[實(shí)用新型]一種非接觸式牙頜醫(yī)學(xué)三維自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420113637.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203732042U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹周平;段培虎;陳奕君;張兆坤;胡凱;李茂源;馬東;韓克平;朱欽淼;朱曉輝;鄭世嬌;潘衛(wèi)進(jìn);梅爽;曾文娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，具體涉及一種牙頜醫(yī)學(xué)三維自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備。

背景技術(shù)

牙頜形態(tài)的觀察與測(cè)量分析涉及口腔醫(yī)學(xué)多個(gè)領(lǐng)域，直接關(guān)系到口腔疾病的診斷、治療方案設(shè)計(jì)以及對(duì)療效的評(píng)價(jià)。在以往的研究與臨床醫(yī)療中，所采用卡尺、角度尺等簡(jiǎn)單測(cè)量工具，故測(cè)量?jī)?nèi)容和能力受限，難以對(duì)牙頜模型表面復(fù)雜的三維幾何形態(tài)做出全面、精確的定量描述與分析。國(guó)外在上世紀(jì)70年代開(kāi)始將數(shù)字化口腔CAD/CAM技術(shù)引入口腔修復(fù)體的設(shè)計(jì)與制作中來(lái)，已有較多的理論與實(shí)踐。我國(guó)現(xiàn)在也有部分學(xué)者在研究這個(gè)領(lǐng)域，但仍未有成熟產(chǎn)品，既有的相關(guān)設(shè)備也有諸多待改進(jìn)的地方。

現(xiàn)有的牙齒三維光學(xué)測(cè)量設(shè)備存在以下問(wèn)題：(1)光路相對(duì)固定，高度角度調(diào)節(jié)范圍有限或調(diào)節(jié)較為繁瑣；（2）光路多采用懸臂結(jié)構(gòu)支撐，測(cè)量系統(tǒng)剛性不夠好，難以保持系統(tǒng)定標(biāo)后長(zhǎng)時(shí)間有效，且易受外界干擾；（3）測(cè)量完整的牙模需要從多個(gè)角度獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼合，現(xiàn)有設(shè)備多采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，效率和精度都不高。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種非接觸式牙頜醫(yī)學(xué)三維自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備，可通過(guò)簡(jiǎn)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光路的快速調(diào)整，過(guò)程的穩(wěn)定操作以及點(diǎn)云的完整精確獲取，從而以得到牙齒整體三維模型。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種非接觸式牙頜醫(yī)學(xué)三維自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備，用于對(duì)牙頜模型進(jìn)行三維掃描測(cè)量，以獲得牙齒三維模型，其特征在于，該設(shè)備包括光路調(diào)整模塊、牙模定位模塊和視覺(jué)測(cè)量模塊，其中，所述視覺(jué)測(cè)量模塊用于對(duì)牙頜模型進(jìn)行光掃描測(cè)量，其設(shè)置在所述光路調(diào)整模塊上并可通過(guò)該光路調(diào)整模塊對(duì)所述視覺(jué)測(cè)量模塊的光路進(jìn)行調(diào)整，所述牙頜模型設(shè)置在所述牙模定位模塊上，并通過(guò)該牙模定位模塊進(jìn)行定位和調(diào)整，從而以配合所述視覺(jué)測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)該牙頜模型的三維掃描測(cè)量。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述的光路調(diào)整模塊包括豎直平面位置調(diào)整機(jī)構(gòu)和設(shè)置在該豎直平面位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的角度調(diào)整結(jié)構(gòu)，其中，所述豎直平面位置調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)視覺(jué)測(cè)量模塊在豎直平面上兩個(gè)自由度的調(diào)整，所述角度調(diào)整機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)其角度調(diào)整，從而通過(guò)二者共同實(shí)現(xiàn)視覺(jué)測(cè)量模塊光路的調(diào)整。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述豎直平面位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括底座，設(shè)置在該底座上的豎直調(diào)整結(jié)構(gòu)和設(shè)置在所述豎直調(diào)整結(jié)構(gòu)上的水平調(diào)整結(jié)構(gòu)，其中，

