CN104083224A - 自动化口腔正畸托槽定位系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

一种自动化口腔正畸托槽定位系统及其定位方法，所述定位系统包括建立三维牙颌模型的计算机系统、获取口腔内坐标记录的咬合记录装置以及将口腔正畸的正畸托槽黏合于牙齿表面或石膏齿模表面的正畸托槽自动定位装置。本发明涉及的自动化口腔正畸托槽定位系统，通过与建立数字化三维牙颌模型的计算机系统连结的正畸托槽自动定位装置，将口腔正畸托槽准确的定位在病人的牙齿表面或石膏齿模表面，取代牙医人力执行正畸托槽黏结固定于牙齿表面的过程，减轻了牙医人力的负担，并降低了传统正畸过程的高度困难性。

Description

自动化口腔正畸托槽定位系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及牙科齿列矫正领域，特别是涉及一种自动化口腔正畸托槽定位系统及其定位方法。

背景技术

在牙科领域中牙齿错位咬合已确认会影响患者口腔功能的正常发挥，降低牙齿的咀嚼效率，衍生吞咽问题，引起消化不良、肠胃疾病。严重的牙齿错位会影响颜面骨骼、关节、肌肉生长发育，造成面部形象损害，发音/语言表达不良，对患者心理造成负面影响。上前牙前突、上下前牙前突，会导致双唇不能自由闭合，导致不良的张口呼吸。牙列不齐亦会使口腔菌斑易于附着，难以清洁，易引发牙龈、牙槽骨炎症。

错位咬合起因于牙齿不整齐及/或颌关节位置比例的问题。为了矫正这个问题，达到全面的口腔正畸效果，可使用牙齿矫正牙套(orthodontic braces)或正畸托槽(bracket)固定在牙齿表面。每一个正畸托槽(bracket)一一黏结在牙齿表面，金属线(metal wire)结合在正畸托槽上，通过金属线与正畸托槽的交互作用将牙齿移动至预期的正常位置。

在以往，正畸托槽相对于牙齿表面的位置(position)和方向(orientation)取决于牙医的经验和技术。正畸托槽结合于牙齿表面的方式可通过直接结合方式或间接结合方式完成。直接结合方式是由牙医凭借其经验和技术，将正畸托槽一一结合于每一颗牙齿的表面，牙医要花费许多的时间，而且有些口腔内的区域(例如：大臼齿或齿舌侧)实在难以通过视线详细的观察，增加了正畸托槽安装的困难性。间接程序则需要牙医制做病人的牙齿印模(impression model)，从牙齿印模打造与病人牙列形态相近的石膏齿模(dental cast)，之后牙技师在实验室中将正畸托槽黏结在齿模上，正畸托槽的黏结位置可通过客制化的印模托盘(custom impression tray)记录下来。牙医在临床上可通过该印模托盘将正畸托槽转移并黏结固定在病人的牙齿上。

目前，数字化牙颌模型(digital model)在口腔正畸领域中快速的成长。所谓的数字化牙颌模型是通过病人口腔内扫描技术并通过运算、分析、绘图而建立的3D数位齿模，所述的3D数位齿模也可以通过已知的技术(例如：3D打印)转换成实体齿模。数字化牙颌模型可以帮助牙医更正确的诊断及拟定正畸计划，也可以在正畸治疗过程中预测及模拟牙齿移动的方向和结果。

数字化牙颌模型提供口腔正畸辅助，但正畸托槽以直接结合方式或间接结合方式结合于牙齿上的每一个步骤仍需通过牙医来执行。这实际上是一项困难的工作。首先，一些区域，例如位于口腔深部的牙齿或牙齿舌侧(lingual surface)不容易看见也不容易确位。其次，黏着操作也是不容易，因为黏胶是采用光固化黏胶，容易在正畸托槽确定位置之前硬化，或者是太晚硬化而导致正畸托槽从正确位置移位，最终都导致正畸托槽的黏结位置非预期位置的问题；因此黏胶硬化时点的控制考验着牙医。再者，严重错位的牙齿使正畸托槽的确位及固定变得更加困难，甚至难以通过手动方式实现。

