CN112451144A - 一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，属于医疗设备技术领域。本发明包括箱体支撑架、滑轨传动机构一、滑轨传动机构二、主控机箱、洗牙喷嘴器组件、图像采集装置、智能终端。所述滑轨传动机构一、滑轨传动机构二、主控机箱、洗牙喷嘴器组件、图像采集装置均安放在箱体支撑架内部，智能终端安装在另一侧。主控机箱与智能终端为电性连接。本发明通过滑轨传动机构配合传感设备，实现洗牙患者以俯卧式或俯坐式的方式进行全自动或半自动洗牙以及牙科手术，解决了洗牙和牙科手术过程中废水和清洗物存留在口腔中的弊端。该牙科装置也极大降低了医生为患者洗牙的工作量并提高患者体验感。

Description

一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体地说是一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置。

背景技术

调查显示，我国90％以上的成年人有不同程度的牙周病，66％的儿童患有龋齿，因此保牙护牙，防止牙周细菌滋生就显得至关重要。维护牙周健康最有效的方法之一就是有规律的洗牙。洗牙能够清除牙菌斑、牙结石、垢渍、食物残渣等等。如今市面上比较常见的牙科装置和洗牙方法一般为手持式坐立洗牙和他人协助洗牙机仰式洗牙。前者可能存在经验和操作手法不够娴熟，不能很好的将牙齿洗干净，并且极有可能损伤牙龈和牙釉质，从而引发出血和细菌感染；后者由于是一种仰式洗牙，清洗时难免会有大量废水和结石残渣存留在口腔中，存在误吞咽的情况，也非常影响洗牙的体验感。

发明内容

针对市场上牙科装置和洗牙方式的不足之处，本发明提供了一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置。通过滑轨传动机构配合传感设备，实现洗牙患者以俯卧式或俯坐式的方式进行全自动或半自动洗牙以及牙科手术，解决了洗牙和牙科手术过程中废水和清洗物存留在口腔中的弊端。该牙科装置也极大降低了医生为患者洗牙的工作量并提高患者体验感。

本发明有如下特征：

一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置包括有箱体支撑架、滑轨传动机构一、滑轨传动机构二、主控机箱、洗牙喷嘴器组件、图像采集装置、智能终端。所述箱体支撑架内部固定安装有滑轨传动机构一，所述滑轨传动机构一侧方托载主控机箱，所述滑轨传动机构一上方托载滑轨传动机构二，所述滑轨传动机构二上方托载洗牙喷嘴器组件及图像采集装置，所述智能终端位于箱体支撑架另一侧，所述主控机箱与智能终端为有线连接。

所述箱体支撑架上表面由柔性材料制成，周边及下表面由硬质透明材料制成并有良好的除尘和通风的性能。所述箱体支撑架可用于保护箱体内部结构，同时用于支撑俯式洗牙者面部。

所述滑轨传动机构一包括半椭圆状滑轨、微型伺服滑车一。所述微型伺服滑车一紧贴半椭圆状滑轨，能够平稳滑行及确定自身相对半椭圆状滑轨的位置。所述滑轨传动机构二固定于微型伺服滑车一上方，所述滑轨传动机构二包括长条状滑轨、微型伺服滑车二。所述微型伺服滑车二紧贴长条状滑轨，能够平稳滑行及确定自身相对于长条状滑轨的位置。

所述主控机箱包括微控制器、伺服驱动电路。

所述微控制器主要包括双协同处理单元、AD采样模块、视频处理模块、电源模块、报警模块；

所述洗牙喷嘴器组件与微型伺服滑车二固定连接，所述洗牙喷嘴器组件包括超声波洁牙器，防水挡板，传感设备。所述超声波洁牙器是当前市场上普通超声波洁牙器，主要包括发生器、换能器、工作头等部分组成，工作头具有可拆卸、可喷水的功能，所述防水挡板安装在超声波洁牙器杆中部，所述传感设备包括有压力传感器、测振传感器、温度传感器、湿度传感器，所述传感设备均安装在工作头底端，与主控机箱电性连接，所述传感设备中各个传感器均独立工作，能够将对应各自的物理信号通过放大电路与测量转换电路转换为相应电信号，通过DA采样进一步的转化为数字信号传输给微控制器，微控制器对数字信号进行处理并上报给智能终端。

