KR20190045551A - 치과용 로드 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥부와 벽면부를 포함하는 본체; 상기 바닥부 위에 구비되고 제1축 고정판 및 제1축 구동장치를 포함하며 상기 제1축 고정판을 제1축과 평행한 방향으로 상기 바닥부에 대하여 상대 이동시키는, 제1축 이동장치; 상기 제1축 고정판 위에 구비되고 재료판 및 제2축 구동장치를 포함하며 상기 재료판을 제2축과 평행한 방향으로 상기 제1축 고정판에 대하여 상대 이동시키는 제2축 이동장치; 상기 벽면부에 구비되고 제3축 고정판 및 제3축 구동장치를 포함하며 상기 제3 고정판을 제3축과 평행한 방향으로 상기 벽면부에 대하여 상대 이동시키는 제3축 이동장치; 및 상기 제3축 고정판 위에 구비되고 상기 재료판 위에 제공되는 재료를 절삭하는 절삭부;를 포함하고, 상기 절삭부는 버 및 상기 버를 회전시키는 구동장치를 포함하고, 상기 구동장치는 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 구동장치에서 발생하는 로드를 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치에 관한 것이다.

Description

치과용 로드 측정장치{DENTAL LOAD MEASURING DEVICE}

본 발명은 치과용 로드 측정장치에 관한 것이며, 절삭부의 위치를 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 절삭부가 재료를 절삭할 때 재료에 가해지는 로드를 측정할 수 있는 로드 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 치과의사는 치과 치료를 하기 위해 핸드피스를 이용해서 치아에 존재하는 손상 부위를 절삭하는 방식을 이용한다.

치과용 핸드피스는 환자의 치아에 인가되어 치아를 절삭하는 버(bur), 상기 버를 회전시키는 모터로 구성되어 있다. 치과의사는 환자의 치아에 상기 핸드피스의 버를 인가하고, 상기 버를 회전시킴으로써, 치아의 손상 부위를 절삭하게 된다.

이러한, 핸드피스를 이용한 치과 치료 방법은 치아의 손상 부위나 정도, 환자별 치아의 강도 등에 따라 치아에 인가되는 버의 위치 등이 적절하게 조정되어야 할 필요가 있는데, 이러한 핸드피스의 조정은 오로지 치과의사의 경험에만 의존하고 있는 실정이다.

이로 인해, 핸드피스를 이용한 치아 절삭에 따른 치과 치료의 효과가 치료시마다 달라지는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 핸드피스의 버가 치아에 인가되는 위치나 치아의 종류 등의 다양한 상황에 따라, 버에 인가되는 로드에 대한 데이터를 수집하여 이를 치과의사에게 제공함으로써, 치과의사가 치과 치료시 해당 데이터를 참고해서 치과 치료를 수행할 수 있도록 지원하기 위한 치과용 로드 측정장치의 개발이 필요하다.

또한, 핸드피스가 탑재된 로봇 팔을 이용하여 치과 치료를 수행할 때, 로봇 팔에 대해, 버의 치아에 대한 인가 지점, 치아의 종류 등에 따라 미리 수집된 로드 데이터를 저장해 둠으로써, 로봇 팔을 이용한 치과 치료시에 정확한 데이터에 기반한 치과 치료가 가능하도록 유도하는 치과용 로드 측정장치의 도입이 필요하다.