发明内容

基于此，有必要提供一种将齿列矫正的正畸托槽正确的定位于牙齿表面或齿模型表面的自动化口腔正畸托槽定位系统。

一种自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，包括：

正畸托槽自动定位装置，所述正畸托槽自动定位装置具有多关节机械手臂、夹持器及驱动所述夹持器的驱动模块，所述夹持器连接于所述多关节机械手臂的一端部；

咬合记录装置，所述咬合记录装置具有咬合记录器、传感器，所述咬合记录器具有匹配于上齿列和下齿列的基板以及设在该基板上的至少两个校准标记，所述基板的上表面、下表面均涂布有预定厚度的印模材料形成印模层，所述传感器连接于所述正畸托槽自动定位装置。

计算机系统，所述驱动模块、咬合记录器均与所述计算机系统耦合。

在其中一个实施例中，所述夹持器具有至少两个夹臂，所述夹臂均具有转动枢轴、嵌卡件、第一杆件、第二杆件及轴；

各个所述第一杆件的一端分别通过所述转动枢轴铰接于所述多关节机械手臂的端部，各个所述第一杆件的另一端分别通过所述轴铰接于所述第二杆件的一端，各个所述第二杆件的另一端均连接于所述嵌卡件。

在其中一个实施例中，所述驱动模块包括作动杆，以及控制该作动杆相对于所述多关节机械手臂主轴方向做往复移动的驱动元件；

所述夹持器还具有支撑杆，其数量与所述夹臂数量相同，各个所述支撑杆的一端通过旋转枢轴铰接于所述作动杆的另一端，各个所述支撑杆的另一端分别与各个第二杆件朝向所述第一杆件的一端固定连接。

在其中一个实施例中，所述驱动模块还包括接触件及复位弹簧，所述驱动元件通过所述接触件与所述作动杆连接，所述接触件与所述多关节机械手臂的端部之间的作动杆上套设有所述复位弹簧。

在其中一个实施例中，所述传感器设置于所述多关节机械手臂上具有夹持器的端部，或者所述传感器设置于所述夹持器。

在其中一个实施例中，所述正畸托槽自动定位装置还包括基座及支托并定位人头部的头部支架，所述头部支架包括前额定位器及颏定位器；

所述前额定位器、颏定位器分别位于所述正畸托槽自动定位装置沿纵向方向的上端、下端，所述前额定位器及颏定位器均固定于所述基座。

在其中一个实施例中，所述夹持器匹配于所述正畸托槽。

在其中一个实施例中，所述正畸托槽自动定位装置具有至少一个光源模块，所述光源模块的发光部均朝向于所述夹持器的端部方向。

在其中一个实施例中，所述多关节机械手臂还连接有用于检测正畸托槽被放置到牙齿表面时的反作用力的压力感测器。

本发明的另一目的在于提供一种自动化口腔正畸托槽定位系统的定位方法。

一种自动化口腔正畸托槽定位系统的定位方法，包括如下步骤：

口腔内获取各个牙齿模型，进行口外扫描各个牙齿的3D模型，或者口腔内直接进行3D扫描各个牙齿模型，获取各个牙齿外形信息；口腔内利用咬合记录装置, 记录牙齿咬合关系，进行口外3D扫描咬合记录装置，获取牙齿咬合信息及校准标记信息，牙齿外形信息、牙齿咬合信息及校准标记信息传送至计算机系统，计算机系统根据牙齿外形信息、牙齿咬合信息建立数字化三维牙颔模型，所述计算机系统依据建立的数字化三维牙颔模型预测一正畸托槽在牙齿表面的位置；

将基板置于人的上齿列和下齿列之间，基板置于人的上齿列和下齿列之间，上齿列和下齿列咬住所述基板，传感器侦测所述校准标记信息，并将侦测信息传输至计算机系统，所述计算机系统将所述侦测信息转换为口腔内的坐标记录，所述计算机系统使用该坐标记录修正三维牙颌模型，使正畸托槽的预测位置准确对应到牙齿表面；

所述计算机系统控制驱动模块，带动夹持器夹住正畸托槽，并按照上述预测位置将正畸托槽转移至牙齿表面，且通过连接层与牙齿表面固定；

所述计算机系统控制所述驱动模块，带动所述多关节机械手臂使夹持器张开与正畸托槽分离。

本发明涉及的自动化口腔正畸托槽定位系统及其定位方法具有如下有益效果：

本发明涉及的自动化口腔正畸托槽定位系统，通过与建立数字化三维牙颌模型的计算机系统连结的正畸托槽自动定位装置(automatic bracket positioning device)，将口腔正畸托槽准确的定位在病人的牙齿表面或石膏齿模表面。

