CN105675190B - 高速涡轮牙科手机功率测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速涡轮牙科手机功率测试装置及测试方法，通过加载扭力阻尼器，并将扭力阻尼器的轴承组件内圈与外圈之间的摩擦力转化为扭力并传递给扭力阻尼器的外圈座套，再由外圈座套传动给夹持座及空气轴承组件的转动部分；通过扭矩传感器测量空气轴承组件的扭力值；通过测速仪测出加载扭力阻尼器后的车针转速；通过计算和控制系统将计算高速涡轮牙科手机功率。本发明主要适用于测量高速涡轮牙科手机功率。

Description

高速涡轮牙科手机功率测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及涡轮牙科手机领域，具体来说涉及一种用以测试高速涡轮牙科手机功率的测试装置及测试方法。
背景技术
牙科手机种类较多，根据转速和结构可分为高速牙科手机和低速牙科手机，高速牙科手机利用高压空气驱动手机机头内的微型涡轮，微型涡轮转速达30-50万r/min，车针的切削线速度可达30m/s，而低速牙科手机由于是齿轮转动，转速为每分钟数千转至3万转。
在日常的口腔科临床应用中，牙科高速涡轮手机（高速牙科手机）是非常主要的治疗工具之一。牙科高速涡轮手机的发明，可谓是牙科切削器械的一项重大突破，它不但能够大大地提高口腔临床治疗的效率和效果，而且还大大地减轻了病患者在治疗过程中的痛苦。同时，牙科高速涡轮手机的问世，也引发了全球的牙科手机大革新，在短短的数年间，世界大部分经济较好的国家和地区都几乎完全取代了传统以电机带动手机的操作形式，为口腔科临床治疗和预防作出了很大的贡献。
牙科高速涡轮手机主要原理是用压缩空气作为动力吹动带有二个微型轴承支撑的涡轮使其高速旋转，一般情形在0.25兆帕的气压下可使涡轮获得每分钟350000～450000转的转速。这样医生可以用安装在涡轮轴上的车针用来修磨牙齿。
由于车针转速非常高，使医生打磨患者牙齿时基本上不感觉有疼痛。在同样的车针用同样的力的情况下，车针转速越高患者疼痛感越少，这样也就是说受到同样摩擦力（扭力）的情况下转速越高手机性能越好，在一定扭力情况下涡轮的转速与其扭力乘积就代表了在一定的输入气压条件下手机的功率，其功率越大磨患者牙齿时转速越高，患者疼痛感就越少。那么如何能测试高速涡轮牙医手机功率就成了一个课题。
现有常用的扭力传感器测量扭力的方法是：扭力阻尼器加载在扭力传感器的后面，扭力传感器与被测量的转动件高速转动，测量扭力，但是高速涡轮牙科手机的车针转速在30万r/min以上，转速太高，不能采用该方法测量扭力。
目前，还没有专门用于检测高速涡轮牙科手机功率的设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高速涡轮牙科手机功率测试装置及测试方法，用以测试高速涡轮牙科手机功率，以方便确定高速涡轮牙科手机的工作效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，包括：
扭力传递装置，该扭力传递装置包括用以与高速涡轮牙科手机的车针连接的扭力阻尼器、用以夹持固定所述扭力阻尼器的夹持座、与夹持座连接的空气轴承组件；所述扭力阻尼器包括带有内孔的外圈座套、轴承组件以及小直径的转动芯轴，轴承组件固定在外圈座套的内孔中，轴承组件的内圈与转动芯轴固定连接，可与转动芯轴同步转动，转动芯轴与车针传动连接；夹持座夹持外圈座套，所述夹持座与空气轴承组件的转动部分固定连接在一起；转动芯轴转动带动轴承组件的内圈转动，轴承组件的内圈转动时，内圈与外圈之间的摩擦力转化为扭力并传递给外圈座套，再由外圈座套传动给夹持座及空气轴承组件的转动部分；
用以测量扭力值的扭矩传感器，所述空气轴承组件的转动部分与扭矩传感器连接；
用以测量车针转速的测速仪；
计算和控制系统，通过测出的扭力及转速计算出相对应气压条件下高速涡轮牙科手机功率。
在本发明的优选实施例中，所述扭矩传感器包括显示扭力值的显示屏。
在本发明的优选实施例中，所述夹持座为三爪卡盘。
