguns destes materiais são recicláveis ou são feitos com reciclabilidade. Materiais compostáveis ou biodegradáveis também podem ser usados e podem incluir qualquer poliéster biodegradável ou biocompostável, como resina de ácido polilático (compreendendo L-ácido lático e D-ácido lático), e ácido poliglicólico (PGA | polyglycolic acid), resina de polihidroxivalerato/hidroxibutirato (PHBV| polyhydro-xyvalerate/hydroxybutyrate resin) (copolímero de ácido 3-hidroxibutírico e ácido 3-hidroxipentanoico (ácido 3- hidroxivalérico) e copolímeros de polihidroxialcanoato (PHA| polyhydroxyalkanoate) e resina de poliéster/uretano. Alguns materiais não compostáveis ou não biodegradáveis também podem ser transformados em compostáveis ou biodegradáveis pelo acréscimo de certos aditivos, por exemplo, um aditivo oxo- biodegradável, como o D2W™, fornecido pela Symphony Environmental, Borehamwood, Reino Unido, e TDPA® fabricado pela EPI Environmental Products Inc. Vancouver, Columbia Britânica, Canadá.

[0241] Além disso, qualquer composto polimérico, como compostos ou pré-impregnados de engenharia, que são polímeros com pigmento, partículas de carbono, sílica, fibras de vidro, ou misturas respectivas, também podem ser usados. Por exemplo, uma mistura de policarbonato e ABS (Acrilonitrila-Butadieno-Estireno) pode ser usada para a luva

120. Para mais exemplos, plástico reforçado com fibra de carbono e/ou fibra de vidro também pode ser usado.

[0242] Borrachas sintéticas podem ser, por exemplo, materiais elastoméricos e podem incluir, entre outros, diversos copolímeros ou copolímeros de bloqueio (Kratons®) disponíveis pela Kraton; polímeros como borracha de estireno-butadieno ou borracha de estireno isopreno, borracha EPDM (Etileno-Propileno-Dieno), borracha de nitrila (acrilonitrila butadieno) e similares.

[0243] Em algumas aplicações, a luva 120 também pode ser feita de material(is) metálico(s) e/ou cerâmico(s) que pode(m) ser revestido(s) e/ou tratado(s) com material adequado, como polímero ou composto, conforme acima. Por exemplo, um material metálico e/ou cerâmico pode ser utilizado que tenha propriedades substanciais de amortecimento/absorção/reflexão de vibração. Um revestimento viscoelástico e/ou outros também podem ser usados, de modo que as vibrações e/ou outra energia mecânica não possa transladar para dentro de componentes metálicos e/ou cerâmicos da luva 120.

[0244] Em uma aplicação, titânio e ligas de titânio, tais como níquel-titânio, podem ser usados para a luva 120 ou componentes/partes respectivas.

[0245] Em outro aspecto da invenção, o sistema pode incluir recursos que auxiliem na obtenção de medições confiáveis e repetíveis de um objeto, como através de detecção da pressão de contato, por exemplo, da peça manual 100 contra o objeto. Como o contato por parte da parte de luva auxilia na estabilização da peça manual sobre o objeto, durante a medição, a força exercida pela ferramenta de aplicação de energia sobre um objeto e qualquer característica medida pode ser afetada pela força que o operador exerce na peça manual para segurá-la no lugar contra o objeto. A quantidade adequada de força de contato no objeto pode ser importante e pode precisar de acompanhamento, uma vez que, por exemplo, tanto força insuficiente quanto excessiva exercida pelo operador pode afetar as medições, e até produzir resultados menos precisos. Um sensor pode ser posicionado no interior da peça manual para medir esta força de contato, que, geralmente, não é fisicamente ou mecanicamente acoplada à ferramenta de aplicação de energia 110, de modo que possa auxiliar no monitoramento da força adequada de contato aplicada pelo operador para melhor reprodutibilidade, mesmo por operadores diferentes. Em geral, é desejável isolar a ferramenta de aplicação de energia 110 de outras peças do sistema, tais como as partes da peça manual 100 que estão em contato do objeto (além da própria ferramenta de aplicação de energia 110), de modo que não interfiram com a aplicação da energia ou medições realizadas ou a interferência é minimizada.

[0246] Em aplicações exemplares, um sensor pode ser posicionado de forma a medir a força exercida pelo operador sobre o objeto através do contato com a peça manual

100. Por exemplo, o sensor pode ser posicionado, por exemplo, entre o objeto e a peça manual. O sensor também pode ser posicionado para receber força transduzida ou transmitida a partir da parte da peça manual em contato do objeto. O sensor pode, ainda, ser posicionado entre a peça manual e o operador de forma que permita a captura da força aplicada. Em algumas aplicações, um sensor de força interna pode ser utilizado, o qual pode se basear em transdução ou transmissão da força normal a partir do contato do objeto através de partes da peça manual 100.

[0247] As figuras 1, 1d, 1e, 11 e 11a ilustram um arranjo onde o contato de uma parte da peça manual 100, como a parte de luva 120, podem empurrar (p.ex., através do contato nos pontos de contato 129 mostrados nas figuras 2b e 4) sobre um elemento de transferência de força 130, como uma luva de transferência de força ou componente semelhante à luva, que, em seguida, pode exercer uma força ao empurrar na direção B sobre um sensor de força 143. Um sensor de força 143 pode incluir qualquer sensor apropriado para medição da força exercida a partir do contato da peça manual 100 contra um objeto pelo usuário, como, por exemplo, um sensor piezoelétrico, um resistor sensível à força (p.ex., um FSR de modo Shunt), um extensômetro ou vários extensômetros (p.ex., montados em um ou mais suporte(es) que flexiona(m) em resposta à força aplicada), sensores de posição linear (p.ex., sensores ópticos de posição, campo magnético ou outros que possam detectar uma alteração na posição de um componente ao pressionar contra uma mola ou outro elemento em que a mudança de posição linear corresponda à força aplicada) e/ou qualquer outro tipo apropriado de sensor de força. O sensor de força 143 pode, ainda, assumir qualquer forma ou formato apropriado, como, por exemplo, uma almofada sensora achatada, que pode ter a forma de um anel que envolve a ferramenta de aplicação de energia 110, conforme ilustrado (de forma a manter a separação da ferramenta de aplicação de energia 110 a partir das forças de contato que estão sendo medidas pelo sensor de força 143), ou formas como elipsoides, polígonos ou outras formas que possam ser posicionadas na peça manual 100 para detectar a força de contato.

Nas visualizações expandidas das Figs. 1d, 1e e 11, o sensor de força 143, por exemplo, é prensado entre um componente relativo fixo.

Conforme ilustrado nas Figs. 1d e 1e, o sensor de força 143 pode ser prensado entre o elemento de interface do mecanismo de acionamento 141, que é montado de forma rígida ao mecanismo de acionamento 140 conforme discutido em maior detalhe a seguir, e componentes que transferem a força para o sensor de força 143, conforme mostrado no empilhamento da luva 120 (se houver), a luva de transferência 112 e do suporte da luva 112a/elemento de transferência de força 130, que pode passar através das aperturas das partes do invólucro, conforme mostrado com a tampa da extremidade dianteira 105 e/ou o suporte da luva PCB 108 e seu retentor 107. O sensor de força 143 pode ser, por exemplo, mantido em uma posição relativamente fixa ao ser montado sobe uma parte rígida da peça manual 100, como o elemento de interface do mecanismo de acionamento 141, que pode, por exemplo, ser acoplado ao mecanismo de acionamento 140 e/ou ao invólucro 102 da peça manual 100 de modo que esteja em posição relativa fixa em relação ao operador.

O sensor de força 143 pode, em seguida, detectar a carga originada a partir do contato do objeto 90, conforme inclinado contra a parte relativa fixa, como o elemento de interface do mecanismo de acionamento 141. Pode ser entendido, de forma geral, que os componentes ou partes de intervenção entre o contato do objeto e o sensor de força 143 podem estar presentes ou não, desde que uma rota de transdução/transmissão para a força permaneça para a operação.

[0248] Conforme ilustrado na visualização expandida da Fig. 11 e no diagrama de blocos da Fig. 11a, o sensor de força 143 pode, alternativamente, ser prensado entre o mecanismo de acionamento 140 e um suporte de montagem 148, sendo montado de forma rígida ao corpo da peça manual 100, e componentes que transferem força para o sensor de força 143, conforme mostrado no empilhamento da luva 120 (se presente), a luva de transferência 112 e o suporte da luva 112a/elemento de transferência de força 130 (que é montado de forma rígida ao mecanismo de acionamento 140) que podem passar através das aberturas das partes do invólucro, conforme mostrado com a tampa da extremidade dianteira 105 e/ou a PCB 108 do suporte da luva 108 e seu retentor 107 Um sensor de força 143 pode incluir qualquer sensor apropriado para medição da força exercida a partir do contato da peça manual 100 contra um objeto pelo usuário, como, por exemplo, um sensor piezoelétrico, um resistor sensível à força (p.ex., um FSR de modo Shunt), um extensômetro ou vários extensômetros (p.ex., montados em um ou mais suporte(es) que flexiona(m) em resposta à força aplicada), sensores de posição linear (p.ex., sensores ópticos de posição, campo magnético ou outros que possam detectar uma alteração na posição de um componente ao pressionar contra uma mola ou outro elemento em que a mudança de posição linear corresponda à força aplicada) e/ou qualquer outro tipo apropriado de sensor de força. O sensor de força 143 pode, ainda, assumir qualquer forma ou formato apropriado, como, por exemplo, uma almofada sensora achatada, que pode ter a forma de um anel que envolve a ferramenta de aplicação de energia 110, conforme ilustrado (de forma a manter a separação da ferramenta de aplicação de energia 110 a partir das forças de contato que estão sendo medidas pelo sensor de força 143), ou formas como elipsoides, polígonos ou outras formas que possam ser posicionadas na peça manual 100 para detectar a força de contato. A força é então transferida através do mecanismo de acionamento 140 para o sensor de força 143 conforme inclinado contra o suporte de montagem 148. Esse arranjo pode ser desejável, por exemplo, para diminuir a flexão ou o desalinhamento de componentes, como o mecanismo de acionamento 140 e a aplicação de energia ferramenta 110, uma vez que são rigidamente conectados um ao outro com um ponto de apoio de flexão geralmente presente fora desses componentes (isto é, entre os componentes 150 e os componentes 152 na Fig. 11d, em oposição ao mecanismo de acionamento 140 e ao elemento de transferência de força 130 como na Fig. 1d). Tal potencial flexão ou desalinhamento pode ser indesejável, por exemplo, Sem estar vinculado a qualquer teoria em particular, em usos da peça manual 100, exceto em um ângulo normal da superfície de um objeto, conforme ilustrado nas Figs. 8a, 8b, 8g e 8h contra o objeto 90. O aumento da rigidez nas conexões entre o mecanismo de acionamento 140 e a ferramenta de aplicação de energia 110 pode ajudar a reduzir qualquer variação na transferência de energia do mecanismo de acionamento 140 e a ferramenta de aplicação de energia 110 quando a peça manual estiver sujeita a flexão ou carga desigual quando pressionada contra um objeto 90, tal como a pressão da peça manual 100 contra um objeto 90 em determinado ângulo, por exemplo.

