CN103226911B - 一种用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，包括机架，机架上固定有角钢、直线导轨和升降台底座，角钢上固定有电机，电机连接往复运动机构，往复运动机构连接牙刷杆的末端，牙刷杆的末端固定在连接块上，连接块固定在直线导轨滑块上，直线导轨滑块设于直线导轨上，牙刷杆的头端连接牙刷头，升降台底座上设有升降台，升降台上固定有唾液池，唾液池内设有样品夹具，样品夹具设于牙刷头下侧。本发明能够完成百万次模拟刷牙的往复运动，并实现精确调速和计数；能够根据测试要求装载、更换不同样品台，完成多尺寸、多数量样品的同时模拟测试；能够通过载物台容纳摩擦介质以及温度、高度调节，实现刷牙环境模拟及材料受力调控。

Description

一种用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置

技术领域

本发明提供了一种用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置。

背景技术

口腔疾病多发，牙齿病患最为常见，其中，由龋病诱发的口腔及全身心疾病严重影响着人体健康，我国龋病发病率高达80％，老年人患病率更高达98.4％，牙齿护理与治疗刻不容缓。根据龋损程度，修复方式主要包括填料修复龋损(如复合树脂、银汞合金等)和整牙替换龋齿(如陶瓷、金属种植牙等)，而修复的关键是口腔修复材料，研发可行材料，提高改善产品性能，对于满足临床需求，解决牙齿病患问题，提供了直接有效的解决途径。而在此过程中，齿科修复材料性能的准确表征与评价，对于产品成功研发以及临床顺利应用，具有重要的指导意义。

齿科修复材料在服役过程中，因在口腔复杂环境条件下经常进行咀嚼、护理(如刷牙)等行为产生磨耗，从而影响到修复体美观性，甚至造成生理功能的缺失，最终导致修复失败。因此，模拟口腔环境下的耐摩擦性能是评价齿科修复材料的重要指标之一，但目前，尚无针对齿科修复材料统一而完善的测试体系和评价标准。口腔修复材料耐磨擦性能的相关研究，多采用自制装置，建立于口腔咀嚼运动，通过模拟口腔湿环境、磨损介质、运动方式，对材料的表面形貌、质量和体积进行探究，并提出机理解释。而刷牙过程是口腔修复材料在服役过程中受摩擦的另一种重要形式，按照每日刷牙三次计算，牙体受摩擦次数平均为200次，长期刷牙过程势必对材料造成损耗，而目前，刷牙过程对口腔修复材料耗损的测试装置、研究评价体系鲜有报道。

发明内容

本发明目的是设计制作一种机械传动装置，用于模拟不同口腔环境及运动作用条件下的刷牙过程，有效的测试口腔修复材料的体外耐摩擦性能，完善口腔修复材料的性能评价体系。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，其特征在于，包括机架，机架上固定有角钢、直线导轨和升降台底座，角钢上固定有电机，电机连接往复运动机构，往复运动机构连接牙刷杆的末端，牙刷杆的末端固定在连接块上，连接块固定在直线导轨滑块上，直线导轨滑块设于直线导轨上，牙刷杆的头端连接牙刷头，升降台底座上设有升降台，升降台上固定有唾液池，唾液池内设有样品夹具，样品夹具设于牙刷头下侧。

优选地，所述的往复运动机构包括固定滑块、导杆、连杆和曲柄，固定滑块固定在角钢上，固定滑块上设有通孔，通孔中设有可滑动的导杆，导杆的一端铰链连接连杆的一端，连杆的另一端铰链连接曲柄的一端，曲柄的另一端连接电机的轴，导杆的另一端固定连接牙刷杆的末端。

优选地，所述的角钢上还固定有速度调节器，速度调节器连接电机。

优选地，所述的曲柄和连杆的连接处设有一个吸铁石，机架上位于曲柄和连杆的连接处旁的位置上设有一台接近开关，接近开关连接速度显示及计数器，速度显示及计数器固定在角钢上。

优选地，所述的唾液池中还设有温度加热板和温度探针，温度加热板和温度探针连接温控仪，温控仪固定在角钢上。

优选地，所述的样品夹具上设有一排样品槽，样品夹具的侧壁对应地设有一排螺纹孔，螺纹孔内设有紧定螺钉，样品通过所述的紧定螺钉固定在样品槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的模拟刷牙过程的机械传动装置，能够完成百万次模拟刷牙的往复运动，并实现精确调速和计数；能够根据测试要求装载、更换不同样品台，完成多尺寸、多数量样品的同时模拟测试；能够通过载物台容纳摩擦介质以及温度、高度调节，实现刷牙环境模拟及材料受力调控。从而有效的建立刷牙过程模型，实现口腔修复材料的耐摩擦性能测试评价。

本发明具有加工制备简单，使用操作方便，组件更换便捷，使用寿命长等优点，可有效模拟刷牙过程中温度、速度、频次、受力、磨耗介质等不同口腔环境及运动作用条件，有助于研究口腔修复材料在该过程中的磨耗情况，建立模拟刷牙机械模型，完善口腔修复材料耐摩擦性能评价体系。

附图说明

图1为用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置的前视图；

图2为用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置的后视图；

图3为导轨滑块与牙刷杆的连接块的示意图；

图4为样品夹具示意图。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。

实施例

如图1所示，为用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置的前视图，所述的用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置由机架1、电机2、角钢3、速度调节器4、速度显示及计数器5、温控仪6、牙刷杆7、升降台底座8、升降台9、牙刷头10、样品夹具12、温度探针13、温度加热板14、唾液池15、直线导轨17、直线导轨滑块18、连接块19、固定滑块20、导杆21、连杆22、接近开关23和曲柄24组成。机架1上固定有角钢3、直线导轨17和升降台底座8，角钢3上用螺栓固定有电机2，电机2连接往复运动机构，往复运动机构连接牙刷杆7的末端，牙刷杆7的末端用螺栓固定在连接块19上，连接块19用螺栓固定在直线导轨滑块18上，直线导轨滑块18设于直线导轨17上，直线导轨滑块18可以在直线导轨17上来回自由的滑动，牙刷头10用胶水粘在牙刷杆7的头端，升降台底座8上设有升降台9，升降台9上固定有唾液池15，唾液池15内设有样品夹具12，样品夹具12设于牙刷头10下侧。

