[發明專利]一種球形正畸弓絲彎制機器人

有效

• 申請號: 201811163774.0
• 申請日: 2018-10-02
• 公開（公告）號: CN109201946B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 姜金剛;閔兆偉;黃致遠;張永德;錢偉;陳厚鋆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B21F1/00
• 分類號: B21F1/00;B21F23/00;B21F45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種球形正畸弓絲彎制機器人，涉及正畸弓絲彎制領域，它包括底座支架、送絲機構、角度調整機構、弓絲夾緊機構以及彎絲機械臂，底座支架主要是起支撐作用，送絲機構將弓絲連續的送入到角度調整機構，角度調整機構將送絲機構送來的弓絲進行位置和姿態的調整，從而避免在弓絲彎制中自身的干涉，弓絲夾緊機構將弓絲固定夾緊，彎絲機械臂是整個機器人的主體部分，彎絲機械臂采用球坐標系，運動靈活，避免干涉，本發明可以實現對于弓絲彎制的多功能曲的彎制，包括第一序列曲和第二序列曲，并且實現了在一根弓絲上彎制多個曲，實現了整根弓絲的彎制，采用球坐標系與并聯機構的組合，既保證了彎制的靈活性，也保證了機器人的剛度。

技術領域

本發明屬于口腔正畸治療設備領域，特別是涉及一種球形正畸弓絲彎制機器人。

背景技術

錯頜畸形是一種牙齒排列不齊、上下牙弓間的牙頜關系異常、頜骨大小形態位置異常等癥狀的口腔疾病，嚴重危害人類的身心健康。佩戴矯正弓絲是錯頜畸形最為常見和有效的治療方法。彎制成形的正畸弓絲通過對粘結在牙齒上的托槽施加正畸力，使牙齒移動達到矯正的作用，其中正畸弓絲精準的彎制成形是矯正治療的關鍵。正畸?？漆t師往往需要較長時間的弓絲彎制訓練，才能達到高標準正畸治療水平。因此，設計一種用于正畸弓絲彎制的機器人是很有必要的。對于正畸弓絲彎制機器人已有部分公開的專利，但目前設計的裝置仍然存在著尚未解決的問題。

例如，發明專利授權公告號為CN?103892929?B以及實用新型專利授權公告號為CN203898469U所述的口腔正畸弓絲彎制機器人均采用直角坐標式運動方式，主要是以直角坐標三個方向的移動為基礎，增加部分自由度補充完成相應的彎絲操作，進而完成整個正畸弓絲彎制機器人運動方案的設計，但在實際彎制過程中，由于已成形部分具有一定的空間結構，使得送絲旋轉過程中會占據較大的空間范圍，使得正畸弓絲彎制機器人容易發生干涉現象，阻礙彎制過程，另外，上述兩種直角坐標式正畸弓絲彎制機器人的所采用的彎曲模具無法夾緊正畸弓絲，因此，正畸弓絲彎制機器人在彎曲過程中，使得彎曲模具夾頭處與正畸弓絲之間存在彎制間隙，彎制間隙會導致正畸弓絲變形處出現滑移翹曲的現象，進而降低了正畸弓絲彎制機器人彎制正畸弓絲的質量，使得正畸弓絲彎制機器人無法彎制得到理想的正畸弓絲。由于直角坐標式正畸弓絲彎制機器人的結構限制，使得在彎制過程中容易干涉現象和滑移翹曲的現象，導致直角坐標式正畸弓絲彎制機器人只能彎制第一序列曲和個別第二序列曲，其無法滿足醫生和患者對所有第二序列曲的彎制要求。

同樣的，實用新型專利授權公告號為CN?204562423?U的直角坐標型正畸弓絲彎制機器人雖然能夠通過改變正畸弓絲彎制角度曲率半徑，實現對T形曲的彎制，但直角坐標式與繞彎彎制相結合的正畸弓絲彎制機器人仍然無法避免直角坐標式結構的局限性，使得正畸弓絲彎制機器人無法超越人手彎制，無法突破正畸弓絲彎制機器人的關鍵技術難題。

類似的專利還有授權公告號為CN?205324558?U的一種用于正畸弓絲彎制機器人的彎制裝置，該專利通過電機的正反轉實現了對正畸弓絲的夾緊和進給，但該彎制裝置結構復雜，且只能實現正畸弓絲的夾緊和松開，無法彎制復雜的序列曲，該專利相比上述兩種直角坐標式的正畸弓絲彎制機器人功能有限，應用范圍較小。

綜合分析已有的正畸弓絲彎制機器人僅能實現第一序列弓形的彎制和少數簡單第二序列曲的彎制，而牙科彎絲技師根據多年臨床經驗可以靈巧彎制諸如歐米茄曲、T型曲、淚滴曲、匣形曲等具有特殊形狀的弓絲用于臨床治療，另外，牙科彎絲技師可以根據不同患者的實際情況，彎制個性化的正畸弓絲，個性化的正畸弓絲需要包含一種或多種第二、第三序列的特殊功能曲，結構復雜程度不同、包含第二、第三序列曲的種類和數目多樣，而且在彎制個性化的正畸弓絲時，彎絲空間狹小，使得正畸弓絲機器人在彎制過程中容易產生干涉問題，因此，制約了正畸弓絲機器人技術的發展。另外，在實際弓絲彎制過程中，直角坐標式正畸弓絲彎制機器人的所采用的彎曲模具無法夾緊正畸弓絲使得彎制過程中，產生彎制間隙，導致了滑移翹曲現象的發生，此類彎制方式也導致已彎制的正畸弓絲處于懸臂梁狀態，影響了正畸弓絲彎制機器人的彎制精度，通過對比上述已有的直角坐標式的正畸弓絲機器人，設計了一種球形正畸弓絲彎制機器人。