[0249] Em algumas aplicações, conforme ilustrado nas figuras 1c e 1e, um elemento de transdução ou transmissão de força pode ser utilizado sem a luva 120, conforme mostrado com o elemento de transferência de força 130 e a luva de transferência 112 na figura 1e, que pode ser usada para fazer contato do objeto.

[0250] Em aplicações do sistema que usam uma parte de luva, uma parte de luva 120 pode ser montada sobre o elemento de transferência de força 130, como sobre o suporte da luva 112a que pode ser acoplado ou formar uma parte do elemento de transferência de força 130 e pode se prolongar para fora do invólucro 102 através da abertura 102a. A força do contato do objeto pode então ser transferida, conforme ilustrado nas figuras 4, 4a, 4b, 11b e 11c e. Conforme ilustrado, a força normal E de contenção da parte de luva 120 contra o objeto pode fazer com que a luva 120 empurre de encontro à luva de transferência 112, que pode ser uma parte de, ou um acoplamento ao elemento de transferência de força 130, que pode, em seguida, exercer a força na direção B do sensor de força 143, que pode ser inclinado contra uma parte rígida e/ou relativa fixa da peça manual 100, como o elemento de interface do mecanismo de acionamento 141, que pode ser montado ao mecanismo de acionamento 140, que, por sua vez, pode ser montado ao invólucro 102, por exemplo, através dos suportes de acionamento 140a, conforme ilustrado na Fig. 4a, ou conforme prensado entre o mecanismo de acionamento 140 e o suporte de montagem 148 que pode ser montado no invólucro 102, tal como através dos suportes de acionamento 140a, conforme ilustrado na Fig. 11b.

[0251] Em algumas aplicações, partes da peça manual 100 podem ser móveis em relação à(s) parte(s) fixa(s)

relativa(s) e/ou rígida(s). Isto pode ser desejável para auxiliar na transferência da força a partir do contato do objeto para o sensor de força e para fornecimento de uma resposta fisicamente perceptível ao operador do exercício da força de contato.

[0252] Em algumas aplicações, diversos componentes podem ser utilizados para formar o elemento de transferência de força 130, por exemplo, para facilidade de fabricação, montagem, reprodutibilidade de peças, etc. Por exemplo, conforme ilustrado, o elemento de transferência de força 130 pode incluir as peças separadas luva de transferência 112, suporte da luva 112a e parte de base de transferência de força 130b, que pode anexar ou, pelo menos, entrar em contato para fornecer transferência de força, como, por exemplo, quando o elemento de transferência entrar em contato com o 130a.

[0253] Conforme ilustrado nas figuras 4 e 4a, o elemento de transferência de força 130 e suas partes mecanicamente acopladas, como a parte de luva 120, luva de transferência 112, suporte da luva 112a e parte de base de transferência de força 130b, podem ser deslocáveis, como na direção B, em relação às partes relativas fixas, como o sensor de força 143, o elemento de interface do mecanismo de acionamento 141, o mecanismo de acionamento 140 e o invólucro

102. Um elemento de influência, como o viés do sensor de força 143a, pode ser fornecido também entre o elemento de transferência de força 130 e o sensor de força 143, de modo a, por exemplo, distribuir as forças sobre o sensor de força 143 de forma igualitária e/ou servir como um viés de retorno para devolver o elemento de transferência de força 130 para sua posição original ao longo da direção B quando o contato do objeto cessar, por exemplo, através de um viés ou um feixe de molas, ou almofada elástica. Em geral, o movimento dos componentes que transferem força para o sensor de força 143 (p.ex., os componentes 151 na frente dos componentes 153 atrás do sensor de força 143 e o mecanismo de acionamento 140, conforme ilustrado na Fig. 4b, mas não incluindo a ferramenta de aplicação de energia 110 que não está diretamente acoplada e não translada na direção B com eles em resposta à força de contato), como a distância de deslizamento causada pela força de contato, pode ser muito pequena, por exemplo, na ordem de cerca de 0,3 mm a cerca de 1 mm, preferivelmente, por exemplo, cerca de 0,5 mm.

[0254] Conforme ilustrado nas Figs. 11b e 11c, o elemento de transferência de força 130 e suas partes acopladas mecanicamente, luva de transferência 112, suporte de luva 112a e mecanismo de acionamento 140, podem ser móveis, como na direção B, em relação às partes fixas relativas, como o sensor de força 143, suporte de montagem 148 e o invólucro 102. Um elemento de influência como o viés do sensor de força 143a pode ser fornecido também entre o mecanismo de acionamento 140 e o sensor de força 143, de modo a, por exemplo, distribuir as forças no sensor de força 143 de forma igualitária e/ou servir como um viés de retorno para devolver o mecanismo de acionamento 140 à sua posição original ao longo da direção B quando o contato com o objeto cessa, como através de um viés ou um feixe de molas, ou almofada elástica. Em geral, o movimento dos componentes que transferem força para o sensor de força 143 (p.ex., os componentes 150, conforme ilustrado na Fig. 11d, mas não incluindo a ferramenta de aplicação de energia 110 que não está diretamente acoplada e não translada na direção B com eles em resposta à força de contato), como a distância de deslizamento causada pela força de contato, pode ser muito pequena, por exemplo, na ordem de cerca de 0,3 mm a cerca de 1 mm, por exemplo, cerca de 0,5 mm.

[0255] Em aplicações com contato elétrico entre a parte de luva 120 e a peça manual 100, como o recurso de segurança 122 que interage com os contatos eletrônicos 113, o movimento entre a luva 120 e a peça manual 100 pode ser compensado, como através do uso de pinos de mola e/ou posicionamento de contatos elétricos de modo que o contato seja mantido através de qualquer movimento da luva 120 enquanto permanece montada sobre a peça manual 100, por exemplo, pelo posicionamento em superfícies paralelas ou sobre partes móveis, como o suporte da luva 112a.

[0256] A parte de luva 120 também pode ser montada sobre um elemento de transferência de força 130 que forma uma peça permanente da parte frontal do invólucro 102, e protege a ferramenta de aplicação de energia 110, parte de luva, uma haste de derivação, contra danos quando não houver parte de luva, parte de luva, quando a parte de luva forma parte de um conjunto descartável, conforme discutido acima e/ou abaixo.

[0257] Em algumas aplicações, conforme discutido acima, a luva 120 e/ou a ferramenta de aplicação de energia 110 pode(m) ser disposta(s) de forma substancialmente perpendicular ao invólucro 102, conforme ilustrado na figura 1f. A força de retenção contra o objeto pode, em seguida, atuar na direção B, conforme ilustrado, e, desta forma, a luva 120 pode pressionar na direção B contra um elemento de transferência de força 130 sobre um sensor de força 143 que pode ser montado e/ou posicionado de encontro a um ponto fixo relativo, por exemplo, de encontro ao invólucro 102, conforme ilustrado.

[0258] A ferramenta de aplicação de energia 110, por exemplo, uma haste de derivação, pode ser ativada ou acionada quando a parte de contato com o objeto da parte de luva, por exemplo, a parte de contato da luva 121 da luva 120, é empurrada contra um objeto a ser medido, por exemplo, um dente, e uma força dentro de uma certa faixa pode ser detectada. Quando a força correta é detectada, a peça manual 100 é ligada ou ativada para começar a medição.

[0259] Por exemplo, em procedimentos odontológicos em dentes humanos, uma força de contato adequada pode ser de, aproximadamente, 3N até 10N, por exemplo, ou de 5 N até 8 N de força, em outro exemplo. Em geral, os sensores de força 143 podem realizar a leitura da força de contato real ou podem ler uma força transferida, transduzida ou transmitida que difere da força de contato real, que pode ser interpretada ou correlacionada à força de contato real pela peça manual 100, como, por exemplo, o conjunto de componentes eletrônicos

144. A medição da força de contato pode, ainda, ser corrigida, como devido à orientação da peça manual 100 no campo gravitacional, com informações de um acelerômetro ou outro dispositivo apropriado para detectar orientação, conforme ilustrado na figura 1 e 11a com o sensor de orientação 145.

[0260] O sensor, por exemplo, o sensor de força 143, pode estar em proximidade física e/ou em contato e/ou acoplado a, pelo menos, uma parte da peça manual 100 além da ferramenta de aplicação de energia 110, por exemplo, pode estar em proximidade física e/ou em contato e/ou acoplado à parte de luva 120, se a extremidade aberta da parte de luva 120 puder incluir uma parte de objeto em contato 123, conforme observado acima.

Em uma aplicação da invenção, o sensor pode incluir, pelo menos, um medidor de tensão para detecção.

Os medidores de tensão podem ser acoplados ou montados em um suporte entre o invólucro do dispositivo e a parte de luva, de modo que, quando a parte em contato do objeto da parte de luva for pressionada contra o objeto, também deforme o suporte que é medido pelo medidor de tensão, fornecendo, desta forma, uma medição de força.

Em algumas aplicações, diversos medidores de tensão montados sobre suportes únicos ou separados podem ser utilizados.

O(s) suporte(s) também pode(m), por exemplo, ser incluído(s) em um componente separado do restante do invólucro ou parte de luva, como, por exemplo, sobre um dispositivo de montagem.

De acordo com um aspecto, a detecção da força pode ser realizada por um sensor de posição linear, que saberia, por exemplo, se a parte similar à luva de transferência de força está na posição X, uma força em Y precisa ser aplicada a ela (contra a força de reação da mola) para deslocá-la para esta posição.

De acordo com outro aspecto, a detecção da força pode ser realizada por um sensor óptico, para detecção óptica da posição da parte móvel, quando for empurrada contra uma mola.

