CN101719322B - 虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，该平台能够为虚拟现实牙科手术的操作过程提供合适的支撑点。该平台包括有牙模组件、俯仰驱动组件、摆动驱动组件和圆周驱动组件，椅位驱动组件与安装台装配在一起。通过操作者手指牵引移动上/下牙模组件中的滑动件，能够方便快捷的寻找到支撑点，并可靠锁定；同时该平台可满足医生相对于病人的椅位位置调整、病人头部的俯仰角度调整、病人头部的摆动角度调整等手术操作要求。在本发明的平台中通过俯仰驱动组件和摆动驱动组件实现了牙模的俯仰和摆动角度调整；通过椅位驱动组件实现了医生相对于病人的椅位的调整。本发明的平台能够满足不同类型的牙科手术，以及对每一颗牙齿操作时，提供便捷而且稳定的支点。

Description

虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台

技术领域

本发明涉及一种虚拟现实牙科手术训练设备，更特别地说，是指一种用于虚拟现实系统的牙科手术触感支点平台。

背景技术

参见图6所示，医生对牙科病人就医时，一般是按照时钟的7点、9点、10点和12点的位置关系进行手术的，这四个钟点的分布也称为医生的第一椅位、第二椅位、第三椅位和第四椅位。第一椅位是时钟的7点、第二椅位是时钟的9点、第三椅位是时钟的10点和第四椅位是时钟的12点。医生在进行手术时，医生需要用手对牙齿病人头部进行摆动、俯仰以及水平角度的调整，对于这三个姿态调整的好坏是凭借医生的经验。

在虚拟现实牙科手术的操作过程中，为再现操作过程中真实的触(力)觉感受，需要保证对医生手腕和手掌进行可靠支撑，需研制合乎牙科手术运动空间和姿态要求的手臂支撑平台，并需要研究支撑架设计参数对于手臂刚度和手指工作空间的影响。

为了研制支持双手力反馈的样机系统，需要基于人机功效学和人体触觉运动规律，开发满足触(力)觉临床感受的体位和坐姿保持子系统，增加类似仿头模的支撑框架，为受训人员提供手腕和手掌的支撑环境，满足精密触觉感受对于微小尺度和精密动作训练的要求。基于不同人机交互需求的触觉设备选取标准(构形、工作空间、虚拟刚度等)，研究与触觉设备无干涉的支点平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，该平台能够为虚拟现实牙科手术的操作过程提供合适的支撑点。通过操作者手指牵引移动上/下牙模组件中的滑动件，能够方便快捷的寻找到支撑点，并可靠锁定；同时该平台可满足医生相对于病人的椅位位置调整(从7点位至12点位的连续调整)、病人头部的俯仰角度调整(抬头、低头)、病人头部的摆动角度调整(向左、向右摆动)等手术操作要求。在本发明的平台中通过俯仰驱动组件和摆动驱动组件实现了牙模的俯仰和摆动角度调整；通过椅位驱动组件实现了医生相对于病人的椅位的调整。本发明的平台能够满足不同类型的牙科手术，以及对每一颗牙齿操作时，提供便捷而且稳定的支点。

本发明设计的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台包括有牙模组件1、俯仰驱动组件2、摆动驱动组件3和椅位驱动组件5，椅位驱动组件5与安装台4装配在一起上。安装台4支撑起整个虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台。牙模组件1安装在俯仰驱动组件2和摆动驱动组件3的上部，俯仰驱动组件2和摆动驱动组件3安装在椅位驱动组件5的上部。

本发明虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台的优点：

①将牙模组件1设计成与人体口腔相近似的形状，有利于训练者在虚拟环境(计算机系统)中掌握牙科医生在进行现实牙科手术中的技能。

②设计的俯仰驱动组件2、摆动驱动组件3和椅位驱动组件5是按照医生对牙科病人在就医时的椅位进行驱动与被驱动的设计。通过这三个驱动组件的配合，使得训练者可以在虚拟环境(计算机系统)中掌握牙齿病人所处就医位置的各姿态调整。

③通过牙模组件1中的上/下指环作为支撑点，使得训练者在虚拟环境(计算机系统)中通过手指与指环的接触，感受实际操作中应该寻找的支撑点位置。

④在俯仰驱动组件2和摆动驱动组件3中，运用丝杠与滑块的配合、以及轴承组与滑块的连接进行牙模组件1姿态的调整，不但实现了微位移的调节，而且更加符合牙齿病人在就医时的各种位置状态。

