CN103196748B - 口腔正畸牙周膜力学性能综合测试实验台 - Google Patents

Abstract

本发明的口腔正畸牙周膜力学性能综合测试实验台，包括底板、设置在底板上的支座和装夹模块、设置在支座上端的测量模块，底板上设置有纵向导轨和与纵向导轨垂直的横向导轨，支座和测量模块分别与纵向导轨滑动连接，装夹模块与横向导轨滑动连接。本发明的测试实验台的装夹模块可以滑动调节位置，通过调整装夹模块和测量模块中的夹具类型以及相对位置，可以进行牙周膜试样的单轴拉伸/压缩和剪切测试，而且还可以进行模拟牙齿矫正条件下的牙周膜力学性能的测试。本发明装置的测试精度相对较高，能够满足测试的精度要求，组件较少，且结构简单，加工成本较低，操作简单。

Description

口腔正畸牙周膜力学性能综合测试实验台

技术领域

本发明属于口腔牙齿正畸中力学测试技术领域，具体涉及正畸牙齿移动中牙周膜力学性能体外综合测试实验台。 

背景技术

口腔正畸是指将正畸力直接或间接作用于牙齿及其支持组织上，从而引起一系列的组织生化反应，达到牙齿移动的目的，在这一过程中，正畸力是牙齿移动的外在诱因，牙周膜生物力学响应是引起牙齿移动和牙齿移动速度的决定因素。牙周膜生物力学性能是正确理解正畸牙齿移动、组织响应和制定正畸治疗计划的关键。当前对牙周组织生物力学性能的研究主要是数值模拟和测试实验相结合的方法，准确的数值模拟能够精确地预测正畸中牙周膜生物力学响应，然而良好的模拟预测需要建立准确的生物力学模型，模型的建立离不开牙周膜生物力学材料特性的实验测试数据的支撑和验证。由于牙周膜结构的复杂性和微小性，传统的大件金属材料测试试验机对于较小结构的牙周膜不能奏效，使得牙周膜的力学性能测试实验较少，且测试项目比较单一，测试装置结构复杂。牙周膜力学性能实验数据的缺少，对牙周膜力学模型的研究产生不利的影响。因此，开展牙周膜力学性能多项目的实验测试是十分必要的，而相关的实验测试装置的开发是不可缺少的。

本发明是牙齿正畸牙周膜力学性能体外综合测试实验台，测试项目较多，包括单轴拉伸、单轴压缩、剪切以及牙齿移动模拟测试。 

发明内容

技术问题：本发明提供一种结构简单、可进行多项测试的口腔正畸牙周膜力学性能综合测试实验台。

技术方案：本发明的口腔正畸牙周膜力学性能综合测试实验台，包括底板、设置在底板上的支座和装夹模块、设置在支座上端的测量模块，底板上设置有纵向导轨和与纵向导轨垂直的横向导轨，支座和测量模块分别与纵向导轨滑动连接，装夹模块与横向导轨滑动连接；

测量模块包括依次连接设置的千分尺、夹紧套、板销、连接轴、力传感器、内螺纹夹具和第一夹板，千分尺的固定螺丝筒穿过支座上端的安装孔，第一夹板位于临近装夹模块的一侧，连接轴的下侧连接有支架，支架与纵向导轨滑动连接，第一夹板上侧设置有沿测量模块轴向排列的第一螺钉和第二螺钉；

装夹模块包括横向滑块、设置于横向滑块的横向一侧的竖向导轨、与竖向导轨滑动连接的竖向滑块、设置于横向滑块上部面向第一夹板一侧的第二夹板、设置于第二夹板端部的外螺纹夹具，竖向滑块上侧设置有前夹板，竖向滑块与前夹板通过前外螺纹夹具连接安装。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

