CN103202734B - 口腔正畸矫治器摩擦测试实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种口腔正畸矫治器摩擦测试实验台，包括底板、设置在底板上的驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，驱动装置、第一滑动模块、夹紧模块和第二滑动模块依次连接，测试组件设置于夹紧模块一侧并与之连接。本发明装置不仅能够测试口腔正畸中托槽与弓丝之间的静摩擦力，还可以测试出动摩擦力，能够测试出正畸托槽和弓丝间的静、动摩擦系数，测试的范围广，同时结构简单，操作方便，成本低。

Description

口腔正畸矫治器摩擦测试实验台

技术领域

本发明属于口腔正畸矫治器力学测试技术领域，具体涉及正畸托槽和弓丝之间的摩擦测试实验台。 

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。临床正畸中正畸力是通过弓丝的弹性变形而产生的，弓丝在托槽的槽沟内可以滑动，从牙齿排齐阶段到牙齿整体移动阶段，牙齿以及正畸托槽都会和正畸弓丝产生相对运动，并由此产生滑动摩擦力，矫治器施加的矫治力需要克服摩擦力后才能作用于牙齿，是牙周组织发生生物化学反应，发生牙槽骨重建，才使牙齿发生移动，由于摩擦力的存在矫治力就大于实际产生牙齿移动的力，过大的矫治力会引起牙齿疼痛、牙周膜出血、坏死，甚至发生牙根吸收等副作用，理想的矫治器是托槽与弓丝之间存在极小的摩擦力甚至没有摩擦力。大量的研究表明，在正畸弓丝通过正畸托槽对牙齿施力的过程中，托槽与弓丝之间的摩擦力对正畸矫治器的生物力学性能、以及矫治器移动牙齿的效果都会产生较大的影响，正畸托槽的结构设计、正畸托槽的结扎方式、正畸弓丝的材质和尺寸与摩擦力大小密切相关。因此，正畸托槽和弓丝间的摩擦力的测试分析研究，可指导临床实践中正畸力的施加，减少支抗的丧失，加快矫治速度，对开发高性能的、以及个性化的正畸矫治器以提高正畸治疗效果有重要的意义。 

发明内容

技术问题：本发明提供一种测试范围广、结构简单，操作方便，成本低的口腔正畸矫治器摩擦测试实验台。

技术方案：本发明的口腔正畸矫治器摩擦测试实验台，包括底板、设置在底板上的驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，驱动装置、第一滑动模块、夹紧模块和第二滑动模块依次连接，测试组件设置于夹紧模块一侧并与之连接；

驱动装置包括电机、与电机动力输出端连接的带轮和连接在带轮上的细绳；   

第一滑动模块包括设置在底板上的第一滑槽、与第一滑槽滑动连接的第一滑块、与第一滑块一端连接的第一拉力传感器、与第一滑块另一端连接的弹簧、与第一滑槽一端螺纹连接的螺栓，螺栓的一端与弹簧连接，另一端与驱动装置的细绳连接；

夹紧机构包括设置在底板上的底座、设置于底座中的压紧板、U型卡销、旋转螺栓和设置于底座的面向测试组件一侧的托槽，压紧板与旋转螺栓螺纹连接，U型卡销卡在旋转螺栓的凹槽上，以限制旋转螺栓的轴向移动，使其只能周向旋转运动，底座的面向测试组件一侧设置有凸台，托槽设置在凸台与压紧板之间并由压紧板夹紧定位；

第二滑动模块包括设置在底板上的第二滑槽、与第二滑槽滑动连接的第二滑块、设置于第二滑块一端的第二压力传感器，第二压力传感器通过弓丝与第一滑动模块的第一拉力传感器连接，弓丝与夹紧模块上的托槽滑动连接；

测量组件包括设置在底板上的支架和支座、与支座螺纹连接的调节螺栓、固定在支架上的套筒、穿过套筒并与之轴向滑动连接的压力传感器，压力传感器一端连接有叉架，另一端与调节螺栓连接，叉架上设置有压轮，压轮将弓丝压紧于托槽的槽沟内。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：      

本发明装置不仅能够测试口腔正畸中托槽与弓丝之间的静摩擦力，还可以测试出动摩擦力，由于本装置的压轮结构起到了施加正畸力的作用，况且所施加的力值大小可以通过相连接的力传感器测试出来，这样就能够获得摩擦系数，因此，本装置能够测试出正畸托槽和弓丝间的静、动摩擦系数；由于本装置夹紧模块可以对不同规格大小的托槽进行夹紧，况且不仅能够对圆丝弓还能对方丝弓与托槽之间的摩擦力进行测试，测试的范围广；由于通过压轮压紧弓丝和托槽代替弓丝弯曲回弹产生的正畸力，使测试问题得到了简化，避免了弓丝弯曲控制复杂的问题，因此，本发明装置的结构相对简单，操作方便，成本低。 

