[發(fā)明專利]并聯(lián)式義齒摩擦試驗(yàn)機(jī)及測試摩擦磨損的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810068596.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN108072582A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王高琦;吳昊;王守仁;蔣瑞敏;程萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/56
• 分類號(hào): G01N3/56;G01N3/32;G01N3/04;G01N19/02
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 高強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種并聯(lián)式義齒摩擦試驗(yàn)機(jī)及測試方法，屬于摩擦磨損測試領(lǐng)域，要解決的問題為目前的義齒摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)不能模擬復(fù)雜的口腔下頜運(yùn)動(dòng)軌跡和口腔環(huán)境。其結(jié)構(gòu)包括試驗(yàn)機(jī)體、多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)缸、唾液回收器和唾液噴頭、力傳感器與加速度傳感器、義齒夾具、顯示與控制單元。其方法為輸入下頜運(yùn)動(dòng)軌跡函數(shù)，控制系統(tǒng)針對(duì)此運(yùn)動(dòng)軌跡反解出六個(gè)舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度隨時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)函數(shù)，并控制多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)兩個(gè)試樣之間進(jìn)行模擬咀嚼的摩擦運(yùn)動(dòng)，并通過傳感器采集加速度、力信號(hào)及數(shù)據(jù)處理輸出摩擦系數(shù)、滑動(dòng)速度等數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種在模擬真實(shí)口腔運(yùn)動(dòng)情況下進(jìn)行義齒與天然牙、義齒與義齒之間的摩擦磨損測試的裝置及測試方法，特別是一種空間六自由度口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)模擬摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，不管從耐磨性還是美觀方面對(duì)義齒的要求越來越來高。如果修復(fù)材料與天然牙釉質(zhì)磨損性能相差較大，比如磨損性強(qiáng)于天然牙釉質(zhì)，會(huì)造成天然牙釉質(zhì)過度損耗，天然牙嚴(yán)重磨損會(huì)對(duì)牙體硬組織、牙周組織、口頜系統(tǒng)肌肉組織以及顳頜關(guān)節(jié)造成損傷，在臨床上會(huì)表現(xiàn)為牙本質(zhì)過敏、牙髓炎、牙周炎癥、食物嵌塞，甚至顳頜關(guān)系紊亂綜合征；若磨損性低于天然牙釉質(zhì)，又會(huì)使修復(fù)體在短期內(nèi)磨損過多，失去咬合功能。理想的修復(fù)材料應(yīng)具有與天然牙相近的磨損性。因此國內(nèi)外學(xué)者就復(fù)雜口腔環(huán)境下義齒的磨損展開了深入研究。

目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)義齒的耐磨性的研究主要基于體內(nèi)評(píng)估和體外模擬磨損試驗(yàn)。前者通過患者口腔觀察和臨床經(jīng)驗(yàn)，或者間接測量和分析義齒的磨損性能。但其本身具有嚴(yán)重的局限性，比如周期長、試驗(yàn)的控制性差、試驗(yàn)中不可控因素很多，且缺乏重復(fù)試驗(yàn)的可能。因此需要一種摩擦試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)臨床上常用的幾種材料，尋找摩擦性能最接近天然牙釉質(zhì)的修復(fù)材料，為其臨床提供相關(guān)理論依據(jù)。

國外已有眾多專家和技術(shù)人員進(jìn)行體外下頜運(yùn)動(dòng)模擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)。國外研究的Hanau頜架能完全模擬下頜運(yùn)動(dòng)，而模擬下頜運(yùn)動(dòng)軌跡比較接近實(shí)際下頜骨的運(yùn)動(dòng)軌跡。Hanau頜架通過上部的環(huán)形圈和緊固件螺釘固定上頜骨和下頜骨模型，以側(cè)柱來調(diào)節(jié)側(cè)方髁倒斜度，以切到盤、切導(dǎo)凹和切導(dǎo)針來調(diào)節(jié)切導(dǎo)斜度，以此實(shí)現(xiàn)模擬人體口腔下頜的運(yùn)動(dòng)。但Hanau頜架主要用于人體口腔生理學(xué)的研究，在臨床上，大多數(shù)根據(jù)臨床實(shí)踐來做定性分析，如記錄下頜運(yùn)動(dòng)的軌跡用來分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。但是很少有用來進(jìn)行義齒和天然牙、義齒與義齒之間的摩擦磨損、疲勞測試和壽命預(yù)測，本產(chǎn)品主要針對(duì)在真實(shí)模擬口腔下頜運(yùn)動(dòng)的情況下進(jìn)行摩擦磨損的測試。

國內(nèi)現(xiàn)有的義齒摩擦試驗(yàn)機(jī)主要是摩擦試驗(yàn)機(jī)改造而成的，其運(yùn)動(dòng)形式主要為直線往復(fù)式、針-盤式、球-盤式、銷盤式，雖然能簡單的模擬口內(nèi)的唾液濕潤和溫度環(huán)境，但是不能真實(shí)的模擬口腔的下頜運(yùn)動(dòng)和口腔復(fù)雜的環(huán)境。鄭侃等設(shè)計(jì)的口腔環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)發(fā)明專利號(hào)：201210306950.8由口頜兩自由度運(yùn)動(dòng)單元、口內(nèi)液體噴射單元、口內(nèi)溫度調(diào)節(jié)單元和控制單元組成，采用偏心輪和減速器實(shí)現(xiàn)口頜兩自由度運(yùn)動(dòng)，且能模擬口腔的溫度和唾液濕潤，但其運(yùn)動(dòng)較為單一，自動(dòng)化程度很低，更不能很好的模擬人體口腔下頜的運(yùn)動(dòng)。宋曉菲等設(shè)計(jì)的三維口腔修復(fù)體體外磨削修復(fù)模擬試驗(yàn)機(jī)發(fā)明專利號(hào)：20061001368.1可以實(shí)現(xiàn)X方向、Y方向、Z方向的移動(dòng)，此發(fā)明雖然有三個(gè)自由度但是不能很好的模擬人體口腔下頜的運(yùn)動(dòng)，且沒有考慮人體口腔真實(shí)的復(fù)雜環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可應(yīng)用在模擬真實(shí)口腔下頜運(yùn)動(dòng)的情況下進(jìn)行義齒和天然牙、義齒與義齒之間的摩擦磨損、疲勞測試和壽命預(yù)測試驗(yàn)的并聯(lián)式義齒摩擦試驗(yàn)機(jī)。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：并聯(lián)式義齒摩擦試驗(yàn)機(jī)，由試驗(yàn)機(jī)體、多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)缸、唾液回收器和唾液噴頭、力傳感器與加速度傳感器、義齒夾具、顯示與控制單元構(gòu)成。

依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種并聯(lián)義齒摩擦試驗(yàn)機(jī)，包括：

試驗(yàn)機(jī)體，為立式結(jié)構(gòu)；

多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，安裝在機(jī)體上；

電動(dòng)缸，安裝在機(jī)體上部；