附图说明

图1是本发明的牙科手术触感训练支撑平台的结构。

图1A是未装配安装台时的牙科手术触感训练支撑平台的结构。

图2是本发明的俯仰驱动组件的结构图。

图2-1是本发明俯仰驱动组件中的三个轴承组件的安装位置示意图。

图2A是本发明俯仰驱动组件中的丝杠驱动部分的分觖图。

图3是本发明的摆动驱动组件的结构图。

图3-1是本发明摆动驱动组件中的三个轴承组件的安装位置示意图。

图3A是本发明摆动驱动组件中的丝杠驱动部分的分觖图。

图3B是本发明摆动驱动组件中的第六轴承组件的结构图。

图3C是本发明摆动驱动组件中的第六轴承组件的分解图。

图4是本发明的俯仰驱动组件的结构图。

图4A是本发明俯仰驱动组件中的上牙模组件的结构图。

图4B是本发明俯仰驱动组件中的上套管的结构图。

图4C是本发明俯仰驱动组件中的上指环的结构图。

图4D是本发明俯仰驱动组件中的上滑块的结构图。

图4E是本发明俯仰驱动组件中的两个导向轴承的结构图。

图4F是本发明俯仰驱动组件中的下牙模组件的结构图。

图4G是本发明俯仰驱动组件中的下套管的结构图。

图4H是本发明俯仰驱动组件中的下指环的结构图。

图4I是本发明俯仰驱动组件中的下滑块的结构图。

图4J是本发明俯仰驱动组件中的另两个导向轴承的结构图。

图4K是本发明俯仰驱动组件中的第一轴承组的结构图。

图4L是本发明俯仰驱动组件中的第一轴承组的分解图。

图5是本发明的椅位驱动组件的结构图。

图5A是本发明椅位驱动组件中法兰的另一视角结构图。

图6是医生对病人在进行牙齿就医时的椅位布局示意图。

图中：    1.牙模组件     11.牙模型基架  111.上牙床     112.下牙床113.U形架     12.上牙模组件  121.上指环     1211.指环通孔  1212.上挡块1213.上活塞   1214.定位销    122.上套管     1221.G通孔     1222.A连接板1223.圆柱         123.上滑块         1231.H通孔    1232.A导柱     1233.B导柱1234.B连接板      124.上牙模导轨     1241.定位孔   1242.上滑道    125.A导向轴承126.B导向轴承     13.下牙模组件      131.下指环    1311.指环通孔  1312.下挡块1313.下活塞       1314.定位销        132.下套管    1321.I通孔     1322.C连接板1323.圆柱         133.下滑块         1331.J通孔    1332.C导柱     1333.D导柱1334.D连接板      134.下牙模导轨     1341.定位孔   1342.下滑道    135.C导向轴承136.D导向轴承     14.第一轴承组      141.A方形轴承 1411.A连接头   1412.B连接头1413.方形连接块   142.A轴承安装座    1421.I轴承孔143.B轴承安装座   1431.J轴承孔       144.A连接件   145.I滚珠轴承146.J滚珠轴承     2.俯仰驱动组件     21.A丝杠座    21A.A滚珠轴承   21B.B滚珠轴承21C.C滚珠轴承     211.上连板         211A.A轴承孔  211B.B轴承孔    212.下连板212A.C轴承孔      213.中连板         213A.A通孔    213B.B通孔      22.A丝杠221.丝杠段        222.光滑段         23.A电机      231.输出轴      232.A联轴器233.A转动轴       24.A传动带         25.A滑块      251.A螺纹孔     252.连接板面26.第二轴承组     27.第三轴承组      28.安装板3.摆动驱动组件    31.B丝杠座         31A.D滚珠轴承 31B.E滚珠轴承   31C.F滚珠轴承311.上连板        311A.D轴承孔       311B.E轴承孔  312.下连板      312A.F轴承孔313.中连板        313A.D通孔         313B.E通孔    32.B丝杠        321.丝杠段322.光滑段        33.B电机           331.输出轴    332.B联轴器     333.B转动轴34.B传动带        35.B滑块           351.B螺纹孔   352.连接板面    36.第四轴承组37.第五轴承组     38.第六轴承组      381.B方形轴承 3811.A连接头    3812.B连接头3813.方形连接块   382.C轴承安装座    3821.G轴承孔383.D轴承安装座   3831.H轴承孔       384.B连接件   385.G滚珠轴承386.H滚珠轴承     4.安装板           5.椅位驱动组件51.椅位调整转盘511.转动轴        52.电机座          521.底板      522.A支撑臂     523.B支撑臂53.C电机          54.法兰            541.第一台阶  542.第二台阶55.轴承挡圈       56.推力角接触球轴承

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明是一种虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，该平台包括有牙模组件1、俯仰驱动组件2、摆动驱动组件3和椅位驱动组件5，椅位驱动组件5与安装台4装配在一起上。

在本发明中，安装台4可以是一张桌子，也可以是一个连接板，主要用于支撑起本发明的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台。