附图说明

图1是测试实验台示意图。

图2是实验台剖视图。

图3是第一滑动模块示意图。

图4是实验台的测试组件侧视图。

图5是实验台的测试组件剖视图。

图6是第一滑动模块结构剖视图。

图7是夹紧模块剖视图。

图8是第二滑动模块剖视图。

图9是底板支座示意图。

图10是托槽结构示意图。

图11是U型卡销结构示意图。

图12是第二滑槽结构示意图。

图13是第一滑槽结构示意图。

图14是第一滑块结构示意图。

图15是第一滑块剖视图。

图16是压紧板结构示意图。

图17是叉架结构示意图。

图18是右螺帽结构示意图。

图19是压力传感器结构示意图。

图20是连接环结构示意图。

图21是连接螺柱结构示意图。

图22是第二滑块结构示意图。

图23是拉力传感器结构示意图。

图24是旋转螺栓结构示意图。

图25是螺栓结构示意图。

图26是套筒结构示意图。

图27是夹紧模块爆炸视图。

图中有：1.底板，2.压轮，3.销轴，4.压力传感器，5.调节螺栓，6.套筒，7.叉架，8.第二螺帽，9.第二拉力传感器，10.第二滑块，11.第二滑槽，12.弓丝，13.旋转螺栓，14.U型卡销，15.压紧板，16.托槽，17.底座，18.第一螺帽，19.第一拉力传感器，20.第一滑块，21.弹簧，22.连接环，23.轴端螺套，24.螺栓，25.细绳，26. 带轮，27.电机，28.垫块，29.第一滑槽，30.支架，31.连接螺柱，32.支座。 

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。

本发明的口腔正畸矫治器摩擦测试的实验台，包括底板1、驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，底板1的一端设置有垫块28，垫块28的上方设置电机27，电机27的动力输出端与带轮26固定连接，带轮26与细绳25一端连接，细绳25的另一端与第一滑动模块上的第一滑块20连接，第一滑动模块上的第一滑槽29与底板1固定连接，第二滑动模块上的第二滑槽11与底板1固定连接，夹紧机构上的底座17与底板1固定连接，测量组件上的支架30与底板1固定连接，第一滑动模块与第二滑动模块之间通过弓丝12连接，弓丝12与夹紧模块上的托槽16滑动连接，测量模块上的压轮2与托槽16滑动连接，并通过压轮2和托槽16之间的滑动压紧弓丝12。

第一滑动模块包括：第一滑槽29、螺栓24、轴端螺套23、连接环22.、弹簧21、第一滑块20、第一拉力传感器19、连接螺柱31和第一螺帽18，第一滑槽29底部与底板1固定连接，第一滑槽29上设有螺纹孔和滑槽，螺栓24一端与第一滑槽29上的螺纹孔连接，螺栓24另一端与轴端螺套23一端连接，轴端螺套23另一端与连接环22一端连接，连接环22另一端与弹簧21一端连接，弹簧21另一端与螺柱31一端连接，螺柱31另一端与第一滑块20一端连接，第一滑块20底部与第一滑槽29上的滑槽滑动连接，第一滑块20的另一端与第一拉力传感器19的一端连接，第一拉力传感器19的另一端与第一螺帽18一端连接，第一螺帽18的另一端与弓丝12一端连接。

第二滑动模块包括：第二滑块10、第二滑槽11、第二拉力传感器9和第二螺帽8，第二滑槽11底部与底板1固定连接，第二滑块10底部与第二滑槽11上的滑槽滑动连接，第二滑块10一端与第二拉力传感器9一端连接，第二拉力传感器9另一端与第二螺帽8一端连接，第二螺帽8另一端与弓丝12另一端连接。

夹紧模块包括：底座17、托槽16、压紧板15、U型槽14和旋转螺栓13，底座17底部与底板1固定连接，底座17上设有凸起、方形槽和通孔，旋转螺栓13一端与底座17上的通孔转动连接，在底座17和旋转螺栓13之间通过U型卡销14限制旋转螺栓13轴向移动，压紧板15上设有螺纹孔，旋转螺栓13另一端与压紧板15上的螺纹孔螺纹连接，托槽16夹紧于底座17上的凸起和压紧板15之间，托槽16上设有凹槽，弓丝12的中部与托槽16上的凹槽滑动连接。

