KR101215735B1

KR101215735B1 - 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기

Info

Publication number: KR101215735B1
Application number: KR1020110097150A
Authority: KR
Inventors: 박헌국; 최삼진; 박기호; 이성훈; 정유진; 김옥균; 조현종
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2012-12-26
Also published as: US20140227652A1; WO2013048124A2; DE112012004003B4; DE112012004003T5; US8943886B2; WO2013048124A9; WO2013048124A3

Abstract

본 발명은 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이포돈트에 교정력 인가용 와이어를 연결하고 로드셀을 도입하여 교정력을 측정함으로써 영상 기반의 측정방식에서 발생할 수 있는 측정오차를 줄여 정밀한 교정력의 측정과 동시에 3차원적인 교정력 측정이 가능한 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기를 제공한다.

Description

타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기{The orthodonic force measurement device using typodont system and loadcell}

본 발명은 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이포돈트에 교정력 인가용 와이어를 연결하고 로드셀을 도입하여 영상 기반의 측정방식에서 발생할 수 있는 측정오차를 줄이고 3차원적인 교정력 측정이 가능한 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기에 관한 것이다.

일반적으로 치열교정방법은, 교정되는 치아 전체에 걸쳐 원하는 치아의 이동을 위해 적합한 위치 및 방향을 취하도록 조절되는데, 상기와 같은 이동을 위해서는 치아나 밴드에 다수 개의 브라켓이 설치되며, 상기 다수개의 브라켓을 연결하도록 치아 교정용 와이어가 결합된다.

이때, 상기한 치아 교정용 와이어의 탄성에 의해 야기된 복원력을 사용하여 치아에 누름, 당김, 비틈력과 같은 교정력을 가하여 고객의 치아가 상대적인 이동이 이루어지게 된다.

한편, 상기와 같은 상대적 이동 치열교정치료의 한 방법으로 협측측정교정방법을 사용하는데, 상기와 같은 교정장치의 착용은 피검사자의 일상 생활에 크게 영향을 미쳐 피검사자에게 심각한 정신적 고통과 스트레스를 부여한다.

또한, 상기와 같은 교정 치료시에 여러 가지 이유로 송곳니 후방의 치아를 발치하고 송곳니를 포함한 앞니 전체를 뒤로 견인하는 경우가 발생하게 되며, 교정을 위해 앞니들이 그 상태 그대로 후방으로 이동하려면 그 차이의 저항중심에 힘이 가해져야 한다.

여기서, 저항중심이란 어떤 한 점에 힘을 가하여 치아를 이동시키려 할 때 딱딱한 뼈에 심어져 있는 치아가 쓰러지지 않고, 그 상태 그대로 이동할 수 있게 되는 점(point)을 의미하며, 일반적인 전치(앞니)의 저항중심은 치조골능에서 치근까지의 거리에 1/3 ~ 1/2 부위 사이에 위치한다.

그러나, 치아에 교정장치를 부착하고 이 장치에 치아 교정용 와이어가 들어가기 때문에 모든 힘을 주는 위치가 항상 저항중심보다 매우 낮은 위치에 있을 수 밖에 없는데, 이는 보통 브라켓이 부착되는 위치보다 상방으로 약 10mm 정도에 저항중심이 존재하기 때문에 입 안의 구조상 협측으로는 저항중심에서 힘을 줄 수 없는 문제점을 야기하게 되었다.

한편, 최근의 교정방법은 레버 암(Lever arm)이라 불리는 치아 교정용 와이어를 설측브라켓에 설치하여 공간을 폐쇄하도록 솔더링 작업을 하여 교정되는 치아의 저항중심 가까이에서 견인력을 가하게 하는 방법으로서, 설측교정에서 앞니들은 후방으로 견인할 때 공간폐쇄용 치아 교정용 와이어에 레버 암을 용접하여 치아들의 기울기를 시술자의 의도대로 조절할 수 있는 방법이다.

그러나, 상기와 같은 교정방법에는 솔더링이라고 불리는 일정의 납땜 비슷한 작업을 거치게 되므로 많은 열을 필요로 하게 되는데 조금이라도 많은 열이 두 개의 치아 교정용 와이어에 가해지면, 상기한 치아 교정용 와이어가 탄성을 잃게 되어 공간을 폐쇄할 때 교정력을 제대로 발휘할 수 없는 문제점이 발생한다.