在本发明的优选实施例中，转动芯轴与车针之间通过连接轴套传动连接。
在本发明的优选实施例中，所述测速仪为感应式测速仪。
在本发明的优选实施例中，所述空气轴承组件连接在夹持座的下端，扭矩传感器设置在空气轴承组件的下端。
进一步，所述轴承组件包括两个轴承和设置在两个轴承内圈位置之间的垫片；轴承组件的一端面顶住外圈座套的内孔台阶；所述外圈座套上还设置有一扭力调节螺母，转动芯轴穿过扭力调节螺母的内孔，扭力调节螺母与外圈座套螺纹连接；扭力调节螺母的一端顶住轴承组件的另一端面。
当通过夹持座向轴承组件的外圈加力时，通过调节扭力调节螺母，可以调节两个轴承之间的相互作用力，从而改变摩擦力矩，两个轴承贴的越紧，摩擦力矩越大。
当高速涡轮牙科手机通过输入气源使车针转动时，将通过连接轴套带动转动芯轴、轴承内圈旋转，这时轴承内部的摩擦力矩就变成阻碍车针旋转的阻尼转矩，利用扭力调节螺母可得到实际所需的扭力（阻尼）。由于连接扭力阻尼器使车针减慢转速，从测速仪上可测出该扭力下的车针转速。
高速涡轮牙科手机功率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、通过计算和控制系统控制高速涡轮牙科手机的输入气源；
B、通过将高速涡轮牙科手机的车针与扭力传递装置的扭力阻尼器连接，再将扭力阻尼器安装在夹持座上，将夹持座与空气轴承组件的转动部分连接在一起，扭力阻尼器的轴承组件内圈与外圈之间的摩擦力转化为扭力并传递给扭力阻尼器的外圈座套，再由外圈座套传动给夹持座及空气轴承组件的转动部分；通过扭矩传感器测量空气轴承组件的扭力值；
C、利用测速仪测出加载扭力阻尼器后的车针转速；
D、通过计算和控制系统将计算高速涡轮牙科手机功率。
本发明主要适用于测量高速涡轮牙科手机功率。
本发明通过调节扭力调节螺母，可以调节摩擦力矩的大小，保证测量结果更加准确。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为扭力阻尼器的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
参见图1，高速涡轮牙科手机功率测试装置，包括扭力传递装置，扭矩传感器30、测速仪40、计算和控制系统（图中未标示）。
扭力传递装置包括扭力阻尼器10、用以夹持固定所述扭力阻尼器的三爪卡盘20、空气轴承组件50。
参见图2，扭力阻尼器10用以与高速涡轮牙科手机车针连接，扭力阻尼器10包括带有内孔的外圈座套11、轴承组件19、小直径的转动芯轴12，轴承组件19固定在外圈座套11的内孔中，轴承组件的内圈与转动芯轴12固定连接，可与转动芯轴同步转动，转动芯轴12与车针61之间通过连接轴套62传动连接。三爪卡盘20夹持外圈座套11，三爪卡盘20与空气轴承组件的转动部分51固定连接在一起；转动芯轴12转动带动轴承组件19的内圈转动，轴承组件的内圈转动时，内圈与外圈之间的摩擦力转化为扭力并传递给外圈座套11，再由外圈座套11传动给三爪卡盘20及空气轴承组件的转动部分51。
在本实施例中，轴承组件19包括两个轴承13和设置在两个轴承内圈位置之间的垫片14；轴承组件的一端面顶住外圈座套的内孔台阶15；外圈座套上还设置有一扭力调节螺母16，转动芯轴12穿过扭力调节螺母的内孔，扭力调节螺母16与外圈座套11通过螺纹17连接；扭力调节螺母16的一端顶住轴承组件的另一端面18。当通过夹持座向轴承组件的外圈加力时，通过调节扭力调节螺母16，可以调节两个轴承之间的相互作用力，从而改变摩擦力矩，两个轴承贴的越紧，摩擦力矩越大，扭力阻尼力矩越大。
扭矩传感器30用以测量扭力值，空气轴承组件50的转动部分51与扭矩传感器30连接。扭矩传感器30包括显示扭力值的显示屏，可以直接读出扭力值。
测速仪40为感应式测速仪，用以测量车针转速。
通过测出的扭力及转速计算出相对应气压条件下高速涡轮牙科手机功率。
N=F·V
N — 手机实际输出功率（千瓦）
F — 扭力阻尼器实际扭力（N·m）
V — 车针转速（rpm）
功率N（kw）=扭力F（N·m）·转速V(rpm)/9549