本发明植黏正畸托槽的自动化作业缩短了植入及固定正畸托槽所需的时间和程序，减少牙医或牙技师在口腔正畸过程中的负担。

本发明通过光源模块可快速稳定的实现所述连接层上的光固化黏胶的固化作用，且固定牢固，不会影响正畸托槽的准确位置，也进一步地缩短了固化时间，节约了植入及固定正畸托槽所需的时间和程序。

本发明通过夹持器和多关节机械手臂可以探及口腔中较不易被牙医目视和确位的困难区域，从而将正畸托槽轻易的植于该困难区域的牙齿表面。

本发明的正畸托槽自动定位装置取代牙医人力执行正畸托槽黏结固定于牙齿表面的过程，减轻了牙医人力的负担，并降低了传统正畸过程的高度困难性。

本发明通过所述计算机系统指挥、控制、命令、管理所述正畸托槽自动定位装置的夹持器和多关节机械手臂，使其以全自动的方式将正畸托槽一个一个从托盘(tray)中取出并一一准确的粘结在病人的牙齿表面或石膏齿模的表面，全过程自动化操作，简约时间，节约工序，且完全不会使得正畸托槽位置偏移，保证了正畸托槽植入的准确性。

由上述计算机系统、夹持器、多关节机械手臂执行的正畸程序是几乎是全自动化的，在本发明的正畸程序中，牙医和牙技师是一个监督者，监督整个自动化系统的运作，简约监督者的时间和精力。

本发明涉及的自动化口腔正畸托槽定位系统的定位方法，操作简单，设备要求低，节约时间，节约成本。

附图说明

图1为本发明实施例自动化口腔正畸托槽定位系统示意图；

图2为本发明实施例咬合记录器的结构示意图；

图3为本发明实施例咬合记录器于病人口腔内的示意图；

图4为本发明实施例正畸托槽自动定位装置的结构示意图；

图5为本发明实施例正畸托槽自动定位装置的结构示意图；

图6为本发明实施例正畸托槽自动定位装置、头部支架、病人头部的位置关系示意图。

附图标记说明

2、咬合记录装置；20、咬合记录器；21、基板；22、校准标记；23、传输连接器；24、传感器；25、印模层；30、正畸托槽自动定位装置；31、夹持器；32、正畸托槽；321、固定板；322、连接层；323、基座；324、线槽；325、凹入部；33、第一夹臂；331、转动枢轴；332、嵌卡件；333、第一杆件；334、第二杆件；335、轴；34、第二夹臂；341、转动枢轴；342、嵌卡件；343、第一杆件；344、第二杆件；345、轴；35、定位板；351、连接件；353、旋转枢轴；354、第一支撑杆；355、第二支撑杆；41、驱动模块；411、作动杆；412、驱动元件；51、光源模块；61、多关节机械手臂；62、远端肘节；621、端板；622、接触件；623、复位弹簧；70、头部支架；71、前额定位器；72、颏定位器；73、底座；80、计算机系统；81、数字化三维牙颌模型。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明涉及的自动化口腔正畸托槽定位系统包括：咬合记录装置2、正畸托槽自动定位装置30、以及计算机系统80。所述咬合记录器20及正畸托槽自动定位装置30与所述计算机系统80耦合。

所述计算机系统80建立数字化三维牙颌模型81，所述计算机系统80如何建立数字化三维牙颌模型81是已知的技术，例如以接触式量测法、口腔内扫描法、或层析法通过软件程序运算分析，从而获得上齿列和下齿列的的牙齿方向、位置信息、以及下颚、上颌的相对位置关系，并制做数字化三维牙颌模型81。所述计算机系统80依据所述数字化三维牙颌模型81估算口腔正畸的每一个正畸托槽32在病人的牙齿表面或石膏齿模表面的预测位置；所述计算机系统80控制所述正畸托槽自动定位装置30依据所述预测位置将正畸托槽32定位在病人的牙齿表面或石膏齿模表面(请参阅图4)。