Em outra aplicação da invenção, a posição relativa da parte em contato do objeto da parte de luva sobre o objeto pode ser determinada ao usar um ou mais medidores de tensão que serão acoplados a uma extremidade de uma peça móvel, por exemplo, um componente similar a uma luva do sensor de força, e a outra extremidade a um elemento estático, por exemplo, o invólucro.

Em outra aplicação da invenção, o dispositivo pode incluir elementos piezoelétricos para medição direta da força. Em outra aplicação da invenção um sensor de efeito Hall pode ser usado para detectar mudança no campo magnético quando um ímã (acoplado ao elemento móvel) se deslocar em relação à posição do sensor. Em outra aplicação da invenção, um sistema codificador capacitivo linear, como o encontrado em calibradores digitais, pode ser usado para medir a força.

[0261] A almofada de detecção pode incluir uma estrutura em camada, que pode ser geralmente referida como um “Modo de Derivação FSR” (resistor de detecção de força), que pode mudar a resistência dependendo da força aplicada à almofada, a fim de fornecer uma medição de força. Os FSRs consistem tipicamente de um polímero condutor que altera a resistência de uma maneira previsível após a aplicação da força em sua superfície. A película de detecção do FSR inclui tipicamente partículas eletricamente condutoras e não condutoras suspensas em uma matriz. A aplicação de uma força à superfície do FSR faz com que as partículas toquem os eletrodos condutores, alterando a resistência do FSR. Os FSRs podem ser desejáveis por seu tamanho pequeno, como, por exemplo, com uma espessura tipicamente inferior a 0,5 mm, baixo custo e boa resistência ao choque.

[0262] A figura 6 ilustra um exemplo de um sensor de força em camadas 143 que pode incluir uma camada base 143h, na qual é impresso ou, de outro modo, depositado um traço condutor 143c com duas vias condutoras que são unidas por uma camada do FSR 143e em um substrato do FSR 143f para produzir uma via condutora modulada pela resistência da camada do FSR 143e. A pressão aplicada à camada do FSR 143e, tal como na direção B a partir do elemento de transferência de força 130, pode alterar sua resistência, tal como a diminuindo com a pressão aplicada. As camadas adesivas, tais como a camada adesiva 143d e o adesivo de montagem 143g, podem também ser incluídas para unir camadas e/ou fornecer adesão a um substrato, tal como ao elemento da interface do mecanismo de acionamento 141. O sensor de força 143 pode geralmente incluir um conector, tal como o conector flexível 143b mostrado nas figuras 1d e 1E, para se conectar a uma interface no conjunto de componentes eletrônicos 144, por exemplo, carregando conexões às vias condutoras no traço condutivo 143c.

[0263] Podem também ser usados sensores piezoeléctricos que convertem a pressão exercida no sensor de força 143 em uma alteração nas características eléctricas, tal como uma voltagem através do elemento piezoeléctrico.

[0264] Um medidor de tensão ou outro elemento similar também pode ser incluído em um feixe de molas ou outro elemento de polarização, tal como a polarização do sensor de força 143a.

[0265] Em algumas aplicações exemplares, o sensor de força pode estar em comunicação eletrônica com a ferramenta de aplicação de energia 110 e pode atuar como um interruptor liga/desliga ou interruptor de ativação para a peça manual 100. Por exemplo, quando uma força adequada for exercida sobre o objeto pela parte de contato com o objeto da luva, ela poderá acionar o mecanismo de ativação do instrumento para ativar o movimento da ferramenta de aplicação de energia 110 e iniciar uma medição. Assim, não são necessários interruptores externos ou botões de pressão para ativar o liga/desliga do sistema, conforme indicado acima. A indicação da força adequada pode ser indicada por sinais visíveis ou audíveis.

[0266] Em algumas aplicações, conforme ilustrado com o fluxograma na figura 7, o contato da peça manual 100 com o objeto 90 (300), tal como com a parte de luva 120, pode transferir força de contato, tal como a força normal E do contato, ao sensor de força 143 (301). O sensor de força 143 pode medir a força de contato ou uma força transferida e produzir um sinal ou mudança na característica, como resistência, tensão, etc. (302). O sinal ou alteração na característica pode, então, ser retransmitido ao mecanismo de controle, tal como no conjunto de componentes eletrônicos 144 (303). O mecanismo de controle pode, então, determinar se a força de contato está em uma faixa aceitável, por exemplo, 5- 8 N (304). Se a força estiver dentro da faixa, o mecanismo de controle poderá habilitar a ferramenta de aplicação de energia 110 para operar (305) e/ou enviar um sinal ao usuário de que a força de contato é aceitável (306). Se a força de contato estiver fora da faixa aceitável, o mecanismo de controle poderá enviar um sinal ao usuário para alterar a pressão (307) e/ou desativar ou manter desativada a ferramenta de aplicação de energia 110 (308). Se aceitável, o mecanismo de controle também pode iniciar a ferramenta de aplicação de energia 110 automaticamente e realizar uma medição (309). Posteriormente, o mecanismo de controle pode ser reinicializado para uma nova medição.

[0267] Em algumas aplicações, a ferramenta de aplicação de energia 110 pode ser instantaneamente ligada, uma vez que uma força de contato adequada seja exercida pela parte de contato 121 (ou outra parte da luva 120 ou peça manual 100, conforme apropriado) no objeto, conforme indicado por sinais visíveis ou audíveis. A figura 1C ilustra sinais do operador, conforme mostrado com fontes de luz 114, que podem fornecer sinais ao operador sobre a força de contato. Em algumas aplicações, pode haver um atraso antes da ativação da ferramenta de aplicação de energia 110, uma vez que uma força de contato adequada é exercida sobre o objeto, conforme indicado por sinais visíveis ou audíveis, como acima. Em outra aplicação, uma vez que certa força de pressão no objeto é detectada e mantida por um período de tempo, por exemplo, cerca de 0,5 segundos, o instrumento pode ser ligado para iniciar a medição.

[0268] Em algumas aplicações, a medição de força pode ser conectada a uma saída visual, como luzes. As luzes podem ser montadas em qualquer localização conveniente no instrumento, por exemplo, um ou vários LED(s) pode(m) ser montado(s) na frente do instrumento, conforme mostrado com as fontes de luz 114. Por exemplo, um sistema de múltiplas luzes pode ser incluído. Por exemplo, dois LEDs podem ser usados, um verde para uma força de contato aceitável e outro vermelho para uma força de contato inaceitável.

[0269] Em algumas aplicações, uma luz das fontes de luz 114 acende a luva 120, que pode ser transparente ou translúcida, para indicar uma força de contato aceitável ou inaceitável.

[0270] A força adequada exercida pelo operador no objeto atua como um interruptor do sistema. Quando o sistema não estiver ligado, pode ser desejável saber se existe um mau funcionamento, se não há força suficiente ou se muita força está sendo exercida. Em algumas aplicações, se o usuário estiver empurrando com muita força o objeto, a luz pode mudar primeiro para âmbar e depois para vermelho, tal como indicado via saída a partir das fontes de luz 114. Se a força de pressão for suficiente para mudar a luz para vermelho, a percussão pode não ser iniciada ou ser interrompida se já tiver iniciado. Além disso, pode haver um estado de LED âmbar que avisa quando o usuário está se aproximando demais da força de pressão. Nesse estágio, o instrumento ainda pode operar quando os LEDs estão acesos em âmbar. Em outro exemplo, nenhuma luz pode indicar pouca força, uma luz verde pode indicar a quantidade certa de força, enquanto uma luz vermelha pode indicar muita força. Em outro exemplo, um sistema de luz pode ser incluído. Por exemplo, nenhuma luz pode indicar pouca força e uma luz vermelha pode indicar muita força. Em outro exemplo, uma luz vermelha piscando pode indicar muita força e nenhuma luz pode indicar pouca força. Os LEDs podem ser montados na superfície da peça manual 100 ou podem ser internos no invólucro 102, e a luz pode ser transportada através de tubos de luz ou canais de fibra ótica, que podem se apresentar na superfície do invólucro 102, tal como nas fontes de luz 114 mostradas como tubos de luz nas figuras 1d e 11. Em alguns exemplos, os tubos de luz 114 podem ser integrados ou ligados a uma parte da peça manual 100, tal como sendo integrados ou ligados ao retentor 107’ na figura 1g, podendo ser um retentor substituto 107 na figura 1d.

[0271] Em algumas aplicações, os tubos de luz 114 podem estender-se para dentro da parte de luva 120, de modo a transportar melhor a luz em direção ao objeto e/ou iluminar melhor a parte de luva 120 para a percepção do usuário. As figuras 4, 4a e 11b ilustram os tubos de luz 114 que se prolongam a partir da peça manual 100 para transportar luz das fontes de luz 114a até a parte de luva 120, tal como mostrado estendendo-se aos espaços 125a na parte de luva 120. A luz que emana dos tubos de luz 114 pode, então, iluminar a parte de luva 120, a qual pode, por exemplo, ser adaptada para difundir a luz em direção ao objeto e/ou, de certa forma, ser facilmente observável pelo usuário, tal como por material(is) difusor(es) de luz, aditivo(s) e/ou por tratamento físico, como congelamento e/ou qualquer outro tratamento adequado. Os tubos de luz 114 podem também ser usados para fornecer alinhamento, conexão e/ou fixação adicional entre a parte de luva 120 e a peça manual 100, tal como pelo encaixe nos espaços 125a da parte de luva 120. Por exemplo, o uso de um ou mais tubo(s) de luz 114 encaixado(s) nos espaços 125a pode ajudar a fornecer resistência à rotação em torno do eixo longitudinal pelo encaixe entre os tubos de luz 114 e os espaços 125a (por exemplo, por montagem próxima ou por atrito).

[0272] Em outra aplicação, a medição de força pode ser conectada a uma saída audível. Em um exemplo, a saída audível pode incluir um sinal sonoro para indicar pouca força e um sinal sonoro múltiplo para indicar muita força. Em outro exemplo, a saída audível pode incluir um sinal sonoro para indicar pouca força e um sinal sonoro com uma luz vermelha piscando para indicar muita força, tal como através das fontes de luz 114 ou conforme discutido acima com fontes de luz internas. Em outro exemplo, a medição de força pode ser conectada a um sistema de alerta por voz para alertar muita força ou pouca força. Ainda em outro exemplo, a medição de força pode ser conectada a um sistema de alerta por voz para alertar muito pouca força e um alerta por voz com uma luz vermelha piscando para alertar muita força.