高速涡轮牙科手机功率测试方法，包括以下步骤：
A、通过计算和控制系统控制高速涡轮牙科手机60的输入气源（一般为0.25兆帕），使车针61高速转动，无阻尼最高可达350000～450000转/分钟；
B、通过将高速涡轮牙科手机的车针与扭力传递装置的扭力阻尼器连接，降低车针转速，得到扭力（扭力越大转速越慢）；再将扭力阻尼器装夹在连接空气轴承组件的三爪卡盘上，将三爪卡盘与空气轴承组件的转动部分连接在一起，当车针61高速转动时，车针61带动扭力阻尼器10的转动芯轴12、轴承组件19的内圈转动，轴承组件内圈与外圈之间的摩擦力转化为扭力并传递给扭力阻尼器的外圈座套11，再由外圈座套11传动给三爪卡盘20及空气轴承组件的转动部分51；通过扭矩传感器测量空气轴承组件的扭力值；
C、利用测速仪测出加载扭力阻尼器后的车针转速；
D、通过计算和控制系统将计算高速涡轮牙科手机功率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，包括：
扭力传递装置，该扭力传递装置包括用以与高速涡轮牙科手机的车针连接的扭力阻尼器、用以夹持固定所述扭力阻尼器的夹持座、与夹持座连接的空气轴承组件；所述扭力阻尼器包括带有内孔的外圈座套、轴承组件以及小直径的转动芯轴，轴承组件固定在外圈座套的内孔中，轴承组件的内圈与转动芯轴固定连接，可与转动芯轴同步转动，转动芯轴与车针传动连接；夹持座夹持外圈座套，所述夹持座与空气轴承组件的转动部分固定连接在一起；转动芯轴转动带动轴承组件的内圈转动，轴承组件的内圈转动时，内圈与外圈之间的摩擦力转化为扭力并传递给外圈座套，再由外圈座套传动给夹持座及空气轴承组件的转动部分；
用以测量扭力值的扭矩传感器，所述空气轴承组件的转动部分与扭矩传感器连接；
用以测量车针转速的测速仪；
计算和控制系统，通过测出的扭力及转速计算出相对应气压条件下高速涡轮牙科手机功率。
2.根据权利要求1所述的高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，所述扭矩传感器包括显示扭力值的显示屏。
3.根据权利要求1所述的高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，所述夹持座为三爪卡盘。
4.根据权利要求1所述的高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，转动芯轴与车针之间通过连接轴套传动连接。
5.根据权利要求1所述的高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，所述测速仪为感应式测速仪。
6.根据权利要求1所述的高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，所述轴承组件包括两个轴承和设置在两个轴承内圈位置之间的垫片；轴承组件的一端面顶住外圈座套的内孔台阶；所述外圈座套上还设置有一扭力调节螺母，转动芯轴穿过扭力调节螺母的内孔，扭力调节螺母与外圈座套螺纹连接；扭力调节螺母的一端顶住轴承组件的另一端面。
7.根据权利要求1所述的高速涡轮牙科手机功率测试装置，其特征在于，所述空气轴承组件连接在夹持座的下端，扭矩传感器设置在空气轴承组件的下端。
8.一种利用权利要求1-7任意项所述的高速涡轮牙科手机功率测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、通过计算和控制系统控制高速涡轮牙科手机的输入气源；
B、通过将高速涡轮牙科手机的车针与扭力传递装置的扭力阻尼器连接，再将扭力阻尼器安装在夹持座上，将夹持座与空气轴承组件的转动部分连接在一起，扭力阻尼器的轴承组件内圈与外圈之间的摩擦力转化为扭力并传递给扭力阻尼器的外圈座套，再由外圈座套传动给夹持座及空气轴承组件的转动部分；通过扭矩传感器测量空气轴承组件的扭力值；
C、利用测速仪测出加载扭力阻尼器后的车针转速；
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