由于本发明的测试实验台的装夹模块可以滑动调节位置，通过调整装夹模块和测量模块中的夹具类型以及相对位置，可以进行牙周膜试样的单轴拉伸/压缩和剪切测试，而且还可以进行模拟牙齿矫正条件下的牙周膜力学性能的测试，因此本实验台测试项目较多。而现有的测试装置往往仅能进行单一项目的牙周膜力学性能测试；本实验台的主要部分是测量模块和装夹模块，而测试模块中的主体测试元件力传感器和千分尺转换套同轴线连接，轴向相对静止，其测试精度主要取决于力传感器和千分尺，因此测试精度相对较高，能够满足测试的精度要求；本实验台的组件较少，且结构简单，因此加工成本较低，操作简单；此外，本装置的各组件尺寸较小，因此携带方便。   

附图说明

图1是测试实验台示意图。

图2是测试实验台剖视图。

图3是支座结构示意图。

图4是夹紧套结构示意图。

图5是夹紧套剖视图。

图6是连接轴示意图。

图7是内螺纹夹具结构示意图。

图8是夹板结构示意图。

图9是外螺纹夹具结构示意图。

图10是横向滑块结构示意图。

图11是竖向滑块结构示意图。

图12是支架结构示意图。

图13是板销结构示意图。

图14是力传感器结构示意图。

图15是底板结构示意图。

图16是L型夹具结构示意图。

图17是L型夹具剖视图。

图18是牙周膜结构示意图。

图19是牙周膜拉伸实验示意图。

图20是牙周膜剪切实验示意图。

图21是正畸牙齿移动模拟测试示意图。

图中有：1.底板，2.支座，3.千分尺， 8.夹紧套，9.板销，10.连接轴，11.力传感器，12.内螺纹夹具，13.第一螺钉，14.第二螺钉，15.第一夹板，16.外螺纹夹具，17.第二夹板，18.前夹板，19.前外螺纹夹具，20.竖向滑块，21.横向滑块，22.支架，23.纵向导轨，24.横向导轨，25.竖向导轨，31.旋转棘轮，32.圆形垫片，33.微分圆筒， 34.固定螺丝筒，35.测微螺丝轴。 

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。

本发明的口腔正畸牙周膜力学性能综合测试实验台，包括：底板1、支座2、测量模块、支架22、装夹模块，底板1上的纵向滑块与支座2的一端滑动连接，并通过螺钉固定支座2的位置，支座2的另一端设有通孔，测量模块上的固定螺丝筒34与通孔通过螺钉固定连接，支架22一端与测量模块上的连接轴10滑动连接，支架22另一端与底板1上的纵向导轨23滑动连接，装夹模块与底板1上的横向导轨24滑动连接。

测量模块包括：千分尺3、夹紧套8、板销9、连接轴10、力传感器11、内螺纹夹具12、第一夹板15、左螺钉13及右螺钉14。千分尺3一端的固定螺丝筒34与支座2的通孔通过螺钉固定连接，千分尺3另一端的测微螺丝轴35与连接轴10的一端之间设有夹紧套8，并且在夹紧套8的一端设有通孔，在夹紧套8的另一端设有卡槽，通过板销9与千分尺3的测微螺丝轴35转动连接，测微螺丝轴35与夹紧套8相连的一端外圆柱面上开有环形槽与板销9转动配合，夹紧套8的另一端内部设有螺纹孔与连接轴10的一端固定连接，连接轴10底部设有凹槽，连接轴10上的凹槽与支架22的一端滑动连接，支架22的另一端与底板1的纵向导轨23滑动连接，并通过螺钉固定支架相对于纵向导轨23的位置，连接轴10的另一端与力传感器11一端通过螺纹固定连接，力传感器11另一端与内螺纹夹具12的一端通过螺纹固定连接，内螺纹夹具12与第一夹板15通过第一螺钉13和第二螺钉14固定连接。

千分尺3包括旋转棘轮31、圆形垫片32、微分圆筒33、固定螺丝筒34及测微螺丝轴35（千分尺较为普遍，千分尺的结构较为常见，因此其内部结构以及连接关系不作详细说明）。