[0273] A peça manual 100 pode também incluir um botão de reinicialização, tal como mostrado com o controle de reinicialização 144b nas figuras 1d e 11, de forma que possa reinicializar a peça manual 100 em uma nova tentativa de posicionamento com uma força adequada após uma tentativa de posicionamento inicial incorreta. O botão de reinicialização 144b pode pressionar um controle apropriado no conjunto de componentes eletrônicos 144 para posicionar a peça manual 100 em um estado renovado.

[0274] Quando o sensor de força atuar como um interruptor liga/desliga, ele também pode atuar para monitorar se uma força adequada foi exercida no objeto durante a medição e/ou se um alinhamento adequado da peça manual 100 contra o objeto durante a medição foi obtido. Um inclinômetro, como o mostrado, com o sensor de orientação 145 na figura 1 e 11a, pode estar presente, por exemplo, como parte de um sistema de controle eletrônico que pode disparar um aviso sonoro quando o dispositivo estiver fora da faixa de operação angular, por exemplo, para uma haste de derivação, podendo acionar o aviso quando estiver a mais/menos 30 graus da horizontal. Se o dispositivo for orientado de modo que o eixo de operação seja maior do que 30 graus em relação à horizontal quando uma força de pressão for detectada na parte de contato com o objeto da parte de luva, isso poderá resultar em um aviso sonoro sendo emitido por um alto-falante localizado no dispositivo, como a PCB dentro do dispositivo. Em tais circunstâncias, a ação de percussão não começará até que o dispositivo retorne a um ângulo aceitável. Em alguns casos,

se a ação de percussão tiver começado quando a saída da faixa mencionada acima for detectada, o dispositivo pode não parar de fato a operação, mas pode soar um alarme para que correções possam ser feitas.

[0275] Implementações comuns de sensores de inclinação e inclinômetros podem incluir, entre outros, um acelerômetro, líquido capacitivo, eletrolítico, bolhas de gás em líquido e sistemas do tipo pêndulo. Os níveis espirituais tradicionais e os instrumentos eletrônicos de nivelamento com base em pêndulos são normalmente restringidos apenas por um único eixo e uma faixa de medição de inclinação estreita. No entanto, a maioria das tarefas de nivelamento de precisão, medição de ângulo, alinhamento e nivelamento de superfície envolvem essencialmente um ângulo de plano de superfície bidimensional em vez de dois objetos ortogonais independentes de eixo único. Inclinômetros de dois e três eixos são tipicamente construídos com sistemas microeletromecânicos (MEMs | micro electro-mechanical systems). Os sensores de inclinação fornecem leituras simultâneas de um ângulo bidimensional de um plano de superfície tangente ao elemento de aterramento.

[0276] Os sensores de inclinação dos MEMs normalmente empregam acelerômetros para funcionalidade. Conceitualmente, um acelerômetro se comporta como uma massa amortecida em uma mola, onde o acelerômetro experimenta uma aceleração e a massa é deslocada até o ponto em que a mola é capaz de acelerar a massa na mesma taxa que o revestimento. O deslocamento é, então, medido para fornecer a aceleração. Em dispositivos comerciais, componentes piezoelétricos, piezoresistivos e/ou capacitivos são comumente usados para converter o movimento mecânico em um sinal elétrico. Os acelerômetros piezoelétricos dependem de piezocerâmicas (p.ex., titanato zirconato de chumbo) ou cristais simples (p.ex., quartzo, turmalina). Eles normalmente oferecem características favoráveis na aplicação, como faixas de frequência superior, baixo peso embalado e faixa de alta temperatura. Acelerômetros piezoresistentes são geralmente preferidos em aplicações de alto impacto. Os acelerômetros capacitivos normalmente usam um elemento de detecção micromaquinado de silício, onde seu desempenho é superior na faixa de baixa frequência e podem ser operados em modo servo para alcançar alta estabilidade e linearidade. Acelerômetros de modem são frequentemente pequenos MEMs, compreendendo um feixe de suporte com uma massa de prova. O amortecimento resulta do gás residual selado no dispositivo. Sob a influência de acelerações externas, a massa de prova desvia de sua posição neutra. Esta deflexão é medida de maneira analógica ou digital.

[0277] Em um exemplo do uso de um sensor de orientação 145 na forma de um acelerômetro de três eixos montado no conjunto eletrônico 144, a peça manual 100 foi mantida contra um objeto em ângulos entre 30 graus de inclinação e declínio e os valores retornados do acelerômetro foram usados para criar variações na ativação do mecanismo de acionamento 140.

[0278] A tabela a seguir mostra os valores retornados do acelerômetro nos três eixos nas seguintes inclinações/declínios: Tabela 1

Ângulo X Y Z Declínio de 30 graus -11 36 -46 Declínio de 25 graus -10 31 -49 Declínio de 20 graus -9 27 -51 Declínio de 15 graus -8 21 -53 Declínio de 10 graus -7 15 -54 Declínio de 5 graus -7 9 -55 Horizontal -7 0 -55 5 graus de inclinação -4 -4 -55 10 graus de inclinação -3 -10 -54 15 graus de inclinação -2 -15 -53 20 graus de inclinação -1 -21 -52 25 graus de inclinação 1 -26 -50 30 graus de inclinação 2 -32 -47

[0279] Os valores foram usados para criar um conjunto pré-programado de instruções para variar a ativação do mecanismo de acionamento 140 ao usar a ferramenta de aplicação de energia 110 em diferentes inclinações para ajudar a aliviar a força aplicada a aproximadamente 25 N. Em um exemplo, o mecanismo de acionamento 140 foi engatado por 22 milissegundos com um atraso de 11 milissegundos antes da retração (tempo fixo) e produziu a força aplicada medida a partir da ferramenta de aplicação de energia 110 em diferentes inclinações, conforme mostrado na tabela a seguir. Usando o conjunto de instruções pré-programado para diferentes inclinações, o tempo de engate e o tempo de atraso do mecanismo de acionamento 140 foram variados e produziram a seguinte força aplicada medida a partir da ferramenta de aplicação de energia 110. Tabela 2

Tempo Fixo 22/11 Tempo Variável (ms) Atraso de Força Força Alvo Força Média Acionamento Média (N) (N) (N) (ms) Declínio de 30 graus 36,9 25 23,2 16/10 Declínio de 25 graus 35,6 25 25,5 17/11 Declínio de 20 graus 35,1 25 23,5 17/11 Declínio de 15 graus 33,7 25 25,6 18/11 Declínio de 10 graus 32,2 25 26,7 19/11 Declínio de 5 graus 30,0 25 24,4 19/11 Horizontal 27,5 25 26,3 21/11 5 graus de inclinação 25,2 25 23,9 21/11 10 graus de inclinação 23,1 25 24,2 22/11 15 graus de inclinação 21,4 25 24,5 23/11 20 graus de inclinação 18,7 25 24,7 24/12 25 graus de inclinação 16,1 25 25,5 25/12 30 graus de inclinação 12,3 25 26,1 27/13

[0280] As forças medidas mostram que o conjunto de instruções pré-programadas produziu valores de força muito mais próximos da força alvo de 25 N do que com o tempo fixo na primeira coluna. A variação da ativação do mecanismo de acionamento 140 com base na inclinação determinada pelo sensor de orientação 145 pode, assim, ser usada para produzir uma força aplicada mais consistente a partir da ferramenta de aplicação de energia 110 com base no ângulo de inclinação medido.

[0281] O dispositivo e/ou uma parte do invólucro também pode(m) ter um revestimento antimicrobiano em si, capaz de eliminar, impedir, retardar ou minimizar o cultivo de micróbios, minimizando, assim, o uso de processo de autoclavagem em alta temperatura ou produtos químicos agressivos, além de poder(em) aumentar o tipo e número de materiais úteis como substratos na criação de tais ferramentas ou instrumentos.

[0282] Além disso, o instrumento pode ser útil para auxiliar na seleção do material, tal como um material mecanicamente biocompatível, ou um material biometricamente compatível usado na construção e/ou seleção de um material para uma estrutura anatômica, por exemplo, um implante. Para dentes saudáveis normais, a energia percussiva gerada pela mastigação é atenuada pelo ligamento periodontal na interface dente-osso saudável. No entanto, quando um implante substitui um dente natural devido a danos ou alguma doença, o ligamento é geralmente perdido e o implante pode transmitir as forças de percussão diretamente ao osso. Vários materiais, como compósitos, ouro, zircônia e assim por diante, usados para fabricar o pivô do implante, têm se mostrado eficazes em numerosos estudos. Embora os estudos tenham demonstrado a capacidade de sobrevivência de restaurações de implantes usando pivôs de resina composta, ouro ou zircônia, após a construção dos pivôs, não foram feitas pesquisas quanto a medições da resposta dinâmica à carga dos referidos materiais do pivô. O instrumento desta invenção pode ser usado para tais fins e pode ser útil para prever a adequabilidade ou compatibilidade antes da implantação, ou para escolher materiais adequados para proteger os dentes naturais adjacentes aos implantes. Assim, a escolha dos materiais pode minimizar a disparidade entre o modo como os implantes e os dentes naturais respondem ao impacto.

[0283] Além disso, o instrumento pode ser útil para auxiliar na seleção de material, tal como um material mecânica ou quimicamente durável ou compatível, usado na construção e/ou seleção de um material para, por exemplo, um avião, um automóvel, um navio, uma ponte, um edifício, quaisquer estruturas industriais, incluindo, mas limitadas a, instalações de geração de energia, estruturas em arco ou outras estruturas físicas, ou até materiais de amortecimento semelhantes e adequados para auxílio na construção de tais estruturas. O instrumento desta invenção pode ser usado para tais fins e pode ser útil para prever a adequação de um material antes da construção, além da detecção de rachaduras, fraturas, microfissuras, falhas de cimento, falhas de ligação ou localização de defeitos, etc., após a construção.

[0284] Além disso, Esta invenção também é útil para distinguir entre defeitos inerentes ao material que compõe a estrutura ou objeto e rachaduras ou fraturas, etc., conforme discutido acima, devido a trauma, desgaste ou carga repetida. Defeitos inerentes à construção óssea ou do material de um implante, ou uma estrutura física, por exemplo, podem incluir lesões no osso, defeitos similares na construção do implante ou fabricação de polímeros, compostos poliméricos ou ligas, ou compostos metálicos ou ligas.