이하, 도 1을 참고하여 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 교정력 측정기(10-2011-0067553)를 설명한다.

교정력 측정기는 베이스판(11), 버니어캘리퍼스 지지부(12), 버니어캘리퍼스 커버(13), 브라켓(14) 및 촬영장치 지지부(15)를 포함하는 지지부(10), 지지부(10)의 일측에 위치하는 버니어캘리퍼스(20), 지지부(10)의 타측에 위치하는 촬영장치(30), 지지부(10)와 연결되는 치아 교정용 와이어(40) 및 치아 교정용 와이어(40)의 중앙부에 위치하는 무게가 서로 다른 다수의 추(50)를 포함한다.

그러나, 상기한 바와 같은 교정력 측정기는 촬영장치(30)를 통한 영상 기반의 측정방식으로 인하여 측정 오차가 발생함에 따라 정밀한 교정력을 측정하기 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 교정력 측정기는 추(50)에 의한 단방향으로의 교정력만을 측정할 수 있어 다양한 방향에서의 교정력을 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 임의의 교정력에 대한 변위 측정시 종래의 영상 기반의 측정방식에서 발생할 수 있는 측정오차를 줄일 수 있는 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 종래의 단방향에서의 교정력을 측정하는 것에서 벗어나 3차원적인 교정력의 측정을 할 수 있는 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기는 제 1 레일 프레임 및 제 2 레일 프레임으로 구성된 'T'자형 레일 프레임; 상기 제 1 레일 프레임에 위치하는 지지대 및 상기 지지대의 상부에 위치하는 타이포돈트로 이루어진 치아부; 상기 제 2 레일 프레임의 상부에 위치하고 디지털 푸쉬풀게이지 및 지지모듈로 이루어지는 교정력 인가부; 상기 디지털 푸쉬풀게이지의 일단에 연결되고 동일축선상에 위치하는 제 1 커플링, 로드셀 및 제 2 커플링을 포함하는 교정력 센싱부; 상기 타이포돈트 및 상기 제 1 커플링을 연결하는 교정력 인가용 와이어;를 포함하고, 상기 타이포돈트는 상기 제 1 레일 프레임 위로 이동하는 상기 지지대 상부에 위치하며, 상기 디지털 푸쉬풀게이지는 상기 타이포돈트에 연결된 상기 교정력 인가용 와이어에 인가되는 교정력을 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 지지모듈은, 판부재에 다수의 베이스 홀이 형성되는 베이스; 상기 베이스의 하부에 위치하고, 상기 베이스 홀에 삽입되도록 돌출형성된 다수의 고정대 및 중앙부가 관통된 중앙베이스 홀을 포함하는 중앙베이스; 상기 중앙베이스 홀에 삽입되고 상기 베이스 및 상기 중앙베이스 사이에 위치하는 조작부; 상기 중앙베이스의 하부에 위치하고 중앙부에 위치하는 하부베이스 홈을 포함하는 하부베이스; 및 상기 하부베이스 홈에 삽입되고 상기 중앙 베이스 및 상기 하부베이스 사이에 위치하는 하부 회전축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스는 상기 치아부가 상기 제 1 레일 프레임의 상부로 이동함에 따라 상기 조작부를 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 한다.

상기 교정력 측정기는, 디지털 푸쉬풀게이지의 타단에 연결되는 회전축; 상기 회전축의 일단에 장착되는 회전부재; 및 상기 회전부재의 일면과 연결되는 손잡이;를 포함하는 이송부;를 더 포함하고, 상기 디지털 푸쉬풀게이지는 손잡이가 회전함에 따라 상기 제 2 레일 프레임의 상부로 이동하는 것을 특징으로 한다.

상기 디지털 푸쉬풀게이지의 계측범위는 0 ~ 2kg 또는 0 ~ 19.6N, 계측방식은 최대치(Peak) 및 순간치(Normal)의 2가지 모드이고, 상기 디지털 푸쉬풀게이지는 24bit 시그마-델타(Sigma-Delta) 방식의 AD 변환기와 RS-232C 형식의 출력신호를 내장하는 것을 특징으로 한다.