装夹模块包括：横向滑块21、竖向滑块20、外螺纹夹具16、第二夹板17、前外螺纹夹具19及前夹板18，横向滑块21一端与底板1上的横向导轨24滑动连接，滑块21另一端设有螺纹孔，外螺纹夹具16一端的外螺纹与横向滑块21上的螺纹孔螺纹连接，外螺纹夹具16另一端通过螺栓与第二夹板17连接，横向滑块21上设有竖向导轨25，竖向滑块20一端与横向滑块21上的竖向导轨25滑动连接，并通过螺钉固定竖向滑块20的位置，竖向滑块20的另一端上设有螺纹孔，前外螺纹夹具19一端的外螺纹与竖向滑块20上的螺纹孔螺纹连接，前外螺纹夹具19另一端通过螺栓与前夹板18连接。

采用本测试实验台进行测试的操作步骤：

1.移动横向滑块21使外螺纹夹具16与内螺纹夹具12对齐，根据实验样件的长度要求移动支座2，使内螺纹夹具12和外螺纹夹具16的距离适中，通过螺钉固定支座2和底板1之间的相对位置，根据图19所示，样件一端夹紧于第一夹板15和内螺纹夹具12之间，样件另一端夹紧于第二夹板17和外螺纹夹具16之间，旋转千分尺3上的旋转棘轮31，测量模块记录样件被拉伸的位移和拉伸力以及牙周膜压缩的位移和压缩力。

2.根据附图20，移动横向滑块21使前外螺纹夹具16与L型夹具（见附图16）对齐，根据实验样件的长度要求移动支座2，使前外螺纹夹具16和L型夹具的距离适中，通过螺钉固定支座2和底板1之间的相对位置，样件一端夹紧于前夹板18和前外螺纹夹具19之间，样件另一端夹紧于第一夹板15和L型夹具之间，旋转千分尺3上的旋转棘轮31，测量模块记录样件被剪切的位移和剪切力。

3.根据附图21，移动横向滑块21使前外螺纹夹具16与内螺纹夹具12对齐，根据测试对象的高度和长度分别移动调节竖向滑块20和支座2，使前外螺纹夹具16和内螺纹夹具12的高度和距离适中，通过螺钉固定支座2和底板1之间的相对位置，样件一端夹紧于前夹板18和前外螺纹夹具19之间，旋转千分尺3上的旋转棘轮31，测量模块记录牙齿移动的位移和施加的载荷大小。

Claims (1)

1.一种口腔正畸牙周膜力学性能综合测试实验台，其特征在于，该测试实验台包括底板（1）、设置在所述底板（1）上的支座（2）和装夹模块、设置在所述支座（2）上端的测量模块，所述底板（1）上设置有纵向导轨（23）和与所述纵向导轨（23）垂直的横向导轨（24），所述支座（2）和测量模块分别与纵向导轨（23）滑动连接，所述装夹模块与横向导轨（24）滑动连接；

所述测量模块包括依次连接设置的千分尺（3）、夹紧套（8）、板销（9）、连接轴（10）、力传感器（11）、内螺纹夹具（12）和第一夹板（15），所述千分尺（3）的固定螺丝筒（34）穿过所述支座（2）上端的安装孔，所述第一夹板（15）位于临近装夹模块的一侧，所述连接轴（10）的下侧连接有支架（22），所述支架（22）与纵向导轨（23）滑动连接，所述第一夹板（15）上侧设置有沿测量模块轴向排列的第一螺钉（13）和第二螺钉（14）；

所述装夹模块包括横向滑块（21）、设置于所述横向滑块（21）的横向一侧的竖向导轨（25）、与所述竖向导轨（25）滑动连接的竖向滑块（20）、设置于所述横向滑块（21）上部面向第一夹板（15）一侧的第二夹板（17）、设置于所述第二夹板（17）端部的外螺纹夹具（16），所述竖向滑块（20）上侧设置有前夹板（18），所述竖向滑块（20）与前夹板（18）通过前外螺纹夹具（19）连接安装。