在本发明中，牙模组件1的结构设计是符合人体口腔内部的生理结构。

在本发明中，俯仰驱动组件2、摆动驱动组件3和椅位驱动组件5是严格按照医生对病人在进行牙齿就医时的四个椅位设计的。俯仰驱动组件2和摆动驱动组件3能够实现牙模组件1的俯仰和摆动角度调整；椅位驱动组件5能够实现医生相对于病人的椅位的调整。

(一)牙模组件1

参见图1、图1A、图4、图4A～图4L所示，牙模组件1包括有牙模基架11、上牙模组件12、下牙模组件13和第一轴承组14；其中，上牙模组件12与下牙模组件13的结构相同。

牙模基架11由上牙床111、下牙床112和U形架113构成，U形架113的两端分别安装有上牙床111和下牙床112；上牙床111上安装有上牙模组件12，且上牙模组件12与上牙床111的接合处形成有上滑道1242；下牙床112上安装有下牙模组件13，且下牙模组件13与下牙床112的接合处形成有下滑道1342；下牙床112的底部前端安装有第一轴承组14。在本发明中，牙模基架11是用于支撑起上牙模组件12和下牙模组件13。牙模基架11的结构是类似于人向上抬头时的后脑与颈椎的状态。

上牙模组件12是按照人的上牙生理结构的形状进行设计的，训练者通过手指插入上指环121的通孔内，牵引滑块和导向轴承在上牙模导轨124上移动时，能够找到在现实牙科手术中病人躺在手术床上的相符合的位置，而该位置正是病牙所在的较佳支撑点位置，同时在以某一颗牙为支点时又可以避免操作设备与其他牙齿相干涉的问题。

上牙模组件12包括有上指环121、上套管122、上滑块123、上牙模导轨124、A导向轴承125和B导向轴承126，上指环121、上套管122、上滑块123、A导向轴承125和B导向轴承126形成上牙模滑动件，上牙模滑动件通过A导向轴承125与B导向轴承126在上牙模导轨124上的滑动，从而实现了上指环121在上牙模导轨124上的不同位置的移动和装配。

上指环121上设有上指环通孔1211、上挡块1212、上活塞1213和定位销1214；上指环通孔1211一方面用于放置训练者的手指，另一方面用于训练者提起或下插，提起的目的能够使上指环121的定位销1214离开上牙模导轨124上设有的定位孔1241，下插的目的能够使上指环121的定位销1214插入上牙模导轨124上的定位孔1241；上指环121的上挡块1212与上活塞1213之间套接有上套管122，上指环121的定位销1214穿过上活塞1213的通孔1231后，安装在上牙模导轨124的定位孔1241中。

上套管122上设有圆柱1223和A连接板1221，A连接板1221设在圆柱1223的下端，上套管122的中心设有A通孔1221；上套管122利用A通孔1221与上指环121的套接，从而实现了上套管122与上指环121的连接；A连接板1221的底部粘接在上滑块123的B连接板1234上，从而实现了上套管122与上滑块123的连接。

上滑块123上设有B连接板1234、A导柱1232、B导柱1233，B连接板1234的中心设有B通孔1231，A导柱1232与B导柱1233安装在B连接板1234的底部两侧；B通孔1231用于上指环121的定位销1214穿过；A导柱1232上安装有A导向轴承125，B导柱1233上安装有B导向轴承126；A导向轴承125与B导向轴承126能够在上牙模导轨124的上滑道1242的两侧滑动。

由于上牙模导轨124的截面为倒凸字构形，因此，上牙模导轨124的底部为A导向轴承125与B导向轴承126的上滑道1242，上牙模导轨124的上板面上设有定位孔1241，该定位孔1241用于放置上指环121的定位销1214。

A导向轴承125和B导向轴承126的一端安装在上滑块123的底部。

下牙模组件13是按照人的下牙生理结构的形状进行设计的，训练者通过手指插入下指环131的通孔内，牵引滑块和导向轴承在下牙模导轨134上移动时，能够找到在现实牙科手术中病人躺在手术床上的相符合的位置，而该位置正是病牙所在的较佳支撑点位置，同时在以某一颗牙为支点时又可以避免操作设备与其他牙齿相干涉的问题。

下牙模组件13包括有下指环131、下套管132、下滑块133、下牙模导轨134、C导向轴承135和D导向轴承136，下指环131、下套管132、下滑块133、C导向轴承135和D导向轴承136形成下牙模滑动件，下牙模滑动件通过C导向轴承135与D导向轴承136在下牙模导轨134上的滑动，从而实现了下指环131在下牙模导轨134上的不同位置的移动和装配。