所述豎直調(diào)整結(jié)構(gòu)包括豎直導(dǎo)向軸，導(dǎo)向軸支座，支柱固定夾，其中導(dǎo)向軸支座與底座聯(lián)接，豎直導(dǎo)向軸插入導(dǎo)向軸支座內(nèi)，并通過(guò)內(nèi)置定位銷固定，支柱固定夾通過(guò)豎直通孔與豎直導(dǎo)向軸配合，可在豎直方向大范圍移動(dòng)，確定位置后通過(guò)鎖緊螺釘抱死滑動(dòng)副，實(shí)現(xiàn)摩擦鎖緊；

所述水平調(diào)整結(jié)構(gòu)包括橫梁和導(dǎo)向軸支座，其中，所述支柱固定夾通過(guò)其上的橫向通孔與所述橫梁配合，使得所述橫梁可在水平方向移動(dòng)，所述導(dǎo)向軸支座通過(guò)其上的水平通孔與該橫梁配合，使得該導(dǎo)向軸支座可在水平方向移動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述角度調(diào)整結(jié)構(gòu)主要包括底平板、微型投影儀調(diào)整結(jié)構(gòu)和工業(yè)相機(jī)調(diào)整結(jié)構(gòu)，其中，所述底平板與導(dǎo)向軸支座連接，從而將豎直平面位置調(diào)整單元與角度調(diào)整單元連接起來(lái)；

所述微型投影儀調(diào)整結(jié)構(gòu)包括投影儀轉(zhuǎn)接板、第一雙頭螺柱、第一螺母、第一螺釘和螺母，其中，所述雙頭螺柱一端連接底平板，中間光桿部分作為短軸出過(guò)投影儀轉(zhuǎn)接板并與其構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一端通過(guò)第一螺母擰緊限定軸向運(yùn)動(dòng)，該投影儀轉(zhuǎn)接板可繞雙頭螺柱中間光桿部分旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)角度調(diào)節(jié)，位置確定后，擰動(dòng)投影儀轉(zhuǎn)接板另一側(cè)開(kāi)設(shè)的圓弧槽上的第二螺母，使之與固定在底平板上的螺釘旋合，從而壓緊固定投影儀轉(zhuǎn)接板；

所述工業(yè)相機(jī)調(diào)整結(jié)構(gòu)包括相機(jī)轉(zhuǎn)接板、第二雙頭螺柱、第三螺母、第二螺釘和第四螺母，其中，所述第二雙頭螺柱一端連接底平板，中間光桿部分作為短軸與相機(jī)轉(zhuǎn)接板構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一端通過(guò)第三螺母擰緊限定軸向運(yùn)動(dòng)，該相機(jī)轉(zhuǎn)接板可繞雙頭螺柱中間光桿部分旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)角度調(diào)節(jié)，位置確定后，擰動(dòng)所述壓緊相機(jī)轉(zhuǎn)接板一側(cè)開(kāi)設(shè)的圓弧槽上的第四螺母，使之與固定在底平板上的第二螺釘旋合，從而壓緊固定所述相機(jī)轉(zhuǎn)接板。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述視覺(jué)測(cè)量模塊包括工業(yè)相機(jī)和投影儀，其分別設(shè)置在所述工業(yè)相機(jī)調(diào)整結(jié)構(gòu)和微型投影儀調(diào)整結(jié)構(gòu)上，用于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光柵投影和圖像采集。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述牙模定位模塊包括牙模固定單元和牙模位置調(diào)節(jié)單元，牙模固定單元用于將待測(cè)牙模固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，牙模位置調(diào)節(jié)單元用于改變旋轉(zhuǎn)臺(tái)位置，從而調(diào)整牙模姿態(tài)。