본 발명의 일 실시예는 치과 재료를 정밀하게 가공할 수 있도록 절삭부의 3축 이동이 가능한 치과용 로드 측정장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 치과 재료를 제작할 때 발생하는 로드를 측정하는 치과용 로드 측정장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 바닥부와 벽면부를 포함하는 본체; 상기 바닥부 위에 구비되고 제1축 고정판 및 제1축 구동장치를 포함하며 상기 제1축 고정판을 제1축과 평행한 방향으로 상기 바닥부에 대하여 상대 이동시키는, 제1축 이동장치; 상기 제1축 고정판 위에 구비되고 재료판 및 제2축 구동장치를 포함하며 상기 재료판을 제2축과 평행한 방향으로 상기 제1축 고정판에 대하여 상대 이동시키는 제2축 이동장치; 상기 벽면부에 구비되고 제3축 고정판 및 제3축 구동장치를 포함하며 상기 제3 고정판을 제3축과 평행한 방향으로 상기 벽면부에 대하여 상대 이동시키는 제3축 이동장치; 및 상기 제3축 고정판 위에 구비되고 상기 재료판 위에 제공되는 재료를 절삭하는 절삭부;를 포함하고, 상기 절삭부는 버 및 상기 버를 회전시키는 구동장치를 포함하고, 상기 구동장치는 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 구동장치에서 발생되는 로드를 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치를 제공하며, 치과 재료를 정밀하게 제작할 수 있고 치과 재료를 제작할 때 발생하는 로드를 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1축 이동장치는 상기 바닥부에 구비되는 다수개의 제1축 레인, 상기 다수개의 제1축 레인 위에 이동 가능하게 결합되는 다수개의 제1축 가이더를 더 포함하고, 상기 제1축 고정판은 상기 다수개의 제1축 가이더와 고정 결합되고, 상기 제2축 이동장치는 상기 제1축 고정판에 구비되는 다수개의 제2축 레인, 상기 다수개의 제2축 레인 위에 이동 가능하게 결합되는 다수개의 제2축 가이더를 포함하고, 상기 재료판은 상기 다수개의 제2축 가이더와 고정 결합되고, 상기 제3축 이동장치는 상기 벽면부에 구비되는 다수개의 제3축 레인, 상기 다수개의 제3축 레인 위에 이동 가능하게 결합되는 다수개의 제3축 가이더를 더 포함하고, 상기 제3축 고정판은 상기 다수개의 제3축 가이더와 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치를 제공하며, 재료를 정밀하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1축, 상기 제2축 및 상기 제3축은 각각 서로 수직 관계인 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치를 제공하며, 재료를 정밀하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1축 구동장치, 상기 제2축 구동장치 및 상기 제3축 구동장치는 스텝모터 또는 유압식 모터인 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치를 제공하며, 재료를 정밀하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1축 구동장치에는, 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 제1축 구동장치에 인가되는 로드를 측정하는 제1축 측정부가 더 구비되고, 상기 제2축 구동장치에는, 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 제2축 구동장치에 인가되는 로드를 측정하는 제2축 측정부가 더 구비되며, 상기 제3축 구동장치에는, 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 제3축 구동장치에 인가되는 로드를 측정하는 제3축 측정부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 치과 재료를 정밀하게 가공할 수 있도록 절삭부의 3축 이동이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 치과 재료를 제작할 때 발생하는 로드를 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 로드 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 로드 측정장치의 측면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 및 도 2를 통해 본 발명의 일 실시예인 치과용 로드 측정장치(100)의 세부 구성을 살펴보도록 한다.

치과용 로드 측정장치(100)는 바닥부(11)와 벽면부(13)를 포함하는 본체(10), 상기 바닥부(11) 상부에 구비되는 제1축 이동장치(30), 상기 제1축 이동장치(30)의 상부에 구비되는 제2축 이동장치(20), 상기 벽면부(13)에 구비되는 제3축 이동장치(40) 및 상기 제3축 이동장치(40)에 구비되는 절삭부(50)로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 본체(10)의 바닥부(11)는 지면과 평행한 평면을 가지고, 벽면부(13)는 지면과 수직한 평면을 가진다. 바닥부(11)와 벽면부(13)는 일체로 형성된다. 한편, 바닥부(11)와 벽면부(13) 사이에는 소정 공간이 구비되며, 상기 소정 공간은 제1축 이동장치(30) 및 제2축 이동장치(20)를 통해 재료판(27)이 이동할 수 있는 공간에 해당한다. 상기 소정 공간은 후술하도록 한다.

제1축 이동장치(30)는 치과 재료(60)가 놓이는 재료판(27)을 제1축과 평행한 방향을 따라 일정 범위 내에서 사용자의 제어에 따라 제한 없이 이동시킬 수 있는 장치이다.