상기 로드셀의 재질은 알루미늄 및 도금특수강재질로 구성되고, 상기 로드셀의 정격출력은 1.0 mv/v ±10%, 상기 로드셀의 영점밸런스는 정격출력의 ±10%, 상기 로드셀의 인가전압은3V ~ 5V, 상기 로드셀의 입력임피던스는 350 ±10Ω, 상기 로드셀의 출력임피던스는 350 ±5Ω, 상기 로드셀의 영점 온도영향은 정격출력의 ±0.5%/10℃, 상기 로드셀의 출력 온도영향은 하중의 ±0.5%/10℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명은 타이포돈트에 교정력 인가용 와이어를 연결하고, 로드셀을 도입하여 인가된 교정력을 측정함에 따라 임의의 교정력에 대한 변위 측정시 영상 기반의 측정방식에서 발생할 수 있는 측정오차를 줄이고, 교정력을 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명은 제 1 레일 프레임 상부에 위치한 타이포돈트가 좌우로 움직임에 따라 3차원적인 교정력을 측정할 수 있다는 효과가 발생한다.

도 1은 종래의 교정력 측정기를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 일 방향에서의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 일방향에서의 측면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 교정력 인가부를 나타낸 분해사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 교정력 센싱부를 나타낸 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 프로토타입을 나타낸 평면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 교정력 센싱부 및 교정력 인가부를 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 교정력 센싱부 및 교정력 인가부를 나타낸 측면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 교정력 센싱부를 나타낸 부분상세도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 치아부를 나타낸 부분상세도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기의 교정력 센싱부 및 치아부를 나타낸 부분상세도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기를 정면의 치아에 교정력을 인가하는 것을 나타낸 사시도,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기를 좌측면의 치아에 교정력을 인가하는 것을 나타낸 사시도, 및
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기를 우측면의 치아에 교정력을 인가하는 것을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기(100)를 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다.

본 발명에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기(100)의 바람직한 실시 예를 도 2 내지 도 15를 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기(100)를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기(100)는 레일 프레임(110), 교정력 인가부(120), 교정력 센싱부(130), 치아부(140) 및 이송부(150)를 포함한다.

레일 프레임(110)은 'T'자형으로 이루어져 있으며, 이러한 레일 프레임(110)은 다수의 레일 프레임 홈(113)이 형성되는 제 1 레일 프레임(111), 다수의 레일 프레임 홈(113)이 형성되고, 제 1 레일 프레임(111)의 일면과 연결되는 제 2 레일 프레임(112)을 포함한다.

제 1 레일 프레임(111)은 솔리드로 이루어진 프레임의 측면에 길이방향의 레일 프레임 홈(113)이 다수 형성된다. 이러한 제 1 레일 프레임(111)은 후술되는 지지대(142)가 제 1 레일 프레임(111)의 위로 이동하는 통로의 역할을 수행한다.

제 2 레일 프레임(112)은 제 1 레일 프레임(111)과 마찬가지로 솔리드로 이루어진 프레임의 측면에 길이방향의 레일 프레임 홈(113)이 다수 형성된다. 이러한 제 2 레일 프레임(112)은 후술되는 지지모듈(122)이 제 1 레일 프레임(111)의 위로 이동하는 통로의 역할을 수행한다.

레일 프레임 홈(113)은 제 1 레일 프레임(111) 및 제 2 레일 프레임(112)의 네 측면에 길이방향으로 형성될 수 있으며, 이러한 레일 프레임 홈(113)은 후술되는 지지모듈(122) 및 지지대(142)가 제 1 레일 프레임(111) 및 제 2 레일 프레임(112)에서 이탈하지 않도록 가이드하는 역할을 수행한다.

교정력 인가부(120)는 작은 교정력의 인가를 위한 디지털 푸쉬풀게이지(121) 및 디지털 푸쉬풀게이지(121)의 하부에 위치하여 디지털 푸쉬풀게이지(121)를 지지하기 위한 지지모듈(122)를 포함한다. 이러한 교정력 인가부(120)는 제 2 레일 프레임(112)의 상부에 위치한다.

디지털 푸쉬풀게이지(121)는 후술되는 손잡이(153)가 회전함에 따라 제 2 레일 프레임(112)의 상부로 이동하며, 상기한 시스템을 통하여 디지털 푸쉬풀게이지(121)는 후술되는 타이포돈트(141)에 연결된 교정력 인가용 와이어(136)에 인가되는 교정력을 측정하게 된다.