[0285] A estabilização do instrumento pela parte de luva ou recurso de contato, e/ou aba ou aba e/ou componente, também pode minimizar qualquer ação espasmódica que possa confundir os resultados do teste, por exemplo, quaisquer defeitos inerentes à estrutura óssea ou física ou estrutura industrial que possam ser mascarados por ação espasmódica do testador. Este tipo de detecção de defeitos é importante, pois a localização e a extensão do defeito podem impactar dramaticamente a estabilidade do implante ou das estruturas físicas ou industriais. Geralmente, quando as lesões são detectadas, por exemplo, em um implante, como um defeito cristalográfico ou apical, a estabilidade do implante pode ser afetada se os defeitos cristalográficos e apicais estiverem presentes. No passado, não havia outra maneira de reunir esse tipo de informação além de processos dispendiosos de radiação intensiva. Com esta invenção, este tipo de informação poderá ser recolhido e poderá ser feito de forma discreta.

[0286] Esta invenção refere-se, ainda, a um sistema e método para medição das características estruturais que minimizam o impacto, mesmo um impacto minúsculo no objeto que esteja sendo medido, sem comprometer a sensibilidade da medição ou operação do sistema. Em uma aplicação, para menor força de impacto sem comprometer a sensibilidade da medição, o sistema inclui uma ferramenta de aplicação de energia 110 que é leve e/ou capaz de se mover a uma velocidade mais lenta, minimizando a força de impacto no objeto durante a medição enquanto exibe ou mantém melhor sensibilidade de medição. Em um aspecto, a ferramenta de aplicação de energia 110, por exemplo, a haste de derivação, pode ser feita de um material mais leve para minimizar o peso da peça manual, caso o dispositivo seja uma peça manual. Em outra aplicação, a ferramenta de aplicação de energia 110, por exemplo, a haste de derivação, pode ser feita mais curta e/ou de menor diâmetro, de tal modo que o tamanho da peça de manipulação também possa ser minimizado. Por exemplo, a ferramenta 110 pode ser feita de materiais que possam incluir titânio ou a ferramenta pode ter um invólucro oco e preenchido com, por exemplo, chumbo. Em outra aplicação, o sistema pode incluir um mecanismo de acionamento que possa diminuir a aceleração da ferramenta de aplicação de energia 110. Por exemplo, o mecanismo de acionamento pode incluir uma bobina de acionamento menor para diminuir a aceleração da ferramenta 110 de aplicação de energia, seja ou não leve e/ou menor em comprimento ou diâmetro, e a força de impacto no objeto durante a operação enquanto mantendo a sensibilidade da medição. Estas aplicações podem ser combinadas com uma ou mais das aplicações descritas anteriormente, incluindo o invólucro da peça manual de peso mais leve. A velocidade de condução da medição também pode ser desejável sem aumentar a velocidade inicial do impacto, de modo a minimizar o impacto no objeto durante a medição. Esta invenção refere-se, ainda, a outro sistema e método para medição das características estruturais, tendo um mecanismo de acionamento que pode diminuir a distância de deslocamento da ferramenta de aplicação de energia, por exemplo, de cerca de 4 mm a cerca de 2 mm, mantendo a mesma velocidade inicial em contato e, assim, uma medição mais rápida é possível sem comprometer o funcionamento do sistema. O sistema pode ou não ter peças e/ou recursos descartáveis para auxiliar na capacidade de reposicionamento e/ou redução do impacto com os recursos mencionados abaixo.

[0287] Em geral, esta invenção representa, ainda, uma nova forma de precisão de avaliação de risco na saúde dental ou integridade estrutural de estruturas físicas e uma oportunidade para diagnosticar de uma nova maneira. Esta invenção fornece a administração de energia cinética à amostra, taxas de carga e deslocamento que podem ser determinadas pela amostra, desaceleração medida após o impacto e análise da resposta mecânica dinâmica para previsão mais precisa de trincos, fraturas, microfissuras, microfraturas; perda de vedação de cimento; falha do cimento; falha de ligação; microinfiltração; lesões; decadência; integridade estrutural em geral; estabilidade estrutural em geral ou local de defeito.

[0288] Além disso, vários indicadores da integridade estrutural, como LC (loss coeficiente | coeficiente de perda) e ERG (energy return graph | gráfico de retorno de energia) podem ser possíveis, bem como cargas de percussão em uma direção crítica. O presente sistema fornece uma maneira conveniente e fácil de fornecer uma carga bucal, sendo outras direções de carregamento também possíveis, como a direção lingual para teste das propriedades estruturais mencionadas acima.

[0289] O carregamento bucal é importante porque é tipicamente o tipo mais perigoso de carga encontrado, por exemplo, por um dente. Em geral, o carregamento vertical induz tensões relativamente baixas nos dentes. No entanto, o movimento de trabalho e/ou não trabalho produz carga lateral como resultado do movimento lateral da mandíbula e geometrias inclinadas das superfícies oclusais dos dentes e restaurações. Este carregamento lateral pode induzir concentrações de tensão muito mais altas em superfícies externas e internas e abaixo da margem. Assim, ao usar o sistema desta invenção, tais testes podem ser facilmente realizados. Em suma, o sistema não só é adaptado para a detecção da estabilidade estrutural, integridade, rachaduras, etc., de uma estrutura de implante dentário protético, de uma estrutura dentária, uma estrutura ortopédica ou um implante ortopédico, mas também pode ser adaptado para uso no processo real de construção e substituição através de testes sob esforços que podem ser encontrados posteriormente após a implantação ou restauração.

[0290] O carregamento natural é tipicamente pulsátil (em oposição, por exemplo, ao sinusoidal). Seja muscular, cardiovascular, por corrida, saltos, contração/bruxismo, etc., todos podem produzir uma carga, por exemplo, uma carga pulsátil. O carregamento de percussão é pulsátil e, portanto, fisiológico. O carregamento de percussão pode ser usado para medição das propriedades viscoelásticas e detecção de danos em uma estrutura.

[0291] Conforme observado acima, esta invenção tem aplicações também na detecção de danos internos, tais como microrrachaduras, fraturas, microfraturas e delaminação em estruturas compostas e outros materiais de engenharia que possam ser usados em estruturas anatômicas e não anatômicas. Os compostos geralmente são mais suscetíveis ao desenvolvimento de danos do que os metais não reforçados, principalmente quando estão sob tensões que se aproximam da resistência à tração do material. Esta invenção é útil para detectar danos através de testes não destrutivos em materiais compostos e suas estruturas resultantes.

[0292] O sistema pode ser aplicável para testes em vários objetos, tanto anatômicos quanto mecânicos, conforme observado anteriormente. Para um objeto anatômico, como um dente, uma estrutura natural ou restaurada de implante protético, uma estrutura dentária ou um implante ortopédico, a medição ou teste geralmente é realizado enquanto o objeto está parado. Para um objeto mecânico, o que pode incluir, entre outros, estruturas poliméricas compostas, incluindo alvéolos ou estruturas alveolares em camadas, ou estruturas de composto metálico; uma estrutura de aeronave, um automóvel, um navio, uma ponte, um túnel, um trem, um prédio, estruturas industriais, incluindo, entre outras, instalações de geração de energia, estruturas em arco ou outras estruturas físicas semelhantes, os testes também podem ser realizados em um objeto móvel enquanto se move.

[0293] A Fig. 9 ilustra o uso de uma matriz 170 de ferramentas de aplicação de energia 110 posicionada ao longo do caminho de um objeto em movimento, mostrado um trem 90 se movendo na direção F. Em geral, as ferramentas de aplicação de energia 110 podem ser posicionadas em intervalos conhecidos ao longo do caminho do objeto em movimento e podem ser posicionadas, tal como pelos suportes 171, conforme ilustrado, para permitir o fornecimento de energia ao objeto em movimento, como o trem 90, nos locais desejados para medições. Em geral, as múltiplas ferramentas de aplicação de energia 110 podem ser acionadas de maneira temporalmente controlada, como uma contabilização sequencial da velocidade do objeto em movimento, de modo que cada uma delas seja acionada para fornecer energia substancialmente no mesmo local para permitir várias medições do mesmo local à medida que o objeto em movimento passa, ou ser cronometrada para fornecer energia ao objeto em movimento em diferentes locais, ou alguma combinação respectiva. Assim, objetos mecânicos também podem ser submetidos a testes quando estiverem estacionários ou em movimento, o que pode fornecer informações específicas sobre o objeto sob condições reais de trabalho. Isso pode ser realizado usando uma ferramenta de aplicação de energia 110 sobre uma pluralidade de pontos no objeto 90 para obtenção de uma condição média do objeto de maneira geral ou ser realizada no mesmo local, usando muitas ferramentas de aplicação de energia 110 ou dispositivos 100 separados para obter um resultado médio no mesmo local. Neste exemplo, as medições podem ser realizadas sob condições operacionais reais.

[0294] A energia mecânica associada a um impacto contrário, por exemplo, um dente natural, por exemplo, é dissipada principalmente pelo ligamento periodontal. Mais especificamente, quando um dente é submetido a uma força de impacto, uma onda de estresse é transmitida através do dente e para o ligamento periodontal, que funciona para conectar o dente ao osso subjacente. Devido à forma como se deforma, o ligamento periodontal atua como um amortecedor, dissipando grande parte da energia associada ao impacto. Esse processo de amortecimento reduz vantajosamente a força de impacto resultante transmitida ao osso circundante. Por outro lado, as próteses para implantes dentários, por exemplo, geralmente não possuem mecanismo pelo qual dissipar quantidades significativas de energia mecânica devido à natureza dos materiais usados. Assim, a energia mecânica tende a passar de uma estrutura de implante para o osso subjacente com relativamente pouco amortecimento. Essa diferença no comportamento mecânico pode ser particularmente crítica para pessoas que habitualmente sofrem de bruxismo e/ou cerram os dentes, pois esse comportamento transmite forças de impacto relativamente grandes nos dentes. Para uma estrutura física, incorporando ou não um material de amortecimento na estrutura, a energia mecânica associada a um impacto contra a estrutura pode gerar uma resposta diferente quando há uma rachadura,

microfissura, fratura, microfratura, delaminação, defeito ou qualquer estrutura instabilidade do que para uma estrutura sem rachaduras, microfissuras, fraturas, defeitos ou qualquer instabilidade estrutural.