所述咬合记录装置2包含一咬合记录器(bite recorder)20，以及感应所述咬合记录器20的传感器(sensor)24。所述咬合记录器20，如图2、3所示，为一个扁平圆弧形且坚固的基板21，所述基板21的上表面、下表面涂布有预定厚度的牙科用印模材料形成印模层25，其中，预定厚度为能够记录出牙齿的咬合印记为准；所述基板21放在病人的口腔中，并由病人的上齿列和下齿列轻轻的咬住，通过所述印模层25可记录牙齿的咬合状况，并且稳定地将所述咬合记录器20固定在齿列上，使咬合记录器20不致于病人口腔中发生位移，以确保后续的侦测动作得以精准执行。所述基板21在预定的数个位置分别设校准标记(calibrating markers)22；所有的校准标记22最终与传输连接器23耦合，所述传输连接器23组合于所述基板21的前端并向外延伸，它不会进入病人的口腔中。所述传输连接器23与所述计算机系统80连接。所述传感器24装设在所述正畸托槽自动定位装置30的多关节机械手臂61的远端肘节62或夹持器31(如图4所示)，用以侦测所述校准标记22；其中，所述多关节机械手臂61分为远端肘节62和近端肘节，所述远端肘节62即为所述多关节机械手臂的末端，所述近端肘节即为所述多关节机械手臂与所述底座73连接的一端。所述校准标记22做为病人口腔内参考点，所述传感器24侦测所述口腔内参考点，产生多组关于牙齿表面空间位置的数位点集(point sets)，通过传输线(图中未标示)将所述数位点集传输于所述计算机系统80，所述计算机系统80通过程序运算将所述等数位点集汇整转换为口腔内坐标记录，所述计算机系统80接收并使用所述口腔内坐标记录以修正所述数字化三维牙颌模型81，使实际口腔内坐标(intra-oral coordinate)与数字化三维牙颌模型81的空间坐标(computation coordinate)一致，所述计算机系统80所计算出的正畸托槽32的预测位置才能完全准确的对应到病人的牙齿表面。此外，当正畸托槽自动定位装置30将正畸托槽32移转至病人的牙齿表面时，所述计算机系统80通过所述传感器24与所述校准标记22可得知正畸托槽32与牙齿表面的相对位置关系，并且通过所述相对位置关系控制所述多关节机械手臂61，直到所述正畸托槽32依照预测位置准确的移转至牙齿表面为止。

如图4、5所示，所述正畸托槽自动定位装置30包括夹持器31、驱动模块41、光源模块51、多关节机械手臂61。

所述夹持器31用以夹持或松开正畸托槽32。正畸托槽32是现有的实体结构，包括固定板321，所述固定板321的一侧具有连接层322，所述连接层322涂上一层光固化黏胶，所述固定板321的另一侧设有基座323，所述基座323的中间具备了承接金属线(metal wire)的线槽324，所述基座323的两个相对侧各设一个承接所述夹持器31的凹入部325。所述夹持器31具有第一夹臂33和第二夹臂34，所述第一夹臂33和第二夹臂34的其中一端分别通过转动枢轴331、341连接于定位板35，所述第一夹臂33和第二夹臂34的另一端分别连接有可嵌卡或脱离所述夹持器31的凹入部325的嵌卡件332、342。所述第一夹臂33和第二夹臂34分别具有第一杆件333、343和第二杆件334、344，第一杆件333、343和第二杆件334、344均由轴335、345连接固定。所述定位板35以连接件351连接固定于所述多关节机械手臂61的一端（远端肘节62）。

所述驱动模块41包括作动杆411以及控制所述作动杆411往复移动的驱动元件412。所述作动杆411轴向穿于所述连接件351中，所述作动杆411的其中一端穿过所述远端肘节62的端板621而伸入所述远端肘节62内，所述作动杆411的内端连接有一个接触件622，所述接触件622与所述端板621之间的作动杆411上穿套有复位弹簧623。所述作动杆411的另一端穿过所述定位板35，以旋转枢轴353连接第一支撑杆354及第二支撑杆355的一端，所述第一支撑杆354的另一端通过所述第一夹臂33的轴335连接于所述第二杆件334朝向所述第一杆件333的一端，所述第二支撑杆355的另一端通过所述第二夹臂34的轴345连接于所述第二杆件344朝向所述第一杆件343的一端。