如图2所示，所述的往复运动机构包括固定滑块20、导杆21、连杆22和曲柄24，固定滑块20固定在角钢3上，固定滑块20上设有通孔，通孔中设有可滑动的导杆21，导杆21的一端铰链连接连杆22的一端，连杆22的另一端铰链连接曲柄24的一端，曲柄24的另一端连接电机2的轴，牙刷杆7的末端上有一孔，将导杆21穿过这一孔，用螺母将牙刷杆7和导杆21的另一端相连，从而将往复运动机构的往复运动传递给牙刷杆7。

所述的曲柄24和连杆22的连接处设有一个吸铁石，机架1上位于曲柄24和连杆22的连接处旁的位置上设有一台接近开关23，接近开关23连接速度显示及计数器5，速度显示及计数器5固定在角钢3上。通过接近开关23将速度和总转速的数据传输到速度显示及计数器5上。

所述的角钢3上还用螺栓固定有速度调节器4，速度调节器4连接电机2，通过速度调节器4来控制电机2的转速从而控制往复运动的频率。

所述的唾液池15中还设有温度加热板14和温度探针13，温度加热板14和温度探针13连接温控仪6，温控仪6固定在角钢3上。通过温控仪6控制温度加热板14是否加热来调节测试时磨耗介质的温度，通过温度探针13将磨耗介质温度反馈到温控仪显示屏上。

如图3所示，连接块19底部有四个通孔，用于将连接块19固定在直线导轨滑块18上，上面有4个M3的螺纹孔，用螺栓将牙刷杆7固定在连接块19上。

如图4所示，所述的样品夹具12上设有一排5个样品槽，样品夹具12的侧壁对应地设有一排5个M3的螺纹孔，螺纹孔内设有内六角平端紧钉螺钉，样品16通过所述的温度加热板14固定在样品槽内。样品槽有两种不同规格，可以将不同规格的样品16置于样品槽内，用内六角平端紧定螺钉将样品其固定住在样品槽内(例如样品槽直径为4.5mm，则小于4.5mm的样品16都可以通过紧定螺钉固定在样品槽内)，磨耗材料样品夹具用4个螺栓固定在唾液池15中的四个未打穿的螺纹孔中。唾液池内可以盛装人造唾液等磨耗介质11，唾液池15用4个螺栓固定在升降台9上并用四氟乙烯垫片密封，升降台9固定在升降台底座8上，升降台底座8固定在机架1上。

使用时，将磨耗材料的样品16固定在样品夹具12上的样品槽内，接通电源，在电机的驱动下，往复运动机构实现往复运动并带动牙刷头10进行往复运动从而实现牙刷头10在样品16表面来回磨刷，通过设定温控仪控制测试时所需的磨耗介质温度，通过调节升降台9的高低控制样品相对于牙刷头10的位置来调节刷牙过程中样品所承受的摩擦力。

Claims (6)

1.一种用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，其特征在于，包括机架（1），机架（1）上固定有角钢（3）、直线导轨（17）和升降台底座（8），角钢（3）上固定有电机（2），电机（2）连接往复运动机构，往复运动机构连接牙刷杆（7）的末端，牙刷杆（7）的末端固定在连接块（19）上，连接块（19）固定在直线导轨滑块（18）上，直线导轨滑块（18）设于直线导轨（17）上，牙刷杆（7）的头端连接牙刷头（10），升降台底座（8）上设有升降台（9），升降台（9）上固定有唾液池（15），唾液池（15）内设有样品夹具（12），样品夹具（12）设于牙刷头（10）下侧。

2.如权利要求1所述的用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，其特征在于，所述的往复运动机构包括固定滑块（20）、导杆（21）、连杆（22）和曲柄（24），固定滑块（20）固定在角钢（3）上，固定滑块（20）上设有通孔，通孔中设有可滑动的导杆（21），导杆（21）的一端铰链连接连杆（22）的一端，连杆（22）的另一端铰链连接曲柄（24）的一端，曲柄（24）的另一端连接电机（2）的轴，导杆（21）的另一端固定连接牙刷杆（7）的末端。

3.如权利要求2所述的用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，其特征在于，所述的曲柄（24）和连杆（22）的连接处设有一个吸铁石，机架（1）上位于曲柄（24）和连杆（22）的连接处旁的位置上设有一台接近开关（23），接近开关（23）连接速度显示及计数器（5），速度显示及计数器（5）固定在角钢（3）上。

4.如权利要求1所述的用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，其特征在于，所述的角钢（3）上还固定有速度调节器（4），速度调节器（4）连接电机（2）。

5.如权利要求1所述的用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，其特征在于，所述的唾液池（15）中还设有温度加热板（14）和温度探针（13），温度加热板（14）和温度探针（13）连接温控仪（6），温控仪（6）固定在角钢（3）上。

6.如权利要求1所述的用于口腔修复材料耐磨性测试的模拟刷牙装置，其特征在于，所述的样品夹具（12）上设有一排样品槽，样品夹具（12）的侧壁对应地设有一排螺纹孔，螺纹孔内设有紧定螺钉，样品通过所述的紧定螺钉固定在样品槽内。