[0295] A extensão relativa na qual um material dissipa energia mecânica elástica pode ser caracterizada usando o coeficiente de perda, conforme discutido anteriormente. Os valores do coeficiente de perda podem ser determinados para qualquer um dos objetos mencionados acima, incluindo dentes naturais, bem como para uma grande variedade de superestruturas suportadas por implantes, como superestruturas feitas de compósitos de matriz de resina, ligas de ouro, porcelana fundida com laminados de ouro, lítio dissilicato, zircônia, todas as restaurações cerâmicas ou qualquer outro material adequado para uso na cavidade oral. Estruturas suportadas por implantes normalmente dissipam menos energia mecânica do que suas contrapartes naturais nos dentes. No entanto, a capacidade de um implante de dissipar energia mecânica depende do nível de osseointegração ao redor do implante: a fraca osseointegração entre um implante e o osso circundante pode causar níveis anormalmente altos de dissipação de energia. Assim, a dissipação de energia aumenta inicialmente após a colocação do implante, por exemplo, devido à remodelação óssea, mas geralmente diminui à medida que a osseointegração progride. Eventualmente, a capacidade de dissipação de energia (amortecimento) do implante se torna constante à medida que o processo de osseointegração progride até a conclusão. Conforme observado acima, para dentes saudáveis normais, a energia percussiva gerada pela mastigação é atenuada pelo ligamento periodontal na interface dente-osso saudável. Quando um dente natural é danificado ou se encontra doente, um implante o substitui, mas sem o ligamento, uma vez que este é perdido. Na maioria dos casos, em um implante integrado com sucesso, não há ligamento. Sob isso, o implante pode transmitir as forças percussivas diretamente no osso. Para compensar essa perda, o uso de, por exemplo, alguns compósitos, zircônia e assim por diante, para fabricar o pivô do implante, tem se mostrado eficaz em vários estudos. O instrumento desta invenção pode servir para auxiliar na construção ou fabricação e/ou seleção de um material para estrutura anatômica, por exemplo, de um implante. A medição da resposta dinâmica à carga dos referidos materiais do pivô pode ser usada para tais fins e pode ser útil para prever a adequação do material restaurador para o implante antes da implantação ou antes da restauração.

[0296] Por exemplo, um computador manipulando a entrada da peça manual 100 pode incluir, ainda, registros de memória, de forma que a resposta percussão versus tempo, por exemplo, a quantidade de energia refletida do objeto 90 em vários pontos durante um período de tempo discreto, possa ser registrada. Em tais aplicações, a energia retornada do objeto 90 pode ser plotada em função do tempo em uma tela conectada ao computador. Essa configuração permite ao usuário visualizar e analisar o perfil de tempo-energia da energia refletida no objeto 90.

[0297] Além da criação de um perfil de tempo- energia, outras análises também podem ser realizadas nos sinais retornados do mecanismo de detecção 111, como um sensor de força piezoelétrico. Por exemplo, a quantidade de trabalho associada ao impacto pode ser avaliada ao integrar a força aplicada à ferramenta de aplicação de energia 110, como uma haste de derivação, em relação ao deslocamento do objeto 90. A força aplicada à ferramenta de aplicação de energia 110, como uma haste de derivação durante seu impacto com o objeto 90, pode ser medida usando o mecanismo de detecção 111, como um sensor de força piezoelétrico. Após o impacto, a quantidade de trabalho depende parcialmente da quantidade de defeitos presentes no objeto 90. Em particular, os defeitos no objeto 90 podem dissipar a energia cinética da haste de derivação da ferramenta de aplicação de energia 110, uma vez que afeta o objeto 90, reduzindo, assim, a quantidade de energia elástica disponível a ser devolvida à haste de derivação.

[0298] Em uma aplicação, uma comparação da quantidade de energia elástica retornada à haste de derivação e o trabalho total associado ao impacto pode ser usada para determinar a quantidade e natureza dos defeitos estruturais presentes no objeto 90. Em outra aplicação, um pico de distribuição gaussiano ou outro pico derivado matematicamente, pode ser ajustado à resposta de percussão medida, como dados de energia, tensão ou força. O resíduo ou erro médio pode ser usado para determinar com que precisão os dados medidos são representativos de um objeto sem defeitos

90.

[0299] A Fig. 10 mostra exemplos da forma de resposta percussão versus tempo, por exemplo, perfis de tempo- energia gerados no dente. Para um dente normal, é gerada uma curva suave em forma de sino, conforme mostrado. Para um dente anormal, é gerada uma curva com várias formas, por exemplo, um perfil assimétrico ou perfil de pico múltiplo, conforme mostrado. Embora os perfis mostrados sejam referentes ao dente, os perfis podem ser generalizados para quaisquer outros objetos mencionados acima, sejam anatômicos, industriais ou físicos.

[0300] Uma vez que a carga bucal é o tipo mais perigoso de estresse encontrado, a capacidade de correlacionar os resultados dos testes com a resposta real quando implantado é outro aspecto desta invenção. Em geral, o aperto oclusal induz tensões relativamente baixas, o movimento de trabalho e/ou não pode produzir uma carga lateral e pode induzir tensões muito mais altas, o que pode gerar maior concentração de tensões na superfície interna e abaixo da margem do cimento-esmalte. Assim, o uso do sistema desta invenção pode auxiliar na seleção do melhor material ou projeto de construção em ou para um implante ou dente natural. Isso também pode ser aplicado a sistemas não anatômicos. Além disso, esse teste da estrutura pode continuar durante toda a vida útil da estrutura sem nenhum processo desmontável ou destrutivo para monitorar a integridade estrutural do local ao longo do tempo.

[0301] O teste físico não anatômico pode ser realizado de maneira semelhante à das estruturas dentárias e, por exemplo, um teste não destrutivo de ligações em laminados compostos. A ligação de estruturas compostas usando adesivos oferece muitas vantagens sobre outros métodos de união. Essas vantagens incluem a distribuição da carga em uma grande área de ligação, peso reduzido e capacidade de unir materiais diferentes, maior rigidez e resistência na área de ligação e, em muitos casos, menor custo de fabricação. No entanto, uma das limitações ao usar adesivos é a incapacidade de determinar de maneira não destrutiva se a junta de ligação montada atende aos requisitos estruturais usando outros métodos e isso geralmente leva a uma abordagem conservadora de projeto e aplicação de fixadores através de ligação para garantir a integridade da união.

O sistema e o método desta invenção têm a capacidade de detectar de forma não destrutiva as ligações adesivas de ‘contato’, onde a resistência ao cisalhamento do adesivo é baixa devido à contaminação nas superfícies de ligação ou ao manuseio, mistura ou cura inadequada do adesivo, ou mesmo da má preparação superficial de superfícies moldadas, onde fluorocarbonetos, silicones, plastificantes, por exemplo, podem ser introduzidos a partir do processo de fabricação.

Esses contaminantes tendem a diminuir o ângulo de contato entre o adesivo e a superfície de ligação, causando uma diminuição na resistência ao cisalhamento.

Como resultado, o vínculo formado pode não ser capaz de carregar carga, pois ambos os substratos estarão, em essência, ‘contatando’ um ao outro.

Esta invenção fornece testes não destrutivos para detectar defeitos em estruturas compostas.

Por exemplo, a invenção pode ser empregada para comparar dois laminados compostos em que um foi ligado seguindo uma técnica de preparação superficial inadequada, enquanto o outro foi ligado de acordo com práticas padrão comuns.

Em um experimento real, dois laminados pré-curados de fibra de carbono/matriz epóxi de 305 mm x 305 mm x 1,59 mm (12 pol. x 12 pol. x 0,0625 pol.) foram unidos com um adesivo de filme epóxi suportado pela cura a 121°C (250° F). Uma amostra teve agente de liberação aplicado em uma área de 152 mm x 152 mm (6 pol. x 6 pol.) no centro do laminado, simulando uma ligação de “contato”, enquanto o outro laminado ligado não teve qualquer agente de liberação aplicado.

Para garantir que o agente de liberação tenha criado uma ligação ruim, ele foi cozido na superfície do laminado antes da ligação. Usando uma ferramenta de aplicação de energia 110, como uma haste de derivação, os resultados mostrados na Fig. 10a mostram que uma amostra ligada a um contato (ligação fraca) tem uma curva de resposta diferente de uma curva bem ligada. Nas estruturas de ligação, esta invenção também pode ser capaz de detectar a diferença na espessura do agente de ligação. Uma vez que os agentes de ligação são geralmente de material viscoelástico, quanto mais espessa a camada do agente, mais amortecedor e, portanto, uma resposta diferente.

[0302] Conforme mencionado acima, esta invenção fornece facilidade e velocidade de aplicação e pode ser empregada para detectar e avaliar uma microinfiltração, decaimento bruto recorrente, prótese/levante de mordida solta, decaimento no canal protético, detectar se o dente não é restaurável, decaimento bruto, exposição próxima da polpa, rachaduras da dentina e do esmalte, fratura da liga interna ou mesmo qualquer incompatibilidade de bioengenharia, qualquer defeito que crie movimento dentro da estrutura, e assim por diante, de maneira não destrutiva. Isto também é verdade para as estruturas industriais ou físicas mencionadas acima.

[0303] Embora a invenção tenha sido descrita em relação a aspectos, aplicações e exemplos específicos respectivos, estes são meramente ilustrativos e não restritivos da invenção. A presente descrição das aplicações ilustradas da invenção, incluindo a descrição no Resumo e no Sumário, não pretende ser exaustiva ou limitar a invenção às formas precisas aqui divulgadas (e, em particular, a inclusão de qualquer aplicação, recurso ou função particular dentro do Resumo ou Sumário não se destina a limitar o âmbito da invenção a tal aplicação, recurso ou função). Pelo contrário, a descrição destina-se a descrever aplicações, recursos e funções ilustrativas para fornecer a alguém de habilidade comum na técnica um contexto para entender a invenção sem limitar o mesmo a qualquer aplicação, recurso ou função particularmente descrita, incluindo qualquer recurso ou função da aplicação que tenha sido descrito no Resumo ou Sumário. Embora aplicações e exemplos específicos da invenção sejam aqui descritos apenas para fins ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do espírito e escopo da invenção, conforme os especialistas na técnica relevante reconhecerão e apreciarão. Conforme indicado, estas modificações podem ser feitas à invenção à luz da descrição anterior das aplicações ilustradas da invenção e devem ser incluídas dentro do espírito e escopo da invenção. Assim, embora a invenção tenha sido aqui descrita com referência a aplicações particulares respectivas, uma amplitude de modificações, várias mudanças e substituições são pretendidas nas divulgações anteriores, e será apreciado que em alguns casos certas características das aplicações da invenção sejam empregadas sem um uso correspondente de outras características, sem que se fuja do escopo e espírito da invenção, conforme estabelecido. Portanto, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular ao escopo e espírito essenciais da invenção.