구체적으로, 제1축 이동장치(30)는 재료판(27)을 제1축과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있는 동력을 제공하는 제1축 구동장치(31), 재료판(27)을 제1축과 평행한 방향으로 가이드하는 제1축 레인(33) 및 제1축 가이더(35), 그리고 제1축 고정판(37)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 제1축 레인(33)은 적어도 2개 이상 구비되며, 각각의 제1축 레인(33)에는 하나 이상의 제1축 가이더(35)가 이동 가능하게 결합된다. 다수개의 제1축 가이더(35)의 위에는 제1축 고정판(37)이 고정 결합되며, 제1축 고정판(37) 상부에 제2축 이동장치(20)가 위치한다.

제1축 구동장치(31)는 스텝모터 또는 유압식 모터로 구현될 수 있다. 제1축 구동장치(31)는 축(315)과 고정판접합부(317)를 포함하며, 고정판접합부(317)는 제1축 고정판(37)의 하부에 고정 결합된다. 즉, 제1축 구동장치(31)가 작동하면 제1축 고정판(37)이 제1축과 평행한 방향으로 이동할 수 있게 된다.

제1축 레인(33) 및 제1축 가이더(35)는 제1축 고정판(37)이 제1축과 평행한 방향을 따라 경로를 이탈하지 않도록 안정적으로 이동시킬 수 있는 보조수단이며, 마찰 계수가 매우 작은 소재가 사용된다.

한편, 제1축 레인(33)은 바닥부(11)의 길이방향을 따라 구비되며, 바닥부(11)와 벽면부(13) 사이에 구비되는 상기 소정공간 내부까지 연장된다. 즉, 재료판(27)은 상기 소정공간 내부로도 이동 가능하다.

제2축 이동장치(20)는 치과 재료(60)가 놓이는 재료판(27)을 제2축과 평행한 방향을 따라 일정 범위 내에서 사용자의 제어에 따라 제한 없이 이동시킬 수 있는 장치이다.

구체적으로, 제2축 이동장치(20)는 재료판(27)을 제2축과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있는 동력을 제공하는 제2축 구동장치(21), 재료판(27)을 제2축과 평행한 방향으로 가이드 하는 제2축 레인(23) 및 제2축 가이더(25)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 제2축 레인(23)은 적어도 2개 이상 구비되며, 각각의 제2축 레인(23)에는 하나 이상의 제2축 가이더(25)가 이동 가능하게 결합된다. 다수개의 제2축 가이더(25)의 위에는 재료판(27)이 고정 결합되며, 재료판(27) 상부에 재료(60)가 위치한다.

제2축 구동장치(21)는 스텝모터 또는 유압식 모터로 구현될 수 있다. 제2축 구동장치(21)는 축(215)과 재료판접합부(217)를 포함하며, 재료판접합부(217)는 재료판(27)의 하부에 고정 결합된다. 즉, 제2축 구동장치(21)가 작동하면 재료판(27)이 제2축과 평행한 방향으로 이동하게 된다.

제2축 레인(23) 및 제2축 가이더(25)는 재료판(27)이 제2축과 평행한 방향을 따라 경로를 이탈하지 않도록 안정적으로 이동시킬 수 있는 보조수단이며, 마찰 계수가 매우 작은 소재가 사용된다.

제1축 이동장치(30) 및 제2축 이동장치(20)를 통해 재료판(27)은 2개의 축에 대하여 자유로운 이동이 가능하다. 본 발명의 일 실시예는 제1축과 제2축이 수직을 이루며 재료판(27)은 제1축 가이더(35) 및 제2축 가이더(25)의 길이 내에서 자유롭게 이동 가능하다.

제3축 이동장치(40)는 제3축 이동장치(40)에 구비되는 절삭부(50)를 제3축과 평행한 방향을 따라 일정 범위 내에서 사용자의 제어에 따라 제한 없이 이동시킬 수 있는 장치이다.

구체적으로, 제3축 이동장치(40)는 절삭부(50)를 제3축과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있는 동력을 제공하는 제3축 구동장치(41), 절삭부(50)을 제3축과 평행한 방향으로 가이드 하는 제3축 레인(43) 및 제3축 가이더(45) 그리고 제3축 고정판(47)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 제3축 레인(43)은 적어도 2개 이상 구비되며, 각각의 제3축 레인(43)에는 하나 이상의 제3축 가이더(45)가 이동 가능하게 결합된다. 다수개의 제3축 가이더(45)의 위에는 제3축 고정판(47)이 고정 결합되며, 제3축 고정판(47) 상부에 절삭부(50)가 고정 결합한다.