上指环131上设有下指环通孔1311、下挡块1312、下活塞1313和定位销1314；下指环通孔1311一方面用于放置训练者的手指，另一方面用于训练者提起或下插，提起的目的能够使下指环131的定位销1314离开下牙模导轨134上设有的定位孔1341，下插的目的能够使下指环131的定位销1314插入上牙模导轨134上的定位孔1341；下指环131的下挡块1312与下活塞1313之间套接有下套管132，下指环131的定位销1314穿过下活塞1313的通孔1331后，安装在下牙模导轨134的定位孔1341中。

下套管132上设有圆柱1323和C连接板1321，C连接板1321设在圆柱1323的下端，下套管132的中心设有C通孔1321；下套管132利用C通孔1321与下指环131的套接，从而实现了下套管132与下指环131的连接；C连接板1321的底部粘接在下滑块133的D连接板1334上，从而实现了下套管132与下滑块133的连接。

下滑块133上设有D连接板1334、C导柱1332、D导柱1333，D连接板1334的中心设有D通孔1331，C导柱1332与D导柱1333安装在D连接板1334的底部两侧；D通孔1331用于下指环131的定位销1314穿过；C导柱1332上安装有C导向轴承135，D导柱1333上安装有D导向轴承136；C导向轴承135与D导向轴承136能够在下牙模导轨134的下滑道1342的两侧滑动。

由于下牙模导轨134的截面为倒凸字构形，因此，下牙模导轨134的底部为C导向轴承135与D导向轴承136的下滑道1342，下牙模导轨134的上板面上设有定位孔1341，该定位孔1341用于放置下指环131的定位销1314。

C导向轴承135和D导向轴承136的一端安装在下滑块133的底部。

第一轴承组14包括有A方形轴承141、A轴承座142、B轴承座143、A连接件144、I滚珠轴承145和J滚珠轴承146；

A轴承座142上设有I轴承孔1421，该I轴承孔1421内用于放置I滚珠轴承145；

B轴承座143上设有J轴承孔1431，该J轴承孔1431内用于放置J滚珠轴承146；

A方形轴承141的A连接头1411上安装有I滚珠轴承145，A方形轴承141的B连接头1412上安装有J滚珠轴承146；I滚珠轴承145安装在A轴承座142的I轴承孔1421内，J滚珠轴承146安装在B轴承座143的J轴承孔1431内；A方形轴承141的方形块连接1413上安装有A连接件144；

A连接件144安装在下牙床112的底部前端。

(二)俯仰驱动组件2

参见图2、图2A所示，俯仰驱动组件2包括有A丝杠座21、A丝杠22、A电机23、A传送带24、A滑块25、第二轴承组26、第三轴承组27和安装板28。

在本发明中，第二轴承组26、第三轴承组27与第一轴承组14的结构相同。

在本发明中，第二轴承组26和第三轴承组27安装在安装板28上。第一轴承组14、第二轴承组26和第三轴承组27呈现三角形的安装关系，参见图2-1所示。第一轴承组14、第二轴承组26和第三轴承组27在初始安装时的三角形关系如图中的实线，其初始角度记为α，α＝14度。当下牙床112(牙模组件1)在A滑块25(俯仰驱动组件2)运动的牵引下作俯仰运动时(图中虚线)，牙模组件1能够实现俯仰的角度记为β，β＝15度。牙模组件1在俯仰驱动组件2的牵引下所作的俯仰运动是因为第一轴承组件14上的连接件与下牙床112底部的安装关系。

A丝杠座21的上连接板211上设有A轴承孔211A和B轴承孔211B，A轴承孔211A内安装有A滚珠轴承21A，B轴承孔211B内安装有B滚珠轴承21B；

A丝杠座21的中连接板213上设有A通孔213A和B通孔213B，A通孔213A用于A丝杠22穿过，且在其孔内运动，B通孔213B内安装有A联轴器232；

A丝杠座21的下连接板212上设有C轴承孔212A，C轴承孔212A安装有C滚珠轴承21C。

A滑块25上设有A螺纹孔251和连接板面252，A螺纹孔251用于A丝杠22穿过，且在其孔内运动，连接板面252上安装有第一轴承组14的连接件。

A电机23的电机壳安装在A丝杠座21的中连接板213的A通孔213A处，A电机23的输出轴231上键合连接有A联轴器232的一端，A联轴器232的另一端连接在A转动轴233的一端上，A转动轴233的另一端连接在A滚珠轴承21A的通孔内。

A丝杠22的上端安装在B滚珠轴承21B的通孔内，A丝杠22的上端安装在C滚珠轴承21C的通孔内，A丝杠22的丝杠段221置于A丝杠座21的中连板213与下连板212之间，A丝杠22的光滑段222上套接有A传送带24。