本发明涉及的自动化口腔正畸托槽定位系统在使用时，其定位方法包括如下步骤：

口腔内获取各个牙齿模型，进行口外扫描各个牙齿的3D模型，或者口腔内直接进行3D扫描各个牙齿模型，获取各个牙齿外形信息；口腔内利用咬合记录装置2, 记录牙齿咬合关系，进行口外3D扫描咬合记录装置2，获取牙齿咬合信息及校准标记信息，牙齿外形信息、牙齿咬合信息及校准标记信息传送至计算机系统；计算机系统80根据牙齿外形信息、牙齿咬合信息建立数字化三维牙颔模型81，所述计算机系统80依据建立的数字化三维牙颔模型81预测一正畸托槽32在牙齿表面的位置；

将咬合记录装置2重新置于口腔中，基板21置于人的上齿列和下齿列之间，人的上齿列和下齿列咬住所述基板21，所述传感器24侦测所述校准标记22，并将侦测信息传输至所述计算机系统80，所述计算机系统80将所述侦测信息转换为口腔内坐标记录，计算机系统80使用该坐标记录修正数字化三维牙颌模型81，使正畸托槽32的预测位置准确对应到牙齿表面；

所述计算机系统80控制所述驱动模块41，带动所述多关节机械手臂61使得所述夹持器31夹住所述正畸托槽32，并按照上述预测位置将正畸托槽32转移至牙齿表面，且通过所述连接层322与牙齿表面固定；

所述计算机系统80命令控制所述驱动模块41，带动所述多关节机械手臂61使夹持器31张开与正畸托槽32分离。具体详述如下。

当作动杆411沿着所述连接件351的轴方向往复位移时，通过所述第一支撑杆354及第二支撑杆355将所述作动杆411的线性运动转换成所述第一夹臂33和第二夹臂34的连杆运动，从而使嵌卡件332、342嵌入或脱离所述正畸托槽32的凹入部325，使得所述夹持器31得以夹持或释放所述正畸托槽32。

所述驱动元件412设于所述多关节机械手臂61的远端肘节62内，所述驱动元件412可为机械组件或者也可为磁力组件。在本发明实施例的附图图例中，所述驱动元件412是一个磁力组件，通过线圈和导线耦合至所述计算机系统80。所述计算机系统80指挥、控制、命令所述驱动元件412，使驱动元件412施加推力于所述接触件622或解除对所述接触件622的推力。施加推力给予所述接触件622，所述作动杆411往夹持器31方向移动，压缩所述复位弹簧623，使夹持器31释放所述正畸托槽32；解除推力，所述接触件622受复位弹簧623的释能复位，带动所述作动杆411反向复位，使夹持器31得以收合并夹住正畸托槽32。

所述光源模块51设于所述多关节机械手臂61远端肘节62的端板621，耦合于所述计算机系统80。所述计算机系统80指挥、控制、命令所述光源模块51启动或关闭。所述光源模块51相对于所述夹持器31的方向提供光源。所述光源用以固化所述正畸托槽32的连接层322上的光固化黏胶。通过光源模块51可快速稳定的实现所述连接层322上的光固化黏胶的固化作用，且固定牢固，不会影响正畸托槽32的准确位置。

所述多关节机械手臂61受所述计算机系统80的指挥、控制、命令执行多角度、多轴、多曲度移动，配合所述夹持器31、驱动模块41的共同运作，将正畸托槽32从托盘(图中未标示)中拾取出来，并依照所述计算机系统80所演算出的预测位置，将正畸托槽32放在病人的牙齿表面。每一个正畸托槽32按着牙齿顺序及左上、左下、右上、右下的区域一一摆置于托盘中。

所述多关节机械手臂61设有压力感测器(图中未标示)，当正畸托槽32被放置在病人的牙齿表面时，当有反作用力从牙齿表面传递至所述多关节机械手臂61，所述压力感测器感测所述压力达到预设值，表示正畸托槽32已经稳定的接触病人的牙齿表面，此时，所述计算机系统80即命令所述光源模块51启动，光源照射所述正畸托槽32，使所述连接层322上的光固化黏胶固化，将正畸托槽32黏固于病人的牙齿表面。之后，所述计算机系统80命令所述驱动模块41运作，使夹持器31张开，以便与病人牙齿表面的正畸托槽32分离。