[0304] A referência ao longo deste relatório descritivo a “uma aplicação”, “a aplicação” ou “uma aplicação específica” ou qualquer terminologia semelhante significa que uma particularidade, estrutura ou característica descrita em conexão com a aplicação é incluída em, pelo menos, uma aplicação e pode não estar necessariamente presente em todas as aplicações. Assim, o surgimento respectivo das frases “em uma aplicação”, “na aplicação” ou “em uma aplicação específica” ou qualquer terminologia semelhante em vários locais ao longo deste relatório descritivo não se refere necessariamente à mesma aplicação. Além disso, as particularidades, estruturas ou características de qualquer aplicação em particular podem ser combinadas de forma adequada com uma ou mais dentre as outras aplicações. Deve-se entender que outras variações e modificações das aplicações aqui descritas e ilustradas são possíveis à luz dos ensinamentos da invenção e devem ser consideradas como parte do espírito e escopo da invenção.

[0305] Na descrição aqui fornecida, são fornecidos numerosos detalhes específicos, tais como exemplos de componentes e/ou métodos, para proporcionar uma compreensão completa das aplicações desta invenção. Um especialista na técnica relevante reconhecerá, no entanto, que uma aplicação poderá ser praticada sem um ou mais dos detalhes específicos ou com outros aparelhos, sistemas, conjuntos, métodos, componentes, materiais, peças e/ou semelhantes. Em outros casos, as estruturas, componentes, sistemas, materiais ou operações bem conhecidos não são especificamente mostrados ou descritos em detalhes para evitar aspectos obscuros das aplicações da invenção. Embora a invenção possa ser ilustrada usando uma aplicação particular, isso não é e não limita a invenção a qualquer aplicação particular, e uma pessoa com habilidade comum na técnica reconhecerá que as aplicações adicionais são facilmente compreensíveis e fazem parte da invenção.

[0306] Conforme aqui utilizado, os termos “compreende”, “compreendendo”, “inclui”, “incluindo”, “tem”, “tendo” ou qualquer outra variação respectiva destinam-se a cobrir uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, um processo, produto, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não é necessariamente limitado apenas a esses elementos, mas pode incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, procedimento, artigo ou aparelho.

[0307] Além disso, o termo “ou”, conforme aqui utilizado, geralmente destina-se a significar “e/ou”, salvo se indicado em contrário. Por exemplo, uma condição A ou B é satisfeita por qualquer um dos seguintes: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (ou ausente), A é falso (ou ausente) e B é verdadeiro (ou presente) e ambos A e B são verdadeiros (ou presentes). Conforme aqui utilizado, incluindo nas reivindicações a seguir, um termo precedido por “um” ou “uma” (e “o” ou “a” quando a base antecedente for “um” ou “uma”) incluirá tanto o singular quanto o plural de tal termo, salvo se claramente indicado em contrário dentro da reivindicação (ou seja, que a referência “o”, “a”, “um” ou “uma” indica claramente apenas o singular ou apenas o plural). Além disso, conforme utilizado nesta descrição, o significado de “em” inclui “em” e “no”, salvo se o contexto indicar claramente o contrário.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, tendo: um invólucro (102), tendo uma extremidade dianteira aberta e um eixo longitudinal; uma ferramenta de aplicação de energia (110) (110) montada dentro do referido invólucro (102), a referida ferramenta de aplicação de energia (110) tendo uma configuração de repouso e uma configuração ativa; um mecanismo de acionamento (141) suportado no interior do referido invólucro (102), o referido mecanismo de acionamento (140), (141) sendo adaptado para ativar a referida ferramenta de aplicação de energia (110) entre as referidas configurações de repouso e ativa para aplicar uma quantidade definida de energia em uma orientação horizontal; e um inclinômetro adaptado para medir a inclinação da ferramenta de aplicação de energia (110) em relação à horizontal; caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar a quantidade de energia aplicada para ativar a referida ferramenta de aplicação de energia e(110) entre as referidas configurações de repouso e ativa com base na referida inclinação para, pelo menos, aproximar a referida quantidade definida de energia em inclinações diferentes da horizontal.

2. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por contar, ainda, com uma parte de luva (120) (120) que se projeta da referida extremidade dianteira aberta do referido invólucro (102) por uma distância, a referida parte de luva (120) tendo um interior oco com uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira e uma parte de contato com o objeto (90) na extremidade dianteira adaptada para repousar ou pressionar contra, pelo menos, uma parte do referido objeto (90) com, pelo menos, uma parte da referida parte de contato com o objeto (90); e um recurso de contato (121) disposto dentro da parte de luva (120) adaptado para se mover ou deslizar livremente dentro da referida parte de luva (120) ao longo do referido eixo longitudinal, o referido recurso de contato (121) tendo um corpo com um comprimento e uma extremidade dianteira substancialmente fechada para substancialmente fechar a parte dianteira aberta da parte de luva (120), a fim de minimizar o contato direto entre a referida ferramenta de aplicação de energia (110) e o referido objeto (90) durante a medição.

3. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela referida extremidade dianteira fechada do referido recurso de contato (121) compreender uma parte de contato móvel ou uma parte de contato deformada.

4. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado por contar, ainda, um recurso descartável que envolve uma parte do referido dispositivo (100) para minimização do contato entre o dispositivo (100) e o objeto (90) durante o uso.

5. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado por contar, ainda, com uma aba (124)que se estende da referida parte de luva (120) substancialmente perpendicular à referida superfície de contato do objeto com a referida parte de luva (120).

6. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pela referida ferramenta de aplicação de energia (110) ser adaptada para aplicação de energia mecânica, energia eletromagnética ou energia sonora ao objeto (90).

7. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4 ou 5, caracterizado por contar, ainda, com um sensor adaptado para detectar uma força de contato quando a referida parte de contato com o objeto (90) da referia parte de luva (120) pressionar o referido objeto.

8. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela referida inclinação em relação à referida orientação horizontal variar de zero grau a cerca de mais/menos quarenta e cinco graus.

9. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 8, caracterizado pela referida parte de luva (120) se projetar da referida extremidade dianteira aberta do referido invólucro (102) em uma direção substancialmente paralela ou substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal.

10. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, tendo: um invólucro (102), tendo uma extremidade dianteira aberta e um eixo longitudinal; uma ferramenta de aplicação de energia (110) montada dentro do referido invólucro (102), a referida ferramenta de aplicação de energia (110)tendo uma configuração de repouso e uma configuração ativa; um mecanismo de acionamento (141) suportado no interior do referido invólucro (102), o referido mecanismo de acionamento (140), (141) sendo adaptado para ativar a referida ferramenta de aplicação de energia (110) entre as referidas configurações de repouso e ativa, a fim de aplicar uma quantidade definida de energia na orientação horizontal; e um inclinômetro adaptado para medir a inclinação do dispositivo (100) em relação à horizontal; caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar a quantidade de energia aplicada para mover a referida ferramenta de aplicação de energia (110) entre as configurações de repouso e ativa com base na referida inclinação para, pelo menos, aproximar a referida quantidade de energia definida em inclinações diferentes da horizontal.

11. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo referido inclinômetro compreender um acelerômetro.

12. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo referido acelerômetro ser selecionado do grupo consistindo em um acelerômetro de três eixos, um acelerômetro de dois eixos e um acelerômetro de um eixo.

13. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10, 11 ou 12, caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141)

compreender uma bobina eletromagnética.

14. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar a quantidade de energia fornecida à referida bobina eletromagnética em resposta a mudanças na referida inclinação.

15. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar o tempo de energização da referida bobina eletromagnética em resposta a mudanças na referida inclinação.

16. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar o número de energizações da referida bobina eletromagnética em resposta a mudanças na referida inclinação.

17. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar o atraso entre uma série de energizações da referida bobina eletromagnética em resposta a mudanças na referida inclinação.

18. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 17, caracterizado por contar, ainda, com pelo menos, uma fonte de luz (114) disposta no referido invólucro (102) e, pelo menos, um tubo de luz que se prolonga do referido invólucro (102) até a referida parte de luva (120) para transportar luz a partir de, pelo menos, uma referida fonte de luz (114).

19. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 18, caracterizado pelo referido objeto (90) ser fixo ou móvel durante a medição.

20. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de uma forma não destrutiva, caracterizado por contar com: um invólucro (102), tendo um interior oco, um eixo longitudinal e uma extremidade dianteira aberta através da qual a energia de uma ferramenta de aplicação de energia (110)passa para alcançar um objeto (90) em medição, a referida ferramenta de aplicação de energia (110) montada dentro do referido invólucro (102)para aplicar energia ao referido objeto (90), e a referida ferramenta de aplicação de energia (110) tendo uma posição de repouso e uma posição ativa; e um mecanismo de acionamento suportado dentro do referido invólucro (102) e acoplado à referida ferramenta de aplicação de energia (110), o referido mecanismo de acionamento (140), (141) adaptado para aplicar repetidamente energia para impactar o objeto (90) com substancialmente a mesma quantidade de força, quer o eixo longitudinal do dispositivo (100) esteja em uma posição substancialmente horizontal ou criando um ângulo de até menos de +/- 45 graus com a posição horizontal.

21. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo referido ângulo ser menor que cerca de +/- 30 graus.

22. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a qualquer uma das reivindicações 20 ou 21, caracterizado por contar, ainda, com uma parte de luva (120)que se estende da extremidade dianteira do invólucro (102), a referida parte de luva (120) tendo uma parte de contato com o objeto (90) em sua extremidade dianteira livre e sendo adaptada para contatar, pelo menos, uma parte do referido objeto (90) com, pelo menos, uma parte da referida parte de contato com o objeto (90) da referida extremidade aberta.

23. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pela referida parte de luva (120) se projetar da referida extremidade dianteira aberta do referido invólucro (102) em uma direção substancialmente paralela ou substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal.

24. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 20 a 23, caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) compreender uma bobina.

25. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por contar, ainda, com um recurso de contato (121) disposto dentro da parte de luva (120) adaptado para se mover ou deslizar livremente dentro da referida parte de luva (120) ao longo do referido eixo longitudinal da referida parte de luva (120), o referido recurso de contato (121) tendo um corpo com um comprimento e uma extremidade dianteira substancialmente fechada para fechar substancialmente a parte dianteira aberta da parte de luva (120), a fim de minimizar o contato direto entre a referida ferramenta de aplicação de energia (110) e o referido objeto (90) durante a medição.

26. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22, 23, 24 ou 25, caracterizado por contar, ainda, com uma aba (124) que se estende da referida parte de luva (120) substancialmente perpendicular à referida superfície de contato do objeto (90) com a referida parte de luva (120).

27. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por contar, ainda, com um sensor adaptado para detectar uma força de contato quando a referida parte de contato com o objeto (90) da referia parte de luva (120) pressionar o referido objeto (90).

28. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por contar, ainda, com um componente tipo luva (120) de transferência de força móvel disposto em direção à extremidade dianteira aberta do invólucro (102) para transferir a referida força de contato entre a referida parte de luva (120) e o referido objeto (90) ao referido sensor.

29. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 22 a 28, caracterizado por contar, ainda, com pelo menos, uma fonte de luz (114) disposta no referido invólucro (102) e, pelo menos, um tubo de luz que se prolonga do referido invólucro (102) até a referida parte de luva (120)para transportar luz a partir de, pelo menos, uma referida fonte de luz (114).

30. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 20 a 29, caracterizado pelo referido objeto (90) em medição ser fixo ou móvel.

31. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 ou 21, caracterizado pela referida quantidade de força estar entre cerca de 20 newtons e cerca de 30 newtons.

32. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 20 a 28, caracterizado por contar, ainda, com um revestimento antimicrobiano.

33. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, contando com: um invólucro (102), tendo uma extremidade dianteira aberta, um eixo longitudinal e uma ferramenta de aplicação de energia (110) montada dentro do referido invólucro (102), a referida ferramenta de aplicação de energia (110) tendo uma posição de repouso e uma posição ativa, a referida aplicação de energia sendo adaptada para impactar o referido objeto (90) em sua posição ativa com o mínimo de energia de impacto para gerar uma resposta do referido objeto (90); um mecanismo de acionamento (140), (141) suportado dentro do referido invólucro (102) adaptado para ativar a referida ferramenta de aplicação de energia (110) entre as referidas posições de repouso e ativa para aplicar uma quantidade definida de energia em uma orientação horizontal; um inclinômetro adaptado para medir a inclinação da ferramenta de aplicação de energia (110) em relação à horizontal; caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar a quantidade de energia aplicada para ativar a referida ferramenta de aplicação de energia (110) entre as referidas posições de repouso e ativa com base na referida inclinação para, pelo menos, aproximar a referida quantidade de energia definida em inclinações diferentes da horizontal.

34. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pela referida ferramenta de aplicação de energia (110) ser feita de um material leve, ser capaz de se mover a uma velocidade mais lenta e combinações respectivas para minimizar a energia de impacto no objeto (90) submetido à medição.

35. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 ou 34, caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) ser adaptado para diminuir a aceleração da ferramenta de aplicação de energia (110) para minimizar a energia de impacto no objeto (90) submetido à medição.

36. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 33 a 35, caracterizado pelo referido objeto em medição ser fixo ou móvel.

37. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 33 a 36, caracterizado por contar, ainda, com uma parte de luva (120)que se estende da referida extremidade aberta do referido invólucro (102) para contatar, pelo menos, uma parte do referido objeto (90) submetido à medição com uma força, a referida força sendo monitorada pelo sensor de força (143) não fisicamente acoplado à referida ferramenta de aplicação de energia (110).

38. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo referido sensor de força (143) circundar a referida ferramenta de aplicação de energia (110).

39. “SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, caracterizado por contar com: um dispositivo (100), compreendendo: um invólucro (102), tendo com um interior oco, um eixo longitudinal e uma parte dianteira aberta; uma ferramenta de aplicação de energia (110) montada dentro do referido invólucro (102) para aplicar energia ao referido objeto (90), a referida ferramenta de aplicação de energia (110)tendo uma posição de repouso e uma posição ativa e aplicando energia através da referida parte dianteira aberta do invólucro (102) para impactar o referido objeto (90)em medição; um mecanismo de acionamento (140), (141) suportado dentro do referido invólucro (102)e acoplado à referida ferramenta de aplicação de energia (110), o referido mecanismo de acionamento (140), (141) adaptado para aplicar repetidamente energia para impactar o objeto (90) com substancialmente a mesma quantidade de força, quer o eixo longitudinal do dispositivo esteja em uma posição substancialmente horizontal ou criando um ângulo de até menos de +/- 45 graus com a posição horizontal, o referido mecanismo de acionamento (140), (141) compreendendo um sistema de detecção ou medição; e um computador acoplado ao dispositivo para controlar a ferramenta de aplicação de energia (110) e para analisar quaisquer dados coletados pelo dispositivo.

40. “SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo referido sistema medir, por um intervalo de tempo, uma resposta de percussão para gerar uma resposta de percussão versus perfil de tempo.

41. “SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pela referida resposta de percussão compreender o deslocamento da ferramenta de aplicação de energia (110) ou a energia refletida a partir do objeto como resultado da aplicação de energia.

42. “SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com as reivindicações 40 e 41, caracterizado pelo referido perfil de um dente normal ser diferente daquele de um dente danificado.

43. “SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado por perfis diferentes dos referidos dentes danificados representarem diferentes tipos de defeitos, diferentes locais de defeitos, número de locais de defeitos e combinações respectivas.

44.“DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, compreendendo: um invólucro (102), tendo uma extremidade dianteira aberta e um eixo longitudinal; uma parte de contato adaptada para entrar em contato com um objeto (90); uma ferramenta de aplicação de energia (110) montada dentro do referido invólucro (102), a referida ferramenta de aplicação de energia (110) tendo uma configuração de repouso e uma configuração ativa; pelo menos, um componente de transferência de força (130) adaptado para transferir uma força de contato externa da referida parte de contato para outro componente ao longo do referido eixo longitudinal, não sendo diretamente acoplado à referida ferramenta de aplicação de energia (110); um mecanismo de acionamento (140) suportado no interior do referido invólucro (102), o referido mecanismo de acionamento (140), (141) sendo adaptado para ativar a referida ferramenta de aplicação de energia (110) entre as referidas configurações de repouso e ativa, a fim de aplicar uma quantidade definida de energia na orientação horizontal; um inclinômetro adaptado para medir a inclinação do dispositivo em relação à horizontal; caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar a quantidade de energia aplicada para mover a referida ferramenta de aplicação de energia (110)entre as configurações de repouso e ativa com base na referida inclinação para, pelo menos, aproximar a referida quantidade de energia definida em inclinações diferentes da horizontal; e um sensor de força (143) adaptado para medir a referida força de contato externa transferida através de, pelo menos, um referido componente de transferência de força.

45. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por, pelo menos, um referido componente de transferência de força (130) ser rigidamente acoplado à referida parte de contato.

46. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por, pelo menos, um referido componente de transferência de força compreender uma luva (120) de transferência de força acoplada rigidamente ao referido mecanismo de acionamento (140), (141).

47. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com as qualquer uma das reivindicações de 44 a 46, caracterizado pelo referido sensor de força (143)ser posicionado ao longo do referido eixo longitudinal entre, pelo menos, um referido componente de transferência de força (130) e um componente fixo relativo dentro do referido invólucro (102), de modo que a referida força de contato externa empurre o referido sensor de força (143) contra o referido componente fixo relativo, o referido componente fixo relativo não sendo rigidamente acoplado a, pelo menos, um referido componente de transferência de força (130).

48. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 44 e 45, caracterizado pelo referido sensor de força (143)ser posicionado ao longo do referido eixo longitudinal entre, pelo menos, um referido componente de transferência de força (130) e um componente fixo relativo dentro do referido invólucro (102), de modo que a referida força de contato externa empurre o referido sensor de força (143) contra o referido componente fixo relativo, o referido componente fixo relativo compreendendo o referido mecanismo de acionamento (140), (141).

49. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS

CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo referido sensor de força (143) ser selecionado do grupo consistindo em um extensômetro, múltiplos extensômetros, um sensor piezoelétrico, um resistor sensível à força e um sensor de posição linear.

50. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por contar, ainda, com um mecanismo de detecção (111) separado do referido sensor de força (143), o referido mecanismo de detecção (111) sendo adaptado para medir valores de energia da referida ferramenta de aplicação de energia (110).

51. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pela referida parte de contato e, pelo menos, um referido componente de transferência de força (130) transladar ao longo do referido eixo longitudinal em relação ao referido sensor de força (143), ao referido invólucro (102) e à referida ferramenta de aplicação de energia (110) em resposta à referida força de contato externa para transferir ao referido sensor de força (143).

52. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, contando com: um invólucro (102), tendo uma extremidade dianteira aberta e um eixo longitudinal; uma parte de luva (120) que se estende da referida extremidade dianteira aberta do referido invólucro (102) por uma distância, a referida parte de luva (120) tendo um interior oco com uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira e uma parte de contato com o objeto (90) na extremidade dianteira adaptada para repousar ou pressionar contra, pelo menos, uma parte do referido objeto com, pelo menos, uma parte da referida parte de contato com o objeto; uma ferramenta de aplicação de energia montada dentro do referido invólucro (102), a referida ferramenta de aplicação de energia (110) tendo uma configuração de repouso e uma configuração ativa, a referida configuração ativa adaptada para impactar o referido objeto; um mecanismo de acionamento (140) suportado dentro do referido invólucro (102), o referido mecanismo de acionamento (140), (141) sendo adaptado para ativar a referida ferramenta de aplicação de energia (110) entre as configurações de repouso e ativa ao modular o processo de aplicação de energia para imitar uma posição substancialmente horizontal durante a medição; um mecanismo de detecção (111) ou medição acoplado à referida aplicação de energia adaptado para detectar ou medir uma resposta do objeto (90) ou da ferramenta de aplicação de energia (110) após o impacto; e um inclinômetro adaptado para medir a inclinação da ferramenta de aplicação de energia (110) em relação à horizontal; caracterizado pelo referido mecanismo de acionamento (140), (141) variar a distância de deslocamento da ferramenta de aplicação de energia (110) entre as configurações de repouso e ativa, mantendo uma mesma velocidade inicial no impacto da aplicação de energia sobre o referido objeto.

53. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pela referida distância de percurso estar entre um intervalo de cerca de 2 mm a cerca de 4 mm.

54. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS

CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 52 ou 53, caracterizado por contar, ainda, com um sensor de força (143) adaptado para medir uma força quando a referida parte de contato com o objeto da referida luva (120) repousar, ou for pressionada contra, pelo menos, uma parte do referido objeto (90).

55. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo referido sensor de força (143) ser adaptado para ativar o referido mecanismo de acionamento (140), (141) quando a referida força estiver dentro de uma faixa predeterminada.

56. “DISPOSITIVO PARA DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE UM OBJETO”, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo referido sensor de força (143) compreender um resistor sensível à força, um sensor piezoelétrico, um extensômetro ou extensômetros.