CN102183424B - 颌架式仿生运动机构疲劳测试装置 - Google Patents

颌架式仿生运动机构疲劳测试装置 Download PDF

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本发明的目的在于提供颌架式仿生运动机构疲劳测试装置，包括颌架式仿生运动机构、电机、减速器、槽凸轮机构和底座，颌架式仿生运动机构、电机、减速器和槽凸轮机构均安装在底座上，减速器分别连接电机和槽凸轮机构，颌架式仿生运动机构和槽凸轮机构相连。本发明结构简单、实用、携带方便、控制智能、测试精准，能够根据颊侧多曲簧活动的各种张开要求精确调节尺寸，并能够精确测量多曲弹簧的疲劳周期并能够在多曲弹簧断裂时及时制动，能有效的应用在多曲弹簧的疲劳性能测试。

Description

颌架式仿生运动机构疲劳测试装置
技术领域
本发明涉及的是一种仿生的牙齿矫正机构测试装置。
背景技术
颊侧多曲簧活动矫治器是一种以治疗乳、替牙期AngleIII类错颌畸形的新型牙齿正畸活动矫治器，由侯录医师研究组06年发明的(专利号：200610150975.8)，此矫治器的作用机理主要是利用颊侧多曲簧柔和的弹力在推上颌骨向前促进其发育的同时，抑制下颌的过度向前发育，并使其功能性后退，解除反颌。多年来应用于临床，并取得了较满意的效果。
但在应用颊侧多曲簧活动矫治器过程中也发现了一些与材料及力学相关问题：1，由于不锈钢弓丝的性能不适应颊侧多曲簧的形状及其所受应力，平均1-3个月不等会出现多曲簧应力集中区断裂的情况，那么平均每患儿矫正全程将应用4-7个矫治器不等，而每个矫治器的制作时间为3-4小时，其矫治器重做期间又给疗程的连续性带来了不必要的麻烦，即每换一新的矫治器，患儿至少停戴一周，从而延长了疗程，增加了患儿及家长复诊次数。同时，也给医生及技工增加了劳动量和时间成本。2，由于此矫治器是一个新型发明，颊侧多曲簧不锈钢弓丝的弯制及材料类型、直径并没有相关文献可供参考，面对众多的不锈钢丝种类、直径、弯制方式，没有一个好的测试仪器就不能使此种矫治器进一步改进从而更好的适应临床需要。
口腔牙齿正畸矫治器金属附件如颊侧多曲簧活动矫治器上的颊侧多曲簧是一种特殊结构，且口腔开闭口运动也是一种特殊的运动方式。现有的疲劳测试仪无论从运动方向或运动轨迹均无法实现对口腔牙齿正畸矫治器的多曲簧进行有效测试。
发明内容
本发明的目的在于提供结构简单、实用、携带方便、控制智能、测试精准的颌架式仿生运动机构疲劳测试装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明颌架式仿生运动机构疲劳测试装置，其特征是：包括颌架式仿生运动机构、电机、减速器、槽凸轮机构和底座，颌架式仿生运动机构、电机、减速器和槽凸轮机构均安装在底座上，减速器分别连接电机和槽凸轮机构，颌架式仿生运动机构和槽凸轮机构相连。
本发明颌架式仿生运动机构疲劳测试装置还可以包括：
所述的颌架式仿生运动机构包括颌架、多曲弹簧、连接触点、矫治器金属附件固定器、中轴、顶杆，颌架包括颌架上叉和颌架下叉，颌架上叉和颌架下叉通过中轴相连，矫治器金属附件固定器安装在颌架的牙齿上，多曲弹簧固定在矫治器金属附件固定器上，连接触点安装在颌架上，顶杆安装在中轴上。
本发明的优势在于：本发明结构简单、实用、携带方便、控制智能、测试精准，能够根据颊侧多曲簧活动的各种张开要求精确调节尺寸，并能够精确测量多曲弹簧的疲劳周期并能够在多曲弹簧断裂时及时制动，能有效的应用在多曲弹簧的疲劳性能测试。
附图说明
图1为本发明的颌架式仿生运动机构疲劳测试装置结构示意图；
图2为图1中A-A截面处的槽凸轮机构结构示意图；
图3为图1中B-B截面处的结构示意图；
图4为实施方式1颌架式仿生运动机构疲劳测试仪示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
实施方式1：
结合图1～4，颌架式仿生运动机构疲劳测试仪包括颌架式仿生运动机构2、驱动机构1、时间控制装置3、智能制动装置4和底座5，驱动机构1包括调速显示仪6、电机7、减速器8和槽凸轮机构9，智能制动装置4包括电磁继电器4-1和机械式开关控制器4-2，当时间控制装置4发送信号时，电磁继电器4-1发生动作给机械式开关控制器4-2，此时开关控制器4-2收到信号后即断开电机7的电源，使电机7停止工作。颌架式仿生运动机构2、驱动机构1、时间控制装置3、智能制动装置4均安装在底座5上，时间控制装置3和驱动机构1均与颌架式仿生运动机构2和智能制动装置4相连，调速显示器6可以控制电机7的转速并显示转速的数值，电机7和减速器8通过轴7-1连接。减速器8通过联轴器8-1和槽凸轮机构9连接。槽凸轮机构9的槽轮9-1带有精确刻度可以精确调整槽凸轮机构9在联轴器8-1上的位置，槽凸轮机构9的转动可以带动凸轮滚子9-2做上下运动，进而带动连杆9-3做上下往复运动。