如图6所示，为了使正畸托槽32能准确的黏固在病人的牙齿表面，需要对病人头部进行定位。本发明还包括头部支架70，所述头部支架70包括前额定位器71以及颏定位器72；所述前额定位器71位于所述正畸托槽自动定位装置30的上方，所述颏定位器72位于所述正畸托槽自动定位装置30的下方，所述前额定位器71及颏定位器72固定于底座73。在粘结正畸托槽32于病人牙齿表面的整个过程中，病人的下巴被所述颏定位器72托住，病人的前额接触所述前额定位器71，使头部尽可能的保持直立的状态。在正畸托槽32植入的过程中，病人得持续咬住所述咬合记录器20，病人的嘴唇由牙科扩口器适当的撑开，使牙齿尽可能的显露出来，所述正畸托槽自动定位装置30在病人的面前，将正畸托槽32一一的植入病人的牙齿表面，最终再由牙医师将金属线结合在正畸托槽32上，通过金属线与正畸托槽的交互作用于预定期间内将牙齿渐渐的移动至期望的位置。

本发明涉及的自动化口腔正畸托槽定位系统，通过与建立数字化三维牙颌模型的计算机系统连结的正畸托槽自动定位装置，将口腔正畸托槽准确的定位在病人的牙齿表面或石膏齿模表面。

在正畸托槽植于病人牙齿表面的自动化程序开始之前直至结束，所述咬合记录器(bite recorder)被放置在病人的口中，并且被病人的上下齿列轻轻咬住。所述传感器(sensor)侦测所述校准标记(calibrating markers)。所述校准标记做为病人口腔内参考点，所述传感器侦测所述口腔内参考点，产生多组关于牙齿表面空间位置的数位点集，通过传输线(图中未标示)将所述数位点集传输予所述计算机系统，所述计算机系统通过程序运算将所述数位点集汇整转换为口腔内坐标记录，所述计算机系统接收并使用所述口腔内坐标记录以修正所述数字化三维牙颌模型，使实际口腔内坐标与数字化三维牙颌模型的空间坐标一致，所述计算机系统所计算出的正畸托槽的预测位置可以准确的对应到病人的牙齿表面。此外，当正畸托槽自动定位装置将正畸托槽移植在病人的牙齿表面时，所述计算机系统通过所述传感器与所述校准标记可得知正畸托槽与牙齿表面的相对位置关系，并且通过所述相对位置关系控制所述多关节机械手臂，直到所述正畸托槽依照预测位置准确的移转至牙齿表面为止。

正畸托槽自动定位装置更提供用以固化正畸托槽的黏胶的光源，当多关节机械手臂和夹持器正确的将正畸托槽接触病人的牙齿表面或齿模表面时，所述光源就启动使正畸托槽的黏胶固化，将正畸托槽粘结固定在牙齿或齿模表面。黏胶在最适当的时间点被固化，且在完全固化之前，多关节机械手臂和夹持器始终支持着所述正畸托槽，正畸托槽不会发生移动，确保正畸托槽的黏结位置是正确的。

受所述计算机系统控制的正畸托槽自动定位装置，可将正畸托槽直接粘合在病人的牙齿表面(直接结合方式)，或者将正畸托槽粘合在实体齿模表面(间接结合方式)。如同已知的，采用间接结合方式，正畸托槽的黏结位置可通过客制化的印模托盘记录下来，牙医在临床上通过所述印模托盘将正畸托槽转移并黏结固定在病人的牙齿上。

不论是直接结合方式或间接结合方式，本发明植黏正畸托槽的自动化作业缩短了植入及固定正畸托槽所需的时间和程序，减少牙医或牙技师在口腔正畸过程中的负担。

通过夹持器和多关节机械手臂可以探及口腔中较不易被牙医目视和确位的困难区域，从而将正畸托槽轻易的植于该困难区域的牙齿表面。

本发明的正畸托槽自动定位装置取代牙医人力执行正畸托槽黏结固定于牙齿表面的过程，减轻了牙医人力的负担，并降低了传统正畸过程的高度困难性。

所述计算机系统指挥、控制、命令、管理所述正畸托槽自动定位装置的夹持器和多关节机械手臂，使其以全自动的方式将正畸托槽一个一个从托盘中取出并一一准确的粘结在病人的牙齿表面或石膏齿模的表面。

