CN108742890B - 一种基于弹簧振子的牙冠去除装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于弹簧振子的牙冠去除装置，主要涉及医疗器械领域，其利用永磁铁与弹簧组成弹簧振子系统，电磁铁为永磁铁提供驱动力，弹簧为永磁铁提供回复力。本发明提供两种工作模式且可实现相互切换。单拉模式下，电磁铁通脉冲电流，永磁铁受电磁铁吸力作用，带动拔牙钩产生单次收缩运动，利用单次的大拉力将牙冠去除；振动模式下，电磁铁通交变电流，电流频率与弹簧振子系统的一阶固有频率相同，弹簧振子系统达到共振状态，拔牙钩随弹簧振子作大幅值的往复振动，利用振动实现去除牙冠的目的。采用本发明时，可根据需要选择单拉模式或振动模式，工作稳定、效率高、控制方便。

Description

一种基于弹簧振子的牙冠去除装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及口腔牙冠去除医疗器械。

背景技术

拔牙术是口腔颌面外科手术中最常见的治疗方式，也是种植牙的基础，对种植牙的时机选择和方式选择具有直接的决定性作用。牙冠去除术是拔牙手术中的重要步骤，传统的牙冠去除术采用牙凿、牙锤、牙钳等器械进行手术。这些器械，不仅在手术中给患者带来巨大的心理压力，造成局部组织的肿胀、疼痛和出血，甚至是血压、体温、脉搏的波动，术后还存在短期的进食困难以及长期的疼痛、肿胀等不良反应。

随着医药科技和口腔颌面外科学的发展，微创拔牙理念逐步深入，微创拔牙技术和器械的革新与成功应用不仅简化了拔牙过程，缩短了手术时间，减轻了患者的恐惧和痛苦，也有效减少了并发症的发生。目前微创拔牙术中常用的牙冠去除器械主要分为两种：单次半自动式去冠器和充气自动式牙冠去除器。半自动式牙冠去冠器利用单次大拉力将牙冠去除，适用于需较大力才能去除的牙冠，典型的为巴基斯坦的Deluxe牙冠去除器。充气自动式牙冠去除器利用振动方式将牙冠去除，适用于需要较小的力即可去除牙冠，利用拔牙钩的往复振动产生的冲击力将牙冠取下，代表为Safe Relax和Easy Pneumatic牙冠去除器。

上述微创牙冠去除装置存在如下三个缺点：其一，单次半自动式牙冠去除装置使用时需手部施加较大的力，一次性去除率低，需多次反复操作，造成手术时间延长；其二，充气自动式牙冠去除装置为气动式马达，去冠器自身无法运转，需外界提供压缩空气，使用期间易发生漏气和气压不稳定的情况，导致装置工作状态突变或异常，工作可靠性不高；其三，同一个去除器无法实现单拉工作模式与多次往复振动工作模式的切换，通用性差。

发明内容

本发明针对现有牙冠去除装置的技术的不足，提供一种微创式牙冠去除装置，该牙冠去除装置能够实现单拉工作模式与往复振动工作模式的切换，适用于口腔科外科手术中的牙冠去除操作。

本发明采用的技术方案为：一种基于弹簧振子的牙冠去除装置。主要包括壳体、拔牙钩和弹簧振子系统。其中，壳体由帽罩、套筒和底盖组成；壳体内安装有传动杆、弹簧、永磁铁和电磁铁；拔牙钩是直接作用于牙冠的零件，其通过传动杆与永磁铁相连；永磁铁与弹簧组成弹簧振子系统，电磁铁为永磁铁提供驱动力，弹簧为永磁铁提供回复力。工作时，给电磁铁通电，永磁铁受磁力作用而发生直线运动，带动拔牙钩运动，实现去除牙冠的目的。单拉模式下，电磁铁通脉冲电流，永磁铁受电磁铁吸力作用，带动拔牙钩产生单次收缩运动，利用单次的大拉力将牙冠去除。振动模式下，电磁铁通连续交变电流，且电流频率与弹簧振子系统的一阶固有频率相同，系统达到共振，输出力与位移最大，拔牙钩随弹簧振子往复振动，利用振动将牙冠去除。

进一步地，所述帽罩、套筒和底盖，材料均为绝缘陶瓷，三者共同组成本发明的壳体。

进一步地，所述帽罩与套筒、套筒与底盖的连接方式均为螺纹连接。

进一步地，所述套筒内设有两处限位凸肩，用于限制永磁铁的运动范围。

进一步地，所述传动杆，用于连接永磁铁和拔牙钩，其与永磁铁和拔牙钩的连接方式均为螺纹连接。

进一步地，所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，二者结构相同，分别连接于永磁铁的两端，与永磁铁共同组成弹簧振子系统，为永磁铁提供振动所需的回复力。

进一步地，所述弹簧振子系统，其振子质量为永磁铁、传动杆和拔牙钩的质量之和。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)可实现工作模式切换。本发明输入脉冲电流时，提供单次大拉力工作模式，输入连续交变电流时，提供连续往复振动工作模式，可根据使用需求选择相应的工作模式。