A传送带24的一端套接在A转动轴233上，A传送带24的另一端套接在A丝杠22的光滑段222上。

俯仰驱动组件2的运动关系：

A电机23带动A转动轴233转动的同时，A传送带24将随A转动轴233的转动而运动，由于A传送带24的两端分别套接在A转动轴233和A丝杠22的丝杠段221上，进而A丝杠22转动；在A丝杠22在转动的条件下，A滑块25在A丝杠22的光滑段222上上下平移，使得与A滑块25安装在一起的第一轴承组14向上或向下运动，从而使牙模组件1实现俯仰运动。

(三)摆动驱动组件3

参见图3、图3A、图3B、图3C所示，摆动驱动组件3包括有B丝杠座31、B丝杠32、B电机33、B传送带34、B滑块35、第四轴承组36、第五轴承组37和第六轴承组38。

在本发明中，第二轴承组26、第三轴承组27、第四轴承组36和第五轴承组37与第一轴承组14的结构相同。

在本发明中，第五轴承组37和第六轴承组38安装在椅位调整转盘51上。第四轴承组36安装在安装板28的底部。第四轴承组36、第五轴承组37和第六轴承组38呈现三角形的安装关系，参见图3-1所示。第四轴承组36、第五轴承组37和第六轴承组38在初始安装时的三角形关系如图中实线，当安装板28在B滑块35运动的牵引下作左右摆动时(图中虚线)，向左摆动角度记为θ，θ＝10度，向右摆动角度记为γ，γ＝10度。摆动驱动组件3中的第四轴承组36上的连接件安装在俯仰驱动组件2中的安装板28的底部，牙模组件1中的第一轴承组14上的连接件安装在俯仰驱动组件2中的滑块上，从而实现了在牙模组件1在摆动驱动组件3的牵引下所作的左右10度摆动。

B丝杠座31的上连接板311上设有D轴承孔311A和E轴承孔311B，D轴承孔311A内安装有D滚珠轴承31A，E轴承孔311B内安装有E滚珠轴承31B；

B丝杠座31的中连接板313上设有D通孔313A和E通孔313B，D通孔313A用于B丝杠32穿过，且在其孔内运动，E通孔313B内安装有B联轴器332；

B丝杠座31的下连接板312上设有F轴承孔312A，F轴承孔312A安装有F滚珠轴承31C。

B滑块35上设有B螺纹孔351和连接板面352，B螺纹孔351用于B丝杠32穿过，且在其孔内运动，连接板面352上安装有第四轴承组36的连接件。

B电机33的电机壳安装在B丝杠座31的中连接板313的D通孔313A处，B电机33的输出轴331上键合连接有B联轴器332的一端，B联轴器332的另一端连接在B转动轴333的一端上，B转动轴333的另一端连接在D滚珠轴承31A的通孔内。

B丝杠32的上端安装在E滚珠轴承31B的通孔内，B丝杠32的上端安装在F滚珠轴承31C的通孔内，B丝杠32的丝杠段321置于B丝杠座31的中连板313与下连板312之间，B丝杠32的光滑段322上套接有B传送带34。

B传送带34的一端套接在B转动轴333上，B传送带34的另一端套接在B丝杠32的光滑段322上。

第六轴承组38：

第六轴承组38包括有B方形轴承381、C轴承座382、D轴承座383、B连接件384、G滚珠轴承385和H滚珠轴承386；

C轴承座382上设有G轴承孔3821，该G轴承孔3821内用于放置G滚珠轴承385；

D轴承座383上设有H轴承孔3831，该H轴承孔3831内用于放置H滚珠轴承386；

B方形轴承381的A连接头3811上安装有G滚珠轴承385，A方形轴承381的B连接头3812上安装有H滚珠轴承386；G滚珠轴承385安装在C轴承座382的G轴承孔3821内，H滚珠轴承386安装在D轴承座383的H轴承孔3831内；B方形轴承381的方形块连接3813上安装有B连接件384；

B连接件384安装在安装板28的底部。

摆动驱动组件3的运动关系：

B电机33带动B转动轴333转动的同时，B传送带34将随B转动轴333的转动而运动，由于B传送带34的两端分别套接在B转动轴333和B丝杠32的丝杠段321上，进而B丝杠32转动；在B丝杠32在转动的条件下，B滑块35在B丝杠32的光滑段322上上下平移，使得与B滑块35安装在一起的第四轴承组36向上或向下运动，从而使牙模组件1实现水平摆动。

(四)椅位驱动组件5

参见图5、图5A所示，椅位驱动组件5包括有椅位调整转盘51、电机座52、C电机53、法兰54、轴承挡圈55和推力角接触球轴承56。

椅位调整转盘51的底部中心设有转动轴511，转动轴511的端部顺次穿过轴承挡圈55、推力角接触球轴承56和法兰54后套接在C电机53的输出轴上。椅位调整转盘51的上板面上安装有第五轴承组37和第六轴承组38