이와 같은 디지털 푸쉬풀게이지(121)는 극히 작은 교정력의 인가를 위하여 AFG-2와 같은 종류의 게이지를 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 대표적인 사양은 다음과 같다.

디지털 푸쉬풀게이지(121)의 계측범위는 0 ~ 2kg 또는 0 ~ 19.6N이고, 계측방식은 최대치(Peak) 및 순간치(Normal)의 2가지 모드로 이루어져 있다. 또한, 디지털 푸쉬풀게이지(121)는 24비트(bit) 시그마-델타(Sigma-Delta) 방식의 AD 변환기와 RS-232C 형식의 출력신호를 내장하고 있다.

이러한 디지털 푸쉬풀게이지(121)는 중공의 케이스(미도시) 상면에 위치하는 디스플레이부(121a) 및 디스플레이부(121a)에 인접하여 위치하는 입력부(121b)를 포함한다.

디스플레이부(121a)는 중공의 케이스 상면에 위치하며, 이러한 디스플레이부(121a)는 교정력 인가용 와이어(136)에서 인가되는 교정력을 표시하는 역할을 수행한다.

입력부(121b)는 디스플레이부(121a)에 인접하여 위치하며, 이러한 입력부(121b)는 온/오프(on/off)를 조절하여 디스플레이부(121a)에서 교정력을 표시할 수 있도록 한다.

지지모듈(122)은 판부재에 다수의 베이스 홀(123a)이 형성되는 베이스(123), 베이스(123)의 하부에 위치하는 조작부(124), 베이스(123)의 하부에 위치하고 조작부(124)가 내부로 삽입될 수 있는 중앙베이스(125), 중앙베이스(125)의 하부에 위치하는 하부회전축(126) 및 중앙베이스(125)의 하부에 위치하고 하부회전축(126)이 삽입될 수 있는 하부베이스(127)를 포함한다.

베이스(123)는 판부재로 이루어지며, 도 5에 도시된 바와 같이 판부재의 네 꼭지점부에는 베이스 홀(123a)이 다수로 형성되어 있다. 이러한 베이스(123)는 디지털 푸쉬풀게이지(121)를 지지함과 동시에 회전이 가능하므로 다양한 방향에서의 교정력을 측정할 수 있도록 한다. 보다 구체적으로 베이스(123)는 후술되는 치아부(140)가 제 1 레일 프레임(111)의 상부로 이동함에 따라 조작부(124)를 중심으로 회전가능하므로 다양한 방향에서의 교정력을 측정할 수 있는 장점이 있다.

조작부(124)는 후술되는 중앙베이스 홀(125b)에 삽입되고 베이스(123) 및 중앙베이스(125) 사이에 위치하며, 이러한 조작부(124)는 제 1 원판(124a), 제 1 원판(124a)의 하부에 위치하는 제 2 원판(124b) 및 제 2 원판(124b)의 하부에 위치하는 제 1 원기둥(124c)을 포함한다.

제 1 원판(124a)은 원형의 판부재로 구성될 수 있으며, 이러한 제 1 원판(124a)은 베이스(123)에 형성되는 홈(미도시)에 삽입되어 회전할 수 있다.

제 2 원판(124b)은 제 1 원판(124a)와 마찬가지로 원형의 판부재로 형성된다. 다만, 제 2 원판(124b)의 직경은 제 1 원판(124a)의 직경보다 크게 형성되며, 제 1 원판(124a)의 하면 및 제 2 원판(124b)의 상면은 연결되어 일체로 회전할 수 있다. 이러한 제 2 원판(124b)은 제 1 원판(124a) 및 제 1 원기둥(124c)를 연결하고 지지하는 역할을 수행한다.

제 1 원기둥(124c)은 상하방향으로 개방된 실린더 형상을 지니며, 이러한 제 1 원기둥(124c)은 후술되는 중앙베이스 홀(125b)에 삽입되어 그 내부에서 회전할 수 있다.

중앙베이스(125)는 베이스(123)의 하부에 위치하며, 중앙베이스(125)의 크기는 베이스(123)와 대응하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 중앙베이스(125)는 베이스(123)의 하부에 위치하고, 베이스 홀(123a)에 삽입되도록 돌출형성된 다수의 고정대(125a) 및 중앙부가 관통된 중앙베이스 홀(125b)을 포함한다.

