CN213544540U - 一种模拟口腔咀嚼过程的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟口腔咀嚼过程的装置，包括仿生口腔上下运动的柱塞机构，仿生口腔水平滑动的摆动机构以及支撑框架；柱塞机构由电机通过联轴器与传动轴连接，传动轴另一端固定斜盘，实现动力传递至斜盘；斜盘与柱塞之间通过高副接触构成凸轮机构，实现柱塞的上下运动；摆动机构包括一级摆动机构和二级摆动机构，分别由电机配合丝杆控制前后左右水平运动。本实用新型能够逼真地模拟咀嚼过程，实现三个方向上的下颌运动模拟，耐久性好；本实用新型传动方式简单易行，有良好的人机交互体验，可实时取样，速率可实时精确控制，使测定结果更加真实可信，测试精度高。
Description
技术领域
本实用新型属于药物制剂分析技术领域，尤其涉及一种模拟口腔咀嚼过程的装置。
背景技术
咀嚼类药物是根据需要将目标药物、填充剂、增塑剂、甜味剂和芳香剂等组分调和压制而成的一种供人们放入口中咀嚼的，可发挥局部和全身治疗作用的口服剂型。适用于晕动症、恶心、过敏、糖尿病、焦虑、消化不良、骨质疏松和感冒咳嗽等症。其中咀嚼胶给药系统是上世纪80年代兴起的，1978年上市烟碱咀嚼胶。以咀嚼胶和咀嚼片为代表的咀嚼释药系统在国内外已被人们普遍接受，尤其是用于戒烟、减肥等。这种通过咀嚼后释放的制剂可通过唾液及口腔粘膜被人体吸收，部分成分可通过血脑屏障，能快速提高药物浓度，起到局部或全身治疗作用，对其释放度进行研究通过常见模拟胃肠道吸收系统的释放度模拟仪器不能起到较为接近真实的效果，如中国药典收录的篮法、桨法、小杯法，未能良好模拟人体咀嚼过程，对药物释放度测定存在偏差。
现有技术如CN 102375047 B中，咀嚼类制剂释放度测定仪器一次只能测定一个样品，且体积较大、笨重，没有良好的人机交互界面，且不能实时控制咀嚼速度及实时采样，科研人员使用不方便。还有装置利用磁铁不同极性相吸相斥原理模拟完成口腔开合动作，利用不同质量砝码搭配完成咀嚼力的优化，利用蠕动泵完成唾液流量的调整及采集；但磁铁受干扰性大，装置笨重，交互界面不理想。其他存在的咀嚼仿生设备都太过笨重且造价高昂，同时机电一体化设计欠缺，人机交互效果不理想，科研人员使用困难，以及这些产品有存在相当多的机械设计缺陷，如未考虑长期机械冲击造成的模量损耗等。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在完成咀嚼仿生的同时，最大程度的改进设备的机械特性，提升设备寿命，同时完善机电设计和人机交互。为此，本实用新型提供一种模拟口腔咀嚼过程的装置。
本实用新型的一种模拟口腔咀嚼过程的装置，包括仿生口腔上下运动的柱塞机构，仿生口腔水平滑动的摆动机构以及支撑框架。
柱塞机构设置在顶部支撑框架中间，由电机通过联轴器与传动轴连接，传动轴另一端固定斜盘，实现动力传递至斜盘；斜盘与柱塞之间通过高副接触构成凸轮机构，实现柱塞的上下运动。
摆动机构包括一级摆动机构和二级摆动机构。
一级摆动机构设置在下部支撑框架顶部的摆动机构支撑盘上，具体为：一级摆动板通过一级摆动板光轴连接在下部支撑框架顶部边缘的一对一级摆动板光轴支座上，一级摆动板的另两边固定连接一级滑台，由一级摆动电机配合一级摆动丝杆控制一级摆动板左右水平运动。一级摆动板中间开有方孔以方便柱塞机构安装与运动。
二级摆动机构设置在一级摆动板上，具体为：二级摆动板固定在顶部支撑框架的底部，一组对边固定连接二级滑台，由二级摆动电机配合二级摆动丝杆控制二级摆动板前后水平运动。
二级摆动板正下方设有柱塞盘，并通过八个双头螺纹光轴固定，柱塞盘上均匀分布多个柱塞，柱塞中上部有弹簧座，弹簧座和柱塞盘之间设有复位弹簧。
进一步的，顶部支撑框架中间设置电机支座和法兰连接轴承盘；电机安装在电机支座上，传动轴通过法兰连接轴承连接法兰连接轴承盘和二级摆动板。
进一步的，柱塞设置六组，可同时进行六个样品的模拟口腔咀嚼过程。
进一步的，一级摆动电机和二级摆动电机采用中心对称布置，平衡动载荷的同时，使装置重心保持在框架的重心中轴线上。
进一步的，电机、一级摆动电机和二级摆动电机均由控制器协同控制，实现人机交互。
本实用新型与现有技术相比的有益技术效果为：
本实用新型能够逼真地模拟咀嚼过程，实现三个方向上的下颌运动模拟，柱塞仅需做简单的往复运动，耐久性好。利用其机械特性便可很容易的完成咀嚼下颌Z轴运动。本实用新型传动方式简单易行，有良好的人机交互体验，可实时取样，速率可实时精确控制，使测定结果更加真实可信，测试精度高。同时本实用新型斜盘同时带动6组柱塞运动，可同时实现6个样品的检测。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型上半部分结构示意图。
图3为本实用新型摆动机构结构示意图。