法兰54的内腔中设有第一台阶541和第二台阶542，第一台阶541与第二台阶542之间放置的是推力角接触球轴承56，第二台阶542上放置的是轴承挡圈55。

电机座52为U形结构，电机座52上设有底板521，底板521的中心设有一通孔，该通孔用于C电机53的输出轴穿过；电机座52上设有A支撑臂521和B支撑臂523，A支撑臂521和B支撑臂523安装在安装台4的底部。

C电机53的机壳安装在电机座52的底板521上。

法兰54安装在安装台4的底部。

本发明的平台通过椅位驱动组件5中的C电机53驱动，使得摆动驱动组件3可以相对椅位调整转盘51水平转动360度，满足了医生相对于病人水平相对位置的变化。通过摆动驱动组件3中的B电机33驱动，使得俯仰驱动组件2能相对于摆动驱动组件3作±10度的水平摆动，实现了病人头部的左右摆动。通过俯仰驱动组件2中的A电机23驱动，使得牙模组件1作相对于俯仰驱动组件2的0～15度的俯仰运动，实现了病人头部的上下俯仰。在牙模组件1中，随着滑块指环定位销从定位孔中拔出，滑块可以在滑轨上自由滑动，当滑块指环定位销插入定位孔时，指环位置固定，满足了医生寻找不同之点的要求。通过这些运动可使在运用力视觉融合显示硬件平台进行有力反馈的虚拟现实的口腔操作时，找到需要的稳定支点。

Claims (7)

1.一种虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，其特征在于：该平台包括有牙模组件(1)、俯仰驱动组件(2)、摆动驱动组件(3)和椅位驱动组件(5)；

牙模组件(1)包括有牙模基架(11)、上牙模组件(12)、下牙模组件(13)、第一轴承组(14)；其中，上牙模组件(12)与下牙模组件(13)的结构相同；牙模基架(11)由上牙床(111)、下牙床(112)和U形架(113)构成，U形架(113)的两端上分别安装有上牙床(111)和下牙床(112)；上牙床(111)上安装有上牙模组件(12)，且上牙模组件(12)与上牙床(111)的接合处形成有上滑道(1242)；下牙床(112)上安装有下牙模组件(13)，且下牙模组件(13)与下牙床(112)的接合处形成有下滑道(1342)；下牙床(112)的底部前端安装有第一轴承组(14)；

上牙模组件(12)包括有上指环(121)、上套管(122)、上滑块(123)、上牙模导轨(124)、A导向轴承(125)和B导向轴承(126)，上指环(121)、上套管(122)、上滑块(123)、A导向轴承(125)和B导向轴承(126)形成上牙模滑动件；上牙模滑动件通过A导向轴承(125)与B导向轴承(126)在上牙模导轨(124)上的滑动；上指环(121)上设有上指环通孔(1211)、上挡块(1212)、上活塞(1213)和定位销(1214)；上套管(122)上设有圆柱(1223)和A连接板(1222)，A连接板(1222)设在圆柱(1223)的下端，上套管(122)的中心设有A通孔(1221)；A连接板(1222)的底部粘接在上滑块(123)的B连接板(1234)上；上滑块(123)上设有B连接板(1234)、A导柱(1232)、B导柱(1233)，B连接板(1234)的中心设有B通孔(1231)，A导柱(1232)与B导柱(1233)安装在B连接板(1234)的底部两侧；B通孔(1231)用于上指环121的定位销(1214)穿过；A导柱(1232)上安装有A导向轴承(125)，B导柱(1233)上安装有B导向轴承(126)；A导向轴承(125)与B导向轴承(126)能够在上牙模导轨(124)的上滑道(1242)的两侧滑动；上牙模导轨(124)的底部为A导向轴承(125)与B导向轴承(126)的上滑道(1242)，上牙模导轨(124)的上板面上设有定位孔(1241)，该定位孔(1241)用于放置上指环(121)的定位销(1214)；