由上述计算机系统、夹持器、多关节机械手臂执行的正畸程序是几乎是全自动化的，在本发明的正畸程序中，牙医和牙技师是一个监督者，监督整个自动化系统的运作。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，包括：

正畸托槽自动定位装置，所述正畸托槽自动定位装置具有多关节机械手臂、夹持器及驱动所述夹持器的驱动模块，所述夹持器连接于所述多关节机械手臂的一端部；

咬合记录装置，所述咬合记录装置具有咬合记录器、传感器，所述咬合记录器具有匹配于上齿列和下齿列的基板以及设在该基板上的至少两个校准标记，所述基板的上表面、下表面均涂布有预定厚度的印模材料形成印模层，所述传感器连接于所述正畸托槽自动定位装置；

计算机系统，所述驱动模块、咬合记录器均与所述计算机系统耦合。

2.根据权利要求1所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述夹持器具有至少两个夹臂，所述夹臂均具有转动枢轴、嵌卡件、第一杆件、第二杆件及轴；

各个所述第一杆件的一端分别通过所述转动枢轴铰接于所述多关节机械手臂的端部，各个所述第一杆件的另一端分别通过所述轴铰接于所述第二杆件的一端，各个所述第二杆件的另一端均连接于所述嵌卡件。

3.根据权利要求2所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述驱动模块包括作动杆，以及控制该作动杆相对于所述多关节机械手臂主轴方向做往复移动的驱动元件；

所述夹持器还具有支撑杆，其数量与所述夹臂数量相同，各个所述支撑杆的一端通过旋转枢轴铰接于所述作动杆的另一端，各个所述支撑杆的另一端分别与各个第二杆件朝向所述第一杆件的一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述驱动模块还包括接触件及复位弹簧，所述驱动元件通过所述接触件与所述作动杆连接，所述接触件与所述多关节机械手臂的端部之间的作动杆上套设有所述复位弹簧。

5.根据权利要求1-4任一项所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述传感器设置于所述多关节机械手臂上具有夹持器的端部，或者所述传感器设置于所述夹持器。

6.根据权利要求1-4任一项所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述正畸托槽自动定位装置还包括基座及支托并定位人头部的头部支架，所述头部支架包括前额定位器及颏定位器；

所述前额定位器、颏定位器分别位于所述正畸托槽自动定位装置沿纵向方向的上端、下端，所述前额定位器及颏定位器均固定于所述基座。

7.根据权利要求1-4任一项所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述夹持器匹配于所述正畸托槽。

8.根据权利要求1-4任一项所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述正畸托槽自动定位装置具有至少一个光源模块，所述光源模块的发光部均朝向于所述夹持器的端部方向。

9.根据权利要求1-4任一项所述的自动化口腔正畸托槽定位系统，其特征在于，所述多关节机械手臂还连接有用于检测正畸托槽被放置到牙齿表面时的反作用力的压力感测器。

10.一种自动化口腔正畸托槽定位系统的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

口腔内获取各个牙齿模型，进行口外扫描各个牙齿的3D模型，或者口腔内直接进行3D扫描各个牙齿模型，获取各个牙齿外形信息；口腔内利用咬合记录装置, 记录牙齿咬合关系，进行口外3D扫描咬合记录装置，获取牙齿咬合信息及校准标记信息，牙齿外形信息、牙齿咬合信息及校准标记信息传送至计算机系统，计算机系统根据牙齿外形信息、牙齿咬合信息建立数字化三维牙颔模型，所述计算机系统依据建立的数字化三维牙颔模型预测一正畸托槽在牙齿表面的位置；

将咬合记录装置重新置于口腔中，基板置于人的上齿列和下齿列之间，上齿列和下齿列咬住所述基板，传感器侦测所述校准标记信息，并将侦测信息传输至计算机系统，所述计算机系统将所述侦测信息转换为口腔内的坐标记录，所述计算机系统使用该坐标记录修正三维牙颌模型，使正畸托槽的预测位置准确对应到牙齿表面；

所述计算机系统控制驱动模块，带动夹持器夹住正畸托槽，并按照上述预测位置将正畸托槽转移至牙齿表面，且通过连接层与牙齿表面固定；

所述计算机系统控制所述驱动模块，带动所述多关节机械手臂使夹持器张开与正畸托槽分离。