测量组件包括：调节螺栓5、支架30、支座32、叉架7、套筒6、压力传感器4、销轴3和压轮2，支座32一端与底板1固定连接，支座32另一端上设有螺纹通孔，支座32另一端上的螺纹通孔与调节螺栓5的一端螺纹转动连接，支架30一端与底板1固定连接，支架30另一端与套筒6固定连接，套筒6内嵌入压力传感器4，调节螺栓5的另一端与压力传感器4的一端固定连接，压力传感器4另一端与叉架7另一端连接，叉架4的另一端上设有通孔，叉架4上的通孔通过销轴3与压轮2转动连接，压轮2与托槽16移动连接，通过旋转调节螺栓5，实现压轮2对弓丝12的压紧。

采用本测试实验台进行测试的操作步骤：

（1）调节旋转螺栓13，使托槽16夹紧于底座17上的凸起与压紧板15之间，在第一滑动模块和第二滑动模块之间安装弓丝12，转动调节螺栓5，使压轮2压紧弓丝12，并记录压力传感器4的数据（即压轮对弓丝的压紧力），转动螺栓24，弹簧21被拉伸，当第一滑块20将要移动时，停止转动螺栓24，记录第一拉力传感器19和第二拉力传感器9的数据，第一拉力传感器19和第二拉力传感器9记录数据差值既是托槽16与弓丝12之间的摩擦力，从而可以求得弓丝12和托槽16之间的静摩擦系数。

（2）调节旋转螺栓13，使托槽16夹紧于底座17上的凸起与压紧板15之间，在第一滑动模块和第二滑动模块之间安装弓丝12，转动调节螺栓5，使压轮2压紧弓丝12，并记录压力传感器4的数据（即压轮对弓丝的压紧力），卸去弹簧21，开动电机27，电机27匀速转动，拉动第一滑块20匀速移动，记录第一拉力传感器19和第二拉力传感器9的数据，第一拉力传感器19和第二拉力传感器9记录数据差值既是托槽16与弓丝12之间的摩擦力，从而可以求得弓丝12和托槽16之间的动摩擦系数。 

Claims (1)

1.一种口腔正畸矫治器摩擦测试实验台，其特征在于，该测试实验台包括底板（1）、设置在所述底板（1）上的驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，所述驱动装置、第一滑动模块、夹紧模块和第二滑动模块依次连接，所述测试组件设置于夹紧模块一侧并与之连接；

所述驱动装置包括电机（27）、与所述电机（27）动力输出端连接的带轮（26）和连接在所述带轮（26）上的细绳（25）；   

所述第一滑动模块包括设置在底板（1）上的第一滑槽（29）、与所述第一滑槽（29）滑动连接的第一滑块（20）、与所述第一滑块（20）一端连接的第一拉力传感器（19）、与第一滑块（20）另一端连接的弹簧（21）、与所述第一滑槽（29）一端螺纹连接的螺栓（24），所述螺栓（24）的一端与弹簧（21）连接，另一端与驱动装置的细绳（25）连接；

所述夹紧机构包括设置在底板（1）上的底座（17）、设置于所述底座（17）中的压紧板（15）、U型卡销（14）、旋转螺栓（13）和设置于底座（17）的面向测试组件一侧的托槽（16），所述压紧板（15）与旋转螺栓（13）螺纹连接，所述U型卡销（14）卡在旋转螺栓（13）的凹槽上，以限制旋转螺栓（13）的轴向移动，使其只能周向旋转运动，底座（17）的面向测试组件一侧设置有凸台，所述托槽（16）设置在凸台与压紧板（15）之间并由压紧板（15）夹紧定位；

所述第二滑动模块包括设置在底板（1）上的第二滑槽（11）、与所述第二滑槽（11）滑动连接的第二滑块（10）、设置于所述第二滑块（10）一端的第二压力传感器（9），所述第二压力传感器（9）通过弓丝（12）与第一滑动模块的第一拉力传感器（19）连接，所述弓丝（12）与夹紧模块上的托槽（16）滑动连接；

所述测量组件包括设置在底板（1）上的支架（30）和支座（32）、与所述支座（32）螺纹连接的调节螺栓（5）、固定在所述支架（30）上的套筒（6）、穿过所述套筒（6）并与之轴向滑动连接的压力传感器（4），所述压力传感器（4）一端连接有叉架（7），另一端与调节螺栓（5）连接，所述叉架（7）上设置有压轮（2），所述压轮（2）将弓丝（12）压紧于托槽（16）的槽沟内。