고정대(125a)는 중앙베이스(125)의 일면에 위치하는 네 꼭지점부에서 소정거리 돌출되어 형성되며, 베이스 홀(123a)과 대응하도록 다수로 형성된다. 이러한 고정대(125a)는 베이스 홀(123a)에 삽입되어 베이스(123)를 중앙베이스(125)에 고정시키는 역할을 수행한다.

중앙베이스 홀(125b)은 중앙베이스(125)의 중앙부를 관통하면서 형성되며, 이러한 중앙베이스 홀(125b)은 조작부(124)의 제 2 원판(124b)가 삽입되어 회전할 수 있도록 가이드한다.

하부회전축(126)은 후술되는 하부베이스 홈(127a)에 삽입되고 중앙 베이스(125) 및 하부베이스(127) 사이에 위치하며, 이러한 하부회전축(126)은 이러한 하부회전축(126)은 제 3 원판(126a), 제 3 원판(126a)의 하부에 위치하는 제 2 원기둥(126b) 및 제 2 원기둥(126b)의 하부에 위치하는 제 4 원판(126c)을 포함한다.

제 3 원판(126a)은 원형의 판부재로 형성되며, 이러한 제 3 원판(126a)은 중앙베이스(125)의 하부에 위치하는 홈(미도시)에 삽입된다.

제 2 원기둥(126b)은 제 3 원판(126a)와 마찬가지로 원형의 판부재로 형성되나, 제 3 원판(126a)보다 직경이 작게 형성된다. 이러한 제 2 원기둥(126b)은 제 3 원판(126a) 및 제 4 원판(126c)을 연결하고 지지하는 역할을 수행한다.

제 4 원판(126c)은 제 3 원판(126a)과 대응하도록 형성되며, 이러한 제 4 원판(126c)은 후술되는 하부베이스(127a)에 삽입된다.

하부베이스(127)는 중앙베이스(125)의 하부에 위치하고 베이스(123) 및 중앙베이스(125)와 크기가 동일하도록 형성되며, 이러한 하부베이스(127)는 중앙부에 위치하는 하부베이스 홈(127a)을 포함한다.

하부베이스 홈(127a)은 하부베이스(127)의 중앙부에 형성되며, 이러한 하부베이스 홈(127a)은 하부회전축(126)이 삽입된다.

교정력 센싱부(130)는 힘과 변위측정을 위한 디지털 푸쉬풀게이지(121)의 일단에 연결되며, 이러한 교정력 센싱부(130)는 교정력을 측정할 수 있는 로드셀(131), 로드셀(131)의 전단에 위치하는 제 1 커플링(132), 폴리에틸렌으로 제작되어 로드셀(131)의 후단에 위치하는 제 2 커플링(133), 로드셀(131), 제 1 커플링(132) 및 제 2 커플링(133)을 관통하는 고정축(134), 로드셀(131)의 일측과 연결되는 측정선(135) 및 제 1 커플링(132)와 연결되는 교정력 인가용 와이어(136)를 포함한다.

로드셀(131)은 정밀하중을 측정하는데 사용되며, 로드셀(131)의 재질은 알루미늄 및 도금특수강재질로 구성된다. 로드셀(131)의 정격출력은 1.0 mv/v ±10%, 로드셀(131)의 영점밸런스는 정격출력의 ±10%, 로드셀(131)의 인가전압은 3V ~ 5V, 로드셀(131)의 입력임피던스는 350 ±10Ω, 로드셀(131)의 출력임피던스는 350 ±5Ω, 로드셀(131)의 영점 온도영향은 정격출력의 ±0.5%/10℃, 로드셀(131)의 출력 온도영향은 하중의 ±0.5%/10℃의 범위 내에 있다.

상기한 바와 같은 로드셀(131)에 가해진 인장 혹은 압축 힘은 고정밀 소형 weigt Indicator KBS-205에 전달되고 고정밀 소형 weigt Indicator에 가해진 힘의 크기를 디지털로 표시한다.

제 1 커플링(132)은 로드셀(131) 전단에 위치하고, 고정축(134)과 동일선상에 위치하며, 이러한 제 1 커플링(132)은 교정력 인가용 와이어(136)과 연결된다.

제 2 커플링(133)은 로드셀(131) 후단에 위치하고, 고정축(134)과 동일선상에 위치한다.

고정축(134)은 로드셀(131), 제 1 커플링(132) 및 제 2 커플링(133)을 관통하여 연결한다.