颌架颌架仿生运动机构2包括颌架式仿生固定装置2-1、颌架2-2、多曲弹簧2-3、连接触点2-4、矫治器金属附件固定器2-5、颌架上叉2-6、颌架下叉2-7、中轴2-8、顶杆2-9。颌架2-2通过颌架固定装置2-1固定在底座5上，颌架2-2上的牙齿上安装有矫治器金属附件固定器2-5，多曲弹簧2-3固定在矫治器金属附件固定器2-5上，连杆9-3连接颌架2-2上的连接触点2-4做上下往复运动，连接触点2-4固定在颌架上叉2-6上，颌架上叉2-6上固定有中轴2-8，颌架上叉2-6通过中轴2-8与颌架下叉2-7铰接，可调节顶杆2-9用于调整中轴2-8与颌架下叉2-7的铰接程度。当连接触点2-4做上下往复运动时，会带动颌架上叉2-6以中轴2-8为支点的做上下往复运动，从而带动了颌架2-2上的多曲弹簧2-3做张闭口的往复疲劳运动。
电机7通过轴7-1联结减速器8，经由减速器8上的从动锥齿轮8-2和蜗杆8-3的减速，主动锥齿轮8-4和从动锥齿轮8-2啮合改变方向，达控制颌架2-2上下仿生运动按照规定的速度进行。通过减速器8连接的联轴器8-1联结了可调节尺寸的槽凸轮机构9，槽凸轮机构9在图2中显示了槽轮9-1的轮廓线与从动滚子9-2及连杆9-3的连接情况。连杆9-3连接颌架2-2上的连接触点2-4上。当调速显示仪6设定电机7的转速时，电机7即以设定转速运动，再通过减速器8按照设定减速比减速到要求的颌架2-2的测试速度上。减速器8上的联轴器8-1带动槽凸轮机构9做上下往复运动，并通过槽凸轮机构9上的连杆9-3将上下往复运动传递给颌架运动仿生机构2，如图3所示。
时间控制装置4通过导线与颌架仿生运动机构2上的多曲弹簧2-3及智能制动装置4连接，当多曲弹簧2-3进行疲劳测试过程中发生断裂时即给时间控制装置4发送信号，停止计时，同时时间控制装置4也给智能制动装置4发送信号。
本颌架式仿生运动机构疲劳测试仪可以进行不同张口幅值、不同材质、不同类型的多曲弹簧在模仿人张闭口时的仿生疲劳寿命测试。
有益效果：
1，本发明高度仿生的模拟了人类上下颌骨开闭口运动的方向及运动轨迹，给口腔医疗临床正畸矫治器提供了一套以测试在口腔开闭口运动过程中活动矫治器上的金属配件(如颊侧多曲簧疲劳)失效的仿生装置。本发明具有结构简单、携带方便、测试准确、以及有效的帮助改良牙齿矫治器金属构件(颊侧多曲簧)的材料、结构及制作方式，可使其更好的应用于临床。
2，本发明可根据所做牙齿正畸矫治器疲劳实验要求的适龄患者颌骨形态关系，及牙齿正畸矫治器金属附件的不同更换相应仿生运动颌架和矫治器金属附件固定器。
3，本发明的运动机构，因为其主要是通过凸轮结构来实现运动的，所以不仅是一种可以应用在颌架上的疲劳测试仪，还可以通过不同构造的凸轮来测试各种复杂运动的疲劳测试仪。
4，本发明的智能控制装置采用的是一种弱电回路控制，并通过电路来测定运动的次数，这可以应用在有金属构件参与的运动中，通过电路来更好地实现自行控制，减少了人工操作环节。

Claims (1)

1.颌架式仿生运动机构疲劳测试装置，其特征是：包括颌架式仿生运动机构、电机、减速器、槽凸轮机构和底座，颌架式仿生运动机构、电机、减速器和槽凸轮机构均安装在底座上，减速器分别连接电机和槽凸轮机构，颌架式仿生运动机构和槽凸轮机构相连；所述的颌架式仿生运动机构包括颌架、多曲弹簧、连接触点、矫治器金属附件固定器、中轴、顶杆，颌架包括颌架上叉和颌架下叉，颌架上叉和颌架下叉通过中轴相连，矫治器金属附件固定器安装在颌架的牙齿上，多曲弹簧固定在矫治器金属附件固定器上，连接触点安装在颌架上，顶杆安装在中轴上；槽凸轮机构包括槽轮、从动滚子、连杆，从动滚子安装在槽轮上，连杆连接从动滚子，从动滚子做上下运动带动连杆做上下往复运动，连杆连接连接触点；减速器包括联轴器、主动锥齿轮、蜗杆、从动锥齿轮，联轴器与槽凸轮机构相连，电机通过轴联结减速器，经由减速器的从动锥齿轮和蜗杆减速，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合。
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