[發明專利]一種仿生咀嚼裝置

在審

• 申請號: 202110305646.0
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113070886A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 毛倩;謝桂林;趙奇;郭一霏;范曉婭;趙正;王超
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;G01N19/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 楊華

本發明涉及一種仿生咀嚼裝置，包括底座，底座上端面固定連接有前支架和后支架，前支架位于后支架的前方，前支架內連接有義齒組合結構，底座上安裝有步進電機，步進電機通過咬合驅動裝置與義齒組合結構連接。通過咬合驅動裝置對下頜動平臺驅動進行咀嚼運動，并輔以彈簧來模擬咀嚼肌，同時彈簧還具有緩沖作用，使下頜能夠更精準的模擬人類咬合，從而提高對人類實際咀嚼過程的還原度的效果。

技術領域

本發明涉及一種仿生咀嚼裝置，屬于仿生咀嚼機器人技術領域。

背景技術

仿生咀嚼裝置即通過模擬人類口腔對食物進行咀嚼的裝置，在食品工業中常用其來進行食品質地評價。在食品質地評價等領域的相關實驗中，通過仿生咀嚼裝置模擬人類口腔的咀嚼過程，來完成對食品的咀嚼研究、質地評價等試驗。

人類下頜由咀嚼肌肉驅動，相對上頜骨在三維空間內做復雜的開閉運動，通過上下排牙齒進行咬合，完成咀嚼這一過程。

現有的仿生咀嚼裝置在進行咀嚼運動模擬時，通常只注重上下頜骨的閉合的咬合動作，模擬人類咀嚼的仿生性不足，忽視了咀嚼過程中咀嚼肌的作用，對于人類咀嚼動作的運動形式和生物力學特征的還原性不高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種對人類真實咀嚼過程和咀嚼肌運動高度還原的仿生咀嚼裝置。

為解決以上問題，本發明的具體技術方案如下：仿生咀嚼裝置，包括底座，底座上端面固定連接有前支架和后支架，前支架位于后支架的前方，前支架內連接有義齒組合結構，底座上安裝有步進電機，步進電機通過咬合驅動裝置與義齒組合結構連接。

所述的后支架上平行連接有上固定軸和下固定軸，前支架上連接有義齒組合結構，義齒組合結構后端與上固定軸和下固定軸連接。

所述的義齒組合結構包括上頜靜平臺和下頜動平臺，上頜靜平臺和下頜動平臺相對接觸面上均設有義齒，上頜靜平臺上端面連接有上彈簧，上彈簧與前支架頂部固定連接。

所述的上固定軸貫穿上頜靜平臺后側的左右端面并與后支架的相對兩側壁連接，下固定軸貫穿下頜動平臺后側的左右端面并與后支架的相對兩側壁連接，下頜動平臺底部固定連接有咬合驅動裝置，步進電機通過咬合驅動裝置帶動下頜動平臺上下活動，對應設置的義齒相互扣合，完成咀嚼動作。

所述的下頜動平臺左右兩側端面分別通過螺絲釘固定連接有第一拉伸彈簧和第二拉伸彈簧，第一拉伸彈簧和第二拉伸彈簧的另一端均與后支架連接。

所述的上頜靜平臺與義齒之間設有上緩沖片，下頜動平臺與義齒之間設有下緩沖片。

所述的前支架和后支架均為框體結構，前機架和后機架底部設有若干螺紋孔，與底座固定連接，底座上端面固定連接有連接板，連接板為直角型結構，步進電機與連接板固定連接，且位于底座上方固定。

所述的咬合驅動裝置包括連桿，下頜動平臺下端面一體連接有定位耳片，連桿一端與定位耳片固定連接，另一端與輸入軸連接，步進電機工作時，電機軸同步帶動輸入軸一端做旋轉運動，通過設置輸入軸帶動連桿斜向上運動連接下頜動平臺做上下平面的運動，下頜動平臺兩端分別連接第一拉伸彈簧和第二拉伸彈簧，完成咀嚼咬合動作，上下義齒之間相互摩擦，完成對樣品的咀嚼。

所述的連接板中間開孔，用于穿過步進電機與輸入軸，所述步進電機的電機軸沿豎直向右的方向延伸且同軸固定連接有輸入軸，所述的輸入軸與連桿一端連接配合，所述的連桿另一端與下頜動平臺固定連接。

本發明帶來的有益效果為：本發明的仿生咀嚼裝置具有通過咬合驅動裝置對下頜動平臺驅動進行咀嚼運動，并輔以彈簧來模擬咀嚼肌，同時彈簧還具有緩沖作用，使下頜能夠更精準的模擬人類咬合，從而提高對人類實際咀嚼過程的還原度的效果。

附圖說明

圖1為仿生咀嚼裝置結構示意圖。