제3축 구동장치(41)는 스텝모터 또는 유압식 모터로 구현될 수 있다. 제3축 구동장치(41)는 축(415)과 고정판접합부(417)를 포함하며, 고정판접합부(417)는 제3축 고정판(47)의 하부에 고정 결합된다. 즉, 제3축 구동장치(41)가 작동하면 제3축 고정판(47)이 제3축과 평행한 방향으로 이동하게 된다.

제3축 레인(43) 및 제3축 가이더(45)는 제3축 고정판(47)이 제3축과 평행한 방향을 따라 경로를 이탈하지 않도록 안정적으로 이동시킬 수 있는 보조수단이며, 마찰 계수가 매우 작은 소재가 사용된다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 제3축은 제1축 및 제2축과 모두 수직한 관계이다. 따라서 재료판(27) 상부에 구비되는 재료(60)의 어떤 부위도 절삭이 가능하다.

절삭부(50)는 재료를 절삭하는 버(55)와 버(55)를 회전시키는 구동장치(51) 및 상기 버(55)와 구동장치(51)를 제3축 고정판(47)에 고정시키는 지지대(53)를 포함한다. 구동장치(51)의 작동으로 버(55)가 회전하며, 버(55)의 회전을 통해 재료(60)의 특정 부위가 절삭된다.

한편, 버(55)의 종류, 재료(60)의 종류에 따라 재료(60)에 가해지는 로드가 상이하다. 본 발명의 일 실시예는 버(55)가 재료와 접촉할 때 발생하는 로드를 임의의 순간마다 측정을 하여 버(55)의 최적 이동속도 및 회전속도를 설정할 수 있도록 한다.

이때, 로드 측정은 측정부(미도시)에 의해 이루어지며 상기 측정부는 구동장치(51)에 구비될 수 있다.

상기 측정부는 버(55)를 이용해서 재료(60)가 절삭될 때, 버(55)의 회전에 따라 구동장치(51)에 인가되는 토크의 크기를 측정할 수 있으며, 해당 토크의 크기에 기초하여 버(55)에 인가되는 로드에 대한 데이터를 생성할 수 있다.

이때, 치과용 로드 측정장치(100)에 연결되어 있는 소정의 디스플레이 장치는 버(55)에 인가되는 로드에 대한 데이터를 표시함으로써, 관리자가 재료(60)의 종류, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)의 구동에 기초한 위치에 따라 변화하는 버(55)에 대한 로드를 확인할 수 있도록 지원할 수 있다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41) 내부에는 각각 제1축 측정부(미도시), 제2축 측정부(미도시), 제3축 측정부(미도시)가 구비될 수 있다.

상기 제1축 측정부, 상기 제2축 측정부 및 상기 제3축 측정부는 버(55)가 재료(60)와 접촉할 때 각각 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)에 인가되는 로드를 측정할 수 있다.

이때, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)가 모두 회전 모터로 구현되어 있다면, 상기 제1축 측정부, 상기 제2축 측정부 및 상기 제3축 측정부는 버(55)를 통해 재료(60)가 절삭되는 상황에서 재료판(27)을 이동시키기 위해 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)가 구동될 때, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)에 인가되는 토크를 측정함으로써, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)에 인가되는 로드를 측정할 수 있다.

이때, 치과용 로드 측정장치(100)에 연결되어 있는 소정의 디스플레이 장치는 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)에 인가되는 로드에 대한 데이터를 표시함으로써, 관리자가 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21), 제3축 구동장치(41)의 구동에 기초한 위치에 따라 변화하는 버(55)에 대한 로드를 확인할 수 있도록 지원할 수 있다.

한편, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21) 및 제3축 구동장치(41)가 유압식 모터로 구현되어 있다면, 상기 제1축 측정부, 상기 제2축 측정부 및 상기 제3축 측정부는 각각 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21) 및 제3축 구동장치(41)의 유체의 압력을 측정함으로써, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21) 및 제3축 구동장치(41)에 인가되는 로드를 측정할 수 있다.