下牙模组件(13)包括有下指环(131)、下套管(132)、下滑块(133)、下牙模导轨(134)、C导向轴承(135)和D导向轴承(136)，下指环(131)、下套管(132)、下滑块(133)、C导向轴承(135)和D导向轴承(136)形成下牙模滑动件，下牙模滑动件通过C导向轴承(135)与D导向轴承(136)在下牙模导轨(134)上的滑动；下指环(131)上设有下指环通孔(1311)、下挡块(1312)、下活塞(1313)和定位销(1314)；下指环(131)的下挡块(1312)与下活塞(1313)之间套接有下套管(132)，下指环(131)的定位销(1314)穿过下活塞(1313)的D通孔(1331)后，安装在下牙模导轨(134)的定位孔(1341)中；下套管(132)上设有圆柱(1323)和C连接板(1322)，C连接板(1322)设在圆柱(1323)的下端，下套管(132)的中心设有C通孔(1321)；C连接板(1322)的底部粘接在下滑块(133)的D连接板(1334)上；下滑块(133)上设有D连接板(1334)、C导柱(1332)、D导柱(1333)，D连接板(1334)的中心设有D通孔(1331)，C导柱(1332)与D导柱(1333)安装在D连接板(1334)的底部两侧；D通孔(1331)用于下指环131的定位销(1314)穿过；C导柱(1332)上安装有C导向轴承(135)，D导柱(1333)上安装有D导向轴承(136)；C导向轴承(135)与D导向轴承(136)能够在下牙模导轨(134)的下滑道(1342)的两侧滑动；下牙模导轨(134)的底部为C导向轴承(135)与D导向轴承(136)的下滑道(1342)，下牙模导轨(134)的上板面上设有定位孔(1341)，该定位孔(1341)用于放置下指环(131)的定位销(1314)；C导向轴承(135)和D导向轴承(136)的一端安装在下滑块(133)的底部；

第一轴承组(14)包括有A方形轴承(141)、A轴承座(142)、B轴承座(143)、A连接件(144)、I滚珠轴承(145)和J滚珠轴承(146)；A轴承座(142)上设有I轴承孔(1421)，该I轴承孔(1421)内用于放置I滚珠轴承(145)；B轴承座(143)上设有J轴承孔(1431)，该J轴承孔(1431)内用于放置J滚珠轴承(146)；A方形轴承(141)的A连接头(1411)上安装有I滚珠轴承(145)，A方形轴承(141)的B连接头(1412)上安装有J滚珠轴承(146)；I滚珠轴承(145)安装在A轴承座(142)的I轴承孔(1421)内，J滚珠轴承(146)安装在B轴承座(143)的J轴承孔(1431)内；A方形轴承(141)的方形块连接(1413)上安装有A连接件(144)；A连接件(144)安装在下牙床(112)的底部前端；

俯仰驱动组件(2)包括有A丝杠座(21)、A丝杠(22)、A电机(23)、A传送带(24)、A滑块(25)、第二轴承组(26)、第三轴承组(27)和安装板(28)；第二轴承组(26)、第三轴承组(27)与第一轴承组(14)的结构相同；第二轴承组(26)和第三轴承组(27)安装在安装板(28)上；A丝杠座(21)的上连接板(211)上设有A轴承孔(211A)和B轴承孔(211B)，A轴承孔(211A)内安装有A滚珠轴承(21A)，B轴承孔(211B)内安装有B滚珠轴承(21B)；A丝杠座(21)的中连接板(213)上设有A通孔(213A)和B通孔(213B)，B通孔(213B)内安装有A联轴器(232)；A丝杠座(21)的下连接板(212)上设有C轴承孔(212A)，C轴承孔(212A)安装有C滚珠轴承(21C)；A滑块(25)上设有A螺纹孔(251)和连接板面(252)，A螺纹孔(251)用于A丝杠(22)穿过，且在其孔内运动，连接板面(252)上安装有第一轴承组(14)的A连接件(144)；A电机(23)的电机壳安装在A丝杠座(21)的中连接板(213)的A通孔(213A)处，A电机(23)的输出轴(231)上键合连接有A联轴器(232)的一端，A联轴器(232)的另一端连接在A转动轴(233)的一端上，A转动轴(233)的另一端连接在A滚珠轴承(21A)的通孔内；A丝杠(22)的上端安装在B滚珠轴承(21B)的通孔内，A丝杠(22)的下端安装在C滚珠轴承(21C)的通孔内，A丝杠(22)的丝杠段(221)置于A丝杠座(21)的中连接板(213)与下连接板(212)之间，A丝杠(22)的光滑段(222)上套接有A传送带(24)；A传送带(24)的一端套接在A转动轴(233)上，A传送带(24)的另一端套接在A丝杠(22)的光滑段(222)上；