所述图像采集装置与微型伺服滑车二固定连接，所述图像采集装置可用于观察牙齿构造并且传送口腔内洗牙情况。

所述智能终端包括主处理器、显示屏和操纵杆，所述主处理器用来接收数据信息、数据处理计算、发送洗牙指令，所述操纵杆用于医生对洗牙的部分操控，所述显示屏用于医生观察洗牙喷嘴装置与口腔内部接触情况。

优选的，所述半椭圆状滑轨模仿人牙床构造，符合人体口腔结构理论。

优选的，所述滑轨传动机构二通过微型伺服滑车二带动洗牙喷嘴器及图像采集装置在水平方向上前后偏移，以此达到清洗上牙与下牙的效果。

优选的，所述传感设备中压力传感器由多点压电式或气动式微型力传感器阵列组成，竖直放置。所述压力传感器能够精细化检测超声波洁牙喷头与牙齿接触力变化情况。所述传感设备中测振传感器由磁电式或电感式结构组成，水平放置。所述测振传感器能够精确测量超声波洁牙设备振动频率。所述传感设备中温度传感器由热电阻或热电偶材料组成。所述温度传感器能够精确测量当前工作头工作温度。所述传感设备中湿度传感器由湿敏电阻材料组成。所述湿度传感器能够测量当前工作刀头出水状况。传感设备由上所述但不限于其他传感器组成。

优选的，所述超声波洁牙器可选具有伸缩和旋转的工作杆，可进一步提高装置灵活度。

优选的，所述图像采集装置采用微型双目三维立体相机，可重构牙齿三维模型。所述双目三维立体相机与滑轨传动机构二方向一致且围绕洗牙喷嘴器组件为中心，前后等距放置。

优选的，所述本发明箱体支撑架底部设置有柔性减振垫。

本发明有益效果在于：

(1)与以往洗牙器相比，采用半椭圆形滑轨传动机构一与长条状滑轨传动机构二相互协同工作，灵活度较高，扩大了活动面积，可达到多方位全自动或半自动精确清洗牙齿。

(2)放弃了仰式或侧式的洗牙方式，而采用俯式洗牙方式，可使废水和结石残渣及时排出，避免了误吞咽情况，并且可增加洗牙者舒适体验感。

(3)利用双目三维立体摄像头构建三维牙齿模型，更方便医生观察洗牙工具与牙齿的接触情况，有异常时能够及时进行人工处理。

(4)为俯式洗牙和俯式牙科手术带来新的思路和灵感。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中洗牙喷嘴器组件示意图；

图3为本发明工作原理流程图；

图4为本发明一种控制流程图。

其中1-箱体支撑架，2-滑轨传动机构一，21-半椭圆状滑轨，22-微型伺服滑车一，3-滑轨传动机构二，31-长条状滑轨，32-微型伺服滑车二，4-主控机箱，5-洗牙喷嘴器组件，51-超声波洁牙器，52-防水挡板，53-传感设备，6-图像采集装置，7-智能终端，71-主处理器，72-显示屏，73-操纵杆。

具体实施方式

本申请的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固定”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以通过其他装置或元件固定连接。

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-4所示，一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，包括有箱体支撑架1、滑轨传动机构一2、滑轨传动机构二3、主控机箱4、洗牙喷嘴器组件5、图像采集装置6、智能终端7。所述箱体支撑架1内部固定安装有滑轨传动机构一2，所述滑轨传动机构一2侧方托载主控机箱3，所述滑轨传动机构一2上方托载滑轨传动机构二3，所述滑轨传动机构二3上方托载洗牙喷嘴器组件5及图像采集装置6，所述图像采集装置6与主控机箱4为网口LAN连接，所述智能终端位于箱体支撑架另一侧，所述智能终端7与主控机箱4为全双工总线连接。