결국, 본 발명에 따른 치과용 로드 측정 장치(110)는 재료(60)를 절삭할 때, 제1축 구동장치(31), 제2축 구동장치(21) 및 제3축 구동장치(41)에 구비되는 상기 제1축 측정부, 상기 제2축 측정부 및 상기 제3축 측정부에서 측정되는 로드 값과 구동장치(51)에 구비되는 측정부에서 측정되는 로드 값을 관리자에게 제공함으로써, 치과의사가 실제 치과 치료시에 치아에 인가하는 버의 인가 위치 등을 결정할 때 참조할 수 있도록 지원할 수 있다.

또한, 본 발명은 인공지능 및 딥러닝 기술을 적용하여 재료(60)를 가공할 때마다 최적 절삭 경로를 도출해내는 데에도 사용될 수 있다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 치과용 로드 측정장치
10: 본체 11: 바닥부 13: 벽면부
20: 제2축 이동장치 21: 제2축 구동장치 23: 제2축 레인
25: 제2축 가이더 27: 재료판
30: 제1축 이동장치 31: 제1축 구동장치 33: 제1축 레인
35: 제1축 가이더 37: 제1축 고정판
40: 제3축 이동장치 41: 제3축 구동장치 43: 제3축 레인
45: 제3축 가이더 47: 제3축 고정판
50: 절삭부 51: 구동장치 55: 버
60: 재료

Claims (5)

1. 바닥부와 벽면부를 포함하는 본체;
   상기 바닥부 위에 구비되고 제1축 고정판 및 제1축 구동장치를 포함하며 상기 제1축 고정판을 제1축과 평행한 방향으로 상기 바닥부에 대하여 상대 이동시키는, 제1축 이동장치;
   상기 제1축 고정판 위에 구비되고 재료판 및 제2축 구동장치를 포함하며 상기 재료판을 제2축과 평행한 방향으로 상기 제1축 고정판에 대하여 상대 이동시키는 제2축 이동장치;
   상기 벽면부에 구비되고 제3축 고정판 및 제3축 구동장치를 포함하며 상기 제3 고정판을 제3축과 평행한 방향으로 상기 벽면부에 대하여 상대 이동시키는 제3축 이동장치; 및
   상기 제3축 고정판 위에 구비되고 상기 재료판 위에 제공되는 재료를 절삭하는 절삭부;를 포함하고,
   상기 절삭부는 버 및 상기 버를 회전시키는 구동장치를 포함하고, 상기 구동장치는 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 구동장치에서 발생하는 로드를 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1축 이동장치는, 상기 바닥부에 구비되는 다수개의 제1축 레인, 상기 다수개의 제1축 레인 위에 이동 가능하게 결합되는 다수개의 제1축 가이더를 더 포함하고, 상기 제1축 고정판은 상기 다수개의 제1축 가이더와 고정 결합되고,
   상기 제2축 이동장치는, 상기 제1축 고정판에 구비되는 다수개의 제2축 레인, 상기 다수개의 제2축 레인 위에 이동 가능하게 결합되는 다수개의 제2축 가이더를 포함하고, 상기 재료판은 상기 다수개의 제2축 가이더와 고정 결합되고,
   상기 제3축 이동장치는, 상기 벽면부에 구비되는 다수개의 제3축 레인, 상기 다수개의 제3축 레인 위에 이동 가능하게 결합되는 다수개의 제3축 가이더를 더 포함하고, 상기 제3축 고정판은 상기 다수개의 제3축 가이더와 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1축, 상기 제2축 및 상기 제3축은 각각 서로 수직 관계인 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1축 구동장치, 상기 제2축 구동장치 및 상기 제3축 구동장치는 스텝모터 또는 유압식 모터인 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1축 구동장치에는, 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 제1축 구동장치에 인가되는 로드를 측정하는 제1축 측정부가 더 구비되고,
   상기 제2축 구동장치에는, 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 제2축 구동장치에 인가되는 로드를 측정하는 제2축 측정부가 더 구비되며,
   상기 제3축 구동장치에는, 상기 버가 상기 재료와 접촉할 때 상기 제3축 구동장치에 인가되는 로드를 측정하는 제3축 측정부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 치과용 로드 측정장치.

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