(2)工作稳定，可靠性高。本发明以电能为能源驱动，相比于气动式牙冠去除装置，不存在漏气或气压不稳定而导致的工作异常问题。

(3)能量转化效率高。本发明在振动模式下，工作频率为弹簧振子系统的一阶固有频率，输入较小的电流即可输出大振幅的振动，能量转化效率高。

(4)控制方便。本发明通过调节输入电流的幅值大小，即可控制两种工作模式下的拔牙钩上输出的拉力大小或振动幅值大小。

附图说明

图1为本发明内部结构总体示意图；

图2为本发明外部壳体组装示意图；

图3为本发明总体结构剖视图；

图4为本发明弹簧振子系统工作原理图。

附图标号说明：1.拔牙钩；2.传动杆；3.帽罩；4.第一弹簧；5.永磁铁；6.第二弹簧；7.电磁铁；8.导线；9.套筒；10.底盖。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

本发明提供一种基于弹簧振子的牙冠去除装置，如图1、图2、图3所示。帽罩3、套筒9和底盖10组成牙冠去除装置的壳体，为其他零件提供支撑和定位；按图示方位，壳体内从上到下依次安装传动杆2、第一弹簧4、永磁铁5、第二弹簧6和电磁铁7；电磁铁7经导线8与外接电源相连。永磁铁5上下两端分别与第一弹簧4和第二弹簧6连接，共同组成弹簧振子系统，弹簧振子系统的驱动力由电磁铁7提供，回复力由两个弹簧提供。传动杆2一端从帽罩3顶部伸出，连接拔牙钩1，另一端穿过第一弹簧4与永磁铁5相连。套筒9内部设有两处限位凸肩，位于第一弹簧4的上部与第二弹簧6的下部，分别用以对第一弹簧4的顶端和第二弹簧6的底端进行限位，从而限制永磁铁5的运动范围。

单拉模式下，电磁铁7通脉冲电流，永磁铁5受电磁铁7吸力作用向下移动，带动拔牙钩1产生单次收缩运动，利用单次的大拉力将牙冠去除，之后整个装置在弹簧回复力作用下复位。

振动模式下，电磁铁7通连续交变电流，永磁铁5所受磁性作用力不断在吸力和斥力之间切换，拔牙钩1随弹簧振子作上下往复运动，利用振动将牙冠去除。

图4为弹簧振子系统的工作原理图。其中，振子质量M，是永磁铁5、传动杆2和拔牙钩1的质量之和，第一弹簧4和第二弹簧6的刚度系数均为k。电磁铁7所通交变电流的频率为f。当

即电流频率与弹簧振子系统的一阶固有频率相同时，系统达到共振，此时弹簧振子系统输出的力与位移最大，采用这一频率作为本发明振动模式的工作频率，效率最高。

本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。

以上所述，仅为本发明的实施例子，并不用以限制本发明，凡依据本发明的原理和技术实质所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于弹簧振子的牙冠去除装置，包括：拔牙钩(1)、传动杆(2)、帽罩(3)、第一弹簧(4)、永磁铁(5)、第二弹簧(6)、电磁铁(7)、套筒(9)、底盖(10)；

其中，帽罩(3)、套筒(9)和底盖(10)组成壳体；壳体内依次安装传动杆(2)、第一弹簧(4)、永磁铁(5)、第二弹簧(6)和电磁铁(7)；永磁铁(5)、第一弹簧(4)和第二弹簧(6)共同组成弹簧振子系统，电磁铁(7)为弹簧振子系统提供驱动力，第一弹簧(4)和第二弹簧(6)为弹簧振子系统提供回复力；传动杆(2)一端从帽罩(3)顶部伸出，连接拔牙钩(1)，另一端穿过第一弹簧(4)与永磁铁(5)相连；通过给电磁铁(7)输入不同的电流，可以实现单拉模式和振动模式两种工作模式；单拉模式下，电磁铁(7)通脉冲电流，永磁铁(5)受电磁铁(7)吸力作用，带动拔牙钩(1)产生单次收缩运动，利用单次大拉力将牙冠去除；振动模式下，电磁铁(7)通连续的交变电流，电流频率与弹簧振子系统的一阶固有频率相同，弹簧振子系统工作在一阶共振频率下，拔牙钩(1)随弹簧振子往复运动，利用振动将牙冠去除。

2.根据权利要求1所述的基于弹簧振子的牙冠去除装置，其特征在于，所述帽罩(3)、套筒(9)和底盖(10)，材料为绝缘陶瓷。

3.根据权利要求1所述的基于弹簧振子的牙冠去除装置，其特征在于，所述帽罩(3)与套筒(9)、套筒(9)与底盖(10)的连接方式均为螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的基于弹簧振子的牙冠去除装置，其特征在于：所述套筒(9)内设有两处限位凸肩。

5.根据权利要求1所述的基于弹簧振子的牙冠去除装置，其特征在于，所述传动杆(2)，与永磁铁(5)和拔牙钩(1)的连接方式均为螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的基于弹簧振子的牙冠去除装置，其特征在于，所述弹簧振子系统，其振子质量为永磁铁(5)、传动杆(2)和拔牙钩(1)的质量之和。

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