图4为本实用新型柱塞机构结构示意图。
图5为本实用新型柱塞机构动力传动部分示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细说明。
本实用新型的一种模拟口腔咀嚼过程的装置如图1所示，包括仿生口腔上下运动的柱塞机构，仿生口腔水平滑动的摆动机构以及支撑框架。
如图2所示，柱塞机构设置在顶部支撑框架20中间。又如图5所示，电机1通过联轴器2与传动轴4连接，传动轴4另一端固定斜盘5，实现动力传递至斜盘5；斜盘5与柱塞6之间通过高副接触构成凸轮机构，实现柱塞6的上下运动。
摆动机构包括一级摆动机构和二级摆动机构。
一级摆动机构设置在下部支撑框架23顶部的摆动机构支撑盘24上，如图2、图3所示，具体为：一级摆动板14通过一级摆动板光轴18连接在下部支撑框架23顶部边缘的一对一级摆动板光轴支座19上，一级摆动板14的另两边固定连接一级滑台17，由一级摆动电机15配合一级摆动丝杆16控制一级摆动板14左右水平运动。一级摆动板14中间开有方孔以方便柱塞机构安装与运动。
二级摆动机构设置在一级摆动板14上，如图2所示，具体为：二级摆动板10固定在顶部支撑框架20的底部，一组对边固定连接二级滑台13，由二级摆动电机11配合二级摆动丝杆12控制二级摆动板10前后水平运动。
如图4、图5所示，二级摆动板10正下方设有柱塞盘7，并通过八个双头螺纹光轴9固定，柱塞盘7上均匀分布多个柱塞6，柱塞6中上部有弹簧座8，弹簧座8和柱塞盘7之间设有复位弹簧。
进一步的，顶部支撑框架20中间设置电机支座21和法兰连接轴承盘22；电机1安装在电机支座21上，传动轴4通过法兰连接轴承3连接法兰连接轴承盘22和二级摆动板10。
进一步的，柱塞6设置6组，可同时进行六个样品的模拟口腔咀嚼过程。
进一步的，如图3所示，一级摆动电机15和二级摆动电机11采用中心对称布置，平衡动载荷的同时，使装置重心保持在框架的重心中轴线上。
进一步的，电机1、一级摆动电机15和二级摆动电机11均由控制器协同控制，实现人机交互。
本实用新型利用运动分解和逆运动学求解仿生咀嚼运动。在完成仿生的同时对整个设备完成机电一化设计，可同时对6个样品进行测试。
Claims (5)
1.一种模拟口腔咀嚼过程的装置，其特征在于，包括仿生口腔上下运动的柱塞机构，仿生口腔水平滑动的摆动机构以及支撑框架；
所述柱塞机构设置在顶部支撑框架(20)中间，由电机(1)通过联轴器(2)与传动轴(4)连接，传动轴(4)另一端固定斜盘(5)，实现动力传递至斜盘(5)；斜盘(5)与柱塞(6)之间通过高副接触构成凸轮机构，实现柱塞(6)的上下运动；
所述摆动机构包括一级摆动机构和二级摆动机构；
一级摆动机构设置在下部支撑框架(23)顶部的摆动机构支撑盘(24)上，具体为：一级摆动板(14)通过一级摆动板光轴(18)连接在下部支撑框架(23)顶部边缘的一对一级摆动板光轴支座(19)上，一级摆动板(14)的另两边固定连接一级滑台(17)，由一级摆动电机(15)配合一级摆动丝杆(16)控制一级摆动板(14)左右水平运动；所述一级摆动板(14)中间开有方孔以方便柱塞机构安装与运动；
二级摆动机构设置在一级摆动板(14)上，具体为：二级摆动板(10)固定在顶部支撑框架(20)的底部，一组对边固定连接二级滑台(13)，由二级摆动电机(11)配合二级摆动丝杆(12)控制二级摆动板(10)前后水平运动；
所述二级摆动板(10)正下方设有柱塞盘(7)，并通过八个双头螺纹光轴(9)固定，柱塞盘(7)上均匀分布多个柱塞(6)，柱塞(6)中上部有弹簧座(8)，弹簧座(8)和柱塞盘(7)之间设有复位弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种模拟口腔咀嚼过程的装置，其特征在于，所述顶部支撑框架(20)中间设置电机支座(21)和法兰连接轴承盘(22)；电机(1)安装在电机支座(21)上，传动轴(4)通过法兰连接轴承(3)连接法兰连接轴承盘(22)和二级摆动板(10)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟口腔咀嚼过程的装置，其特征在于，所述柱塞(6)设置6组，可同时进行六个样品的模拟口腔咀嚼过程。
4.根据权利要求1所述的一种模拟口腔咀嚼过程的装置，其特征在于，所述一级摆动电机(15)和二级摆动电机(11)采用中心对称布置，平衡动载荷的同时，使装置重心保持在框架的重心中轴线上。
5.根据权利要求1所述的一种模拟口腔咀嚼过程的装置，其特征在于，所述电机(1)、一级摆动电机(15)和二级摆动电机(11)均由控制器协同控制，实现人机交互。
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