측정선(135)은 디지털 푸쉬풀게이지(121)에서 측정한 교정력을 외부기기(미도시)에 전달하는 역할을 수행한다.

교정력 인가용 와이어(136)는 "ㄱ"자 형상으로 제 1 커플링(132)의 일단과 연결되고, 교정력 인가용 와이어(136)의 타단은 수술되는 타이포돈트(141)의 치아와 연결된다.

치아부(140)는 치아 모양의 구조물로서 이러한 치아부(140)는 제 1 레일 프레임(111)에 위치하는 지지대(142) 및 지지대(142)의 상부에 위치하는 타이포돈트(141)를 포함한다.

타이포돈트(141)는 현재 치과대학 교정과에서 치아이동의 시뮬레이션하기 위하여 사용되는 장치를 채용함으로써 임상적용 가능성을 높일 수 있는 보조기구이다. 이러한 타이포돈트(141)는 제 1 레일 프레임(111) 위로 이동하는 지지대(142) 상부에 위치한다.

지지대(142)는 그 상부에 타이포돈트(141)를 고정하고 T자 레일 프레임(110) 위에 장착되어 있어 교정력을 측정하고자 하는 치아는 좌우로 이동을 통하여 치아의 교정력 측정할 수 있다.

이송부(150)는 디지털 푸쉬풀게이지(121)의 타단에 연결되는 회전축(151), 회전축(151)의 일단에 장착되는 회전부재(152) 및 회전부재(152)의 일면과 연결되는 손잡이(153)를 포함한다.

회전축(151)은 디지털 푸쉬풀게이지(121)의 타단에 연결되며, 이러한 회전축(151)은 회전부재(152)와 연결된다.

회전부재(152)는 회전축(151)의 일단에 장착되며, 이러한 회전축(152)은 회전축(151) 및 손잡이(153)와 연결된다.

손잡이(153)는 회전부재(152)의 일면으로부터 소정거리 연장되어 형성될 수 있다. 사용자는 손잡이(153)를 회전시킴에 따라 회전축(151) 및 회전부재(152)는 회전하게 되고, 그에 따라 디지털 푸쉬풀게이지(121)는 제 2 레일 프레임(112) 위에서 움직일 수 있게 된다.

이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기(100)의 동작원리를 설명하면 다음과 같다.

'T'자 레일 프레임(110) 중 제 2 레일 프레임(112) 위에 디지털 푸쉬풀게이지(121)를 장착하고 치아부(140)의 타이포돈트(141)을 장착한 후 측정하고자 하는 치아의 정확한 위치를 잡기 위하여 레이저 포인트를 교정력 인가부(120)에 장착 후 측정 위치를 정한다.

다음, 교정력 인가부(120)의 디지털 푸쉬풀게이지(121)에 로드셀(131), 제 1 커플링(132), 제 2 커플링(133) 및 교정력 인가용 와이어(136)로 구성된 교정력 센싱부(130)를 장착하고 설정된 치아 부분에 교정력 인가용 와이어(136)를 걸고 교정력 인가부(120)의 뒷부분에 있는 손잡이(153)를 돌려서 교정력을 인가하도록 한다. 이때의 디지털 푸쉬풀게이지(121)는 교정력 인가용 와이어(136)을 통해 인가된 교정력을 측정한다.

한편, 치아부(120)는 제 1 레일 프레임(111)의 위에서 좌우로 이동함에 따라 다양한 각도에서의 교정력을 측정할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 지지부
11 : 베이스판
12 : 버니어캘리퍼스 지지부
13 : 버니어캘리퍼스 커버
14 : 브라켓
15 : 촬영장치 지지부
20 : 버니어캘리퍼스
30 : 촬영장치
40 : 치아 교정용 와이어
50 : 추
100 : 타이포돈트와 로드셀을 이용한 교정력 측정기
110 : 레일 프레임
111 : 제 1 레일 프레임
112 : 제 2 레일 프레임
113 : 레일 프레임 홈
120 : 교정력 인가부
121 : 디지털 푸쉬풀게이지
121a : 디스플레이부
121b : 입력부
122 : 지지모듈
123 : 베이스
123a : 베이스 홀
124 : 조작부
124a : 제 1 원판
124b : 제 2 원판
124c : 제 1 원기둥
125 : 중앙베이스
125a : 고정대
125b : 중앙베이스 홀
126 : 하부회전축
126a : 제 3 원판
126b : 제 2 원기둥
126c : 제 4 원판
127 : 하부베이스
127a : 하부베이스 홈
130 : 교정력 센싱부
131 : 로드셀
132 : 제 1 커플링
133 : 제 2 커플링
134 : 고정축
135 : 측정선
136 : 교정력 인가용 와이어
140 : 치아부
141 : 타이포돈트
142 : 지지대
150 : 이송부
151 : 회전축
152 : 회전부재
153 : 손잡이