摆动驱动组件(3)包括有B丝杠座(31)、B丝杠(32)、B电机(33)、B传送带(34)、B滑块(35)、第四轴承组(36)、第五轴承组(37)和第六轴承组(38)；第四轴承组(36)、第五轴承组(37)、第六轴承组(38)与第一轴承组(14)的结构相同；第五轴承组(37)和第六轴承组(38)安装在椅位调整转盘(51)上；第四轴承组(36)安装在安装板(28)的底部；B丝杠座(31)的上连接板(311)上设有D轴承孔(311A)和E轴承孔(311B)，D轴承孔(311A)内安装有D滚珠轴承(31A)，E轴承孔(311B)内安装有E滚珠轴承(31B)；B丝杠座(31)的中连接板(313)上设有D通孔(313A)和E通孔(313B)，E通孔(313B)用于B丝杠(32)穿过，且在其孔内运动，E通孔(313B)内安装有B联轴器(332)；B丝杠座(31)的下连接板(312)上设有F轴承孔(312A)，F轴承孔(312A)安装有F滚珠轴承(31C)；B滑块(35)上设有B螺纹孔(351)和连接板面(352)，B螺纹孔(351)用于B丝杠(32)穿过，且在其孔内运动，连接板面(352)上安装有第四轴承组(36)的连接件；B电机(33)的电机壳安装在B丝杠座(31)的中连接板(313)的D通孔(313A)处，B电机(33)的输出轴(331)上键合连接有B联轴器(332)的一端，B联轴器(332)的另一端连接在B转动轴(333)的一端上，B转动轴(333)的另一端连接在D滚珠轴承(31A)的通孔内；B丝杠(32)的上端安装在E滚珠轴承(31B)的通孔内，B丝杠(32)的下端安装在F滚珠轴承(31C)的通孔内，B丝杠(32)的丝杠段(321)置于B丝杠座(31)的中连接板(313)与下连接板(312)之间，B丝杠(32)的光滑段(322)上套接有B传送带(34)；B传送带(34)的一端套接在B转动轴(333)上，B传送带(34)的另一端套接在B丝杠(32)的光滑段(322)上；第六轴承组(38)包括有B方形轴承(381)、C轴承座(382)、D轴承座(383)、B连接件(384)、G滚珠轴承(385)和H滚珠轴承(386)；C轴承座(382)上设有G轴承孔(3821)，该G轴承孔(3821)内用于放置G滚珠轴承(385)；D轴承座(383)上设有H轴承孔(3831)，该H轴承孔(3831)内用于放置H滚珠轴承(386)；B方形轴承(381)的A连接头(3811)上安装有G滚珠轴承(385)，B方形轴承(381)的B连接头(3812)上安装有H滚珠轴承(386)；G滚珠轴承(385)安装在C轴承座(382)的G轴承孔(3821)内，H滚珠轴承(386)安装在D轴承座(383)的H轴承孔(3831)内；B方形轴承(381)的方形块连接(3813)上安装有B连接件(384)；B连接件(384)安装在安装板(28)的底部；

椅位驱动组件(5)包括有椅位调整转盘(51)、电机座(52)、C电机(53)、法兰(54)、轴承挡圈(55)和推力角接触球轴承(56)；椅位调整转盘(51)的底部中心设有转动轴(511)，转动轴(511)的端部顺次穿过轴承挡圈(55)、推力角接触球轴承(56)和法兰(54)后套接在C电机(53)的输出轴上；椅位调整转盘(51)的上板面上安装有第五轴承组(37)和第六轴承组(38)；法兰(54)的内腔中设有第一台阶(541)和第二台阶(542)，第一台阶(541)与第二台阶(542)之间放置的是推力角接触球轴承(56)，第二台阶(542)上放置的是轴承挡圈(55)；电机座(52)为U形结构，电机座(52)上设有底板(521)，底板(521)的中心设有一通孔，该通孔用于C电机(53)的输出轴穿过；电机座(52)上设有A支撑臂(522)和B支撑臂(523)，A支撑臂(522)和B支撑臂(523)安装在安装台(4)的底部；C电机(53)的机壳安装在电机座(52)的底板(521)上；法兰(54)安装在安装台(4)的底部。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，其特征在于：牙模组件(1)的结构设计是符合人体口腔内部的生理结构。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，其特征在于：俯仰驱动组件(2)、摆动驱动组件(3)和椅位驱动组件(5)是严格按照医生对病人在进行牙齿就医时的四个椅位设计的；所述的四个椅位是指7点位、9点位、10点位和12点位。

4.根据权利要求1所述的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，其特征在于：俯仰驱动组件(2)和摆动驱动组件(3)能够实现牙模组件(1)的俯仰和摆动角度调整；椅位驱动组件(5)能够实现医生相对于病人的椅位的调整。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，其特征在于：上牙模组件(12)和下牙模组件(13)是按照人的上/下牙生理结构的形状进行设计的。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，其特征在于：第一轴承组(14)、第二轴承组(26)和第三轴承组(27)的初始俯仰角度记为14度；当牙模组件(1)在俯仰驱动组件(2)下作俯仰运动时，牙模组件(1)能够实现俯仰的角度为15度。

7.根据权利要求1所述的虚拟现实牙科手术触感训练支撑平台，其特征在于：第四轴承组(36)、第五轴承组(37)和第六轴承组(38)在配合摆动驱动组件(3)的牵引下，从而实现了牙模组件(1)的左右10度摆动。

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