所述箱体支撑架1上表面由柔性橡胶制成，使用时洗牙者可将面部贴于箱体支撑架上表面。

所述滑轨传动机构一2与滑轨传动机构二3相互配合，能够精准到达指定位置。

所述主控机箱4包括微控制器、伺服驱动电路。主要用于传感设备检测，控制滑轨传动机构精确移动，上传数据信息。所述微控制器主要包括双协同处理单元、AD采样模块、视频处理模块、电源模块、报警模块。

所述洗牙喷嘴器组件5与微型伺服滑车二32固定连接，所述洗牙喷嘴器组件5包括超声波洁牙器51，防水挡板52，传感设备53。所述超声波洁牙器51是当前市场上普通超声波洁牙器，主要包括发生器、换能器、工作头等部分组成，工作头具有可拆卸、可喷水的功能，所述超声波洁牙器主要利用微控制器控制震荡电路启停及水流控制系统，在由电子震荡电路产生超声波频率电脉冲，经放大后至一定强度，输送到换能器将电能转化为机械能，激励工作头产生同频率振动，击碎牙石、去除牙污垢。所述防水挡板52安装在超声波洁牙器51杆中部，所述防水挡板主要用于避免水流沿超声波洁牙器51杆顺流流下。所述传感设备53包括有压力传感器、测振传感器、温度传感器、湿度传感器，所述传感设备53均安装在工作头底端，与主控机箱4电性连接，所述传感设备中各个传感器均独立工作，能够将对应各自的物理信号通过放大电路与测量转换电路转换为相应电信号，通过DA采样进一步的转化为数字信号传输给微控制器，微控制器对数字信号进行处理并上报给智能终端7。

所述图像采集装置6与微型伺服滑车二32固定连接，所述图像采集装置6可用于观察牙齿构造并且传送口腔内洗牙情况。

所述主处理器71用来接收数据信息、数据处理运算、发送洗牙指令，所述操纵杆72用于医生对洗牙的部分操控，所述显示屏72用于医生观察洗牙喷嘴装置与口腔内部情况。

所述半椭圆状滑轨21模仿人牙齿构造组成，符合绝大多数的牙齿排列情况。

所述滑轨传动机构二3通过微型伺服滑车二32带动洗牙喷嘴器组件5及图像采集装置6在水平方向上前后偏移，以此达到清洗上牙与下牙的效果。

所述传感设备中压力传感器由多点压电式或气动式微型力传感器阵列组成，竖直放置。所述压力传感器能够精细化检测超声波洁牙喷头与牙齿接触力变化情况。所述传感设备中测振传感器由磁电式或电感式结构组成，水平放置。所述测振传感器能够精确测量超声波洁牙设备振动频率。所述传感设备中温度传感器由热电阻或热电偶材料组成。所述温度传感器能够精确测量当前工作头工作温度。所述传感设备中湿度传感器由湿敏电阻材料组成。所述湿度传感器能够测量当前工作刀头出水状况。传感设备53由上所述但不限于其他传感器组成。

所述超声波洁牙器51可选具有伸缩和旋转的工作杆，可进一步提高装置灵活度。

所述图像采集装置6采用微型双目三维立体相机，可重构牙齿三维模型。所述双目三维立体相机与滑轨传动机构二3方向一致且围绕洗牙喷嘴器组件5为中心，前后等距放置。

所述本发明箱体支撑架1底部设置有柔性减振垫。

参照图1-4，一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，包括以下步骤：

步骤一：首先，洗牙者选择性带上开口器，俯卧式或者俯坐式将面部紧贴在箱体支撑架1上。

步骤二：医生打开启动开关，牙科装置自动复位，主控制器71向微控制器发送启动指令，图像采集装置6开始在滑轨传动机构一2和滑轨传动机构二3上来回滑动，得到视频图像，经过图像处理和数字运算得到洗牙者牙齿三维模型，上传至智能终端7的显示屏72。