Claims

제 1 레일 프레임 및 제 2 레일 프레임으로 구성된 'T'자형 레일 프레임;
상기 제 1 레일 프레임에 위치하는 지지대 및 상기 지지대의 상부에 위치하는 타이포돈트로 이루어진 치아부;
상기 제 2 레일 프레임의 상부에 위치하고 디지털 푸쉬풀게이지 및 지지모듈로 이루어지는 교정력 인가부;
상기 디지털 푸쉬풀게이지의 일단에 연결되고 동일축선상에 위치하는 제 1 커플링, 로드셀 및 제 2 커플링을 포함하는 교정력 센싱부;
상기 타이포돈트 및 상기 제 1 커플링을 연결하는 교정력 인가용 와이어;를 포함하고,
상기 타이포돈트는 상기 제 1 레일 프레임 위로 이동하는 상기 지지대 상부에 위치하며,
상기 디지털 푸쉬풀게이지는 상기 타이포돈트에 연결된 상기 교정력 인가용 와이어에 인가되는 교정력을 측정하는 것을 특징으로 하는,
교정력 측정기.
제 1 항에 있어서,
상기 지지모듈은,
판부재에 다수의 베이스 홀이 형성되는 베이스;
상기 베이스의 하부에 위치하고, 상기 베이스 홀에 삽입되도록 돌출형성된 다수의 고정대 및 중앙부가 관통된 중앙베이스 홀을 포함하는 중앙베이스;
상기 중앙베이스 홀에 삽입되고 상기 베이스 및 상기 중앙베이스 사이에 위치하는 조작부;
상기 중앙베이스의 하부에 위치하고 중앙부에 위치하는 하부베이스 홈을 포함하는 하부베이스; 및
상기 하부베이스 홈에 삽입되고 상기 중앙 베이스 및 상기 하부베이스 사이에 위치하는 하부 회전축;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
교정력 측정기.
제 2 항에 있어서,
상기 베이스는 상기 치아부가 상기 제 1 레일 프레임의 상부로 이동함에 따라 상기 조작부를 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는,
교정력 측정기.
제 1 항에 있어서,
상기 교정력 측정기는,
디지털 푸쉬풀게이지의 타단에 연결되는 회전축;
상기 회전축의 일단에 장착되는 회전부재; 및
상기 회전부재의 일면과 연결되는 손잡이;를 포함하는 이송부;를 더 포함하고,
상기 디지털 푸쉬풀게이지는 손잡이가 회전함에 따라 상기 제 2 레일 프레임의 상부로 이동하는 것을 특징으로 하는,
교정력 측정기.
제 1 항에 있어서,
상기 디지털 푸쉬풀게이지의 계측범위는 0 ~ 2kg 또는 0 ~ 19.6N, 계측방식은 최대치(Peak) 및 순간치(Normal)의 2가지 모드이고,
상기 디지털 푸쉬풀게이지는 24bit 시그마-델타(Sigma-Delta) 방식의 AD 변환기와 RS-232C 형식의 출력신호를 내장하는 것을 특징으로 하는,
교정력 측정기.
제 1 항에 있어서,
상기 로드셀의 재질은 알루미늄 및 도금특수강재질로 구성되고,
상기 로드셀의 정격출력은 1.0 mv/v ±10%, 상기 로드셀의 영점밸런스는 정격출력의 ±10%, 상기 로드셀의 인가전압은3V ~ 5V, 상기 로드셀의 입력임피던스는 350 ±10Ω, 상기 로드셀의 출력임피던스는 350 ±5Ω, 상기 로드셀의 영점 온도영향은 정격출력의 ±0.5%/10℃, 상기 로드셀의 출력 온도영향은 하중의 ±0.5%/10℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는,
교정력 측정기.