步骤三：医生通过初步观察洗牙者牙齿情况之后，通过操作操纵杆73下达移动洗牙喷嘴器组件5命令。

步骤四：待洗牙喷嘴器组件5指向预定位置，且传感设备各项参数符合预期要求，微控制器上报智能终端请求全自动、半自动、手动洁牙指令。

步骤五：医生操作操纵杆选择下达相应洁牙指令，开始对牙齿进行清洗。与此同时洗牙设备各项参数均不断刷新上报，如遇异常，洗牙设备将立即停止运行，自复位至初始状态，上报智能终端。

步骤六：洗牙结束，各项参数恢复至初始值、洗牙设备恢复至初始状态。

步骤七：如果重复步骤二到步骤六，直到将牙齿清洁干净。

本发明与以往洗牙器相比，采用半椭圆形滑轨传动机构一与长条状滑轨传动机构二相互协同工作，灵活度较高，扩大了活动面积，可达到多方位全自动或半自动精确清洗牙齿。

本发明放弃了仰式或侧式的洗牙方式，而采用俯式洗牙方式，可使废水和结石残渣及时排出，可增加洗牙者舒适体验感。

本发明利用双目三维立体摄像头构建三维牙齿模型，更方便医生观察洗牙工具与牙齿的接触情况，有异常时能够及时进行人工处理。

本发明为俯式洗牙和俯式牙科手术带来新的思路和灵感。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。

Claims (9)

1.一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

包括有箱体支撑架、滑轨传动机构一、滑轨传动机构二、主控机箱、洗牙喷嘴器组件、图像采集装置、智能终端；

所述箱体支撑架内部固定安装有滑轨传动机构一，所述滑轨传动机构一侧方托载主控机箱，所述滑轨传动机构一上方托载滑轨传动机构二，所述滑轨传动机构二上方托载洗牙喷嘴器组件及图像采集装置，所述智能终端位于箱体支撑架另一侧，所述主控机箱与智能终端为有线连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述箱体支撑架上表面由柔性材料制成，可选用柔性橡胶；

箱体支撑架周边及下表面由硬质透明材料制成，可选用亚克力板，具有良好的除尘和通风的性能；

箱体支撑架底部设置有柔性减振垫。

3.根据权利要求1所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述滑轨传动机构一包括半椭圆状滑轨、微型伺服滑车一；

所述微型伺服滑车一紧贴半椭圆状滑轨，能够平稳滑行及确定自身相对半椭圆状滑轨的位置；

所述滑轨传动机构二固定于微型伺服滑车一上方，所述滑轨传动机构二包括长条状滑轨、微型伺服滑车二；

所述微型伺服滑车二紧贴长条状滑轨。

4.根据权利要求3所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述半椭圆状滑轨模仿人牙床构造，符合人体口腔结构理论。

5.根据权利要求1所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述主控机箱包括微控制器、伺服驱动电路。

6.根据权利要求5所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述微控制器主要包括双协同处理单元、AD采样模块、视频处理模块、电源模块、报警模块。

7.根据权利要求1所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述洗牙喷嘴器组件可选具有伸缩和旋转的工作杆，可进一步提高装置灵活度；

所述洗牙喷嘴器组件包括有压力传感器、测振传感器、温度传感器、湿度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述图像采集装置采用微型双目三维立体相机，可重构牙齿三维模型；

所述双目三维立体相机与滑轨传动机构二方向一致且围绕洗牙喷嘴器组件为中心，前后等距放置。

9.根据权利要求1所述的一种适用于患者俯式医用的滑轨牙科装置，其特征在于：

所述智能终端包括主处理器、显示屏和操纵杆。

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