[發(fā)明專利]一種多自由度仿真咀嚼機器人及控制方法

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• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113359509A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧揚建
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蘇穗綠夢生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G01M13/00;G01N3/38;G01N19/00
• 代理公司: 佛山粵進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44463
• 代理人: 耿鵬

本發(fā)明公開了一種多自由度仿真咀嚼機器人，包括上頜仿真組件、下頜仿真組件、牙模固定組件以及固定架，上頜仿真組件包括上頜平臺以及帶動上頜平臺運動的復(fù)數(shù)個連桿機構(gòu)，連桿機構(gòu)包括梯形螺紋絲杠，梯形螺紋絲杠一端配合連接有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器另一端配合連接有驅(qū)動電機，驅(qū)動電機通過固定塊與復(fù)數(shù)條導(dǎo)桿固定，導(dǎo)桿與梯形螺紋絲杠平行設(shè)置，連桿機構(gòu)還包括滑塊，滑塊設(shè)置有一螺紋孔以及復(fù)數(shù)個導(dǎo)向孔，螺紋孔用于連接所述梯形螺紋絲杠，導(dǎo)向孔與導(dǎo)桿對應(yīng)配合連接，螺紋絲杠另一端與軸承配合連接，軸承通過軸承座固定，利用下頜仿真組件與上頜仿真組件配合工作，實現(xiàn)了咀嚼機器人咀嚼軌跡的仿真性，用于口腔疾病患者康復(fù)治療以及口腔假體性能檢測。

應(yīng)用領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種多自由度仿真咀嚼機器人。

背景技術(shù)

牙齒是人體重要的咀嚼器官，牙齒摩擦副在中樞神經(jīng)的控制下，以咀嚼肌為動力，咬合接觸為約束，通過下頜關(guān)節(jié)左右聯(lián)動，實現(xiàn)循環(huán)咀嚼運動。從宏觀角度來看，咀嚼運動的復(fù)雜三維空間運動可以簡化成開閉運動、橫向運動以及縱向運動三種運動。在醫(yī)療領(lǐng)域中牙體缺損失一種口腔疾病中常見的病，牙體缺失對患者造成了咀嚼以及語言等功能障礙，嚴重的影響了患者生活與身心健康，因此必須要用義齒對患者進行口腔修復(fù)治療，義齒在臨床應(yīng)用中容易出現(xiàn)破損、折斷以及松動等失效形式，因此在出廠前必須對其性能進行檢驗。

仿生咀嚼機器人是一種根據(jù)人體口腔結(jié)構(gòu)和咀嚼運動軌跡設(shè)計，用于模仿人體咀嚼運動軌跡特征和口腔環(huán)境的機器人，應(yīng)用于食品檢測、義齒性能檢測以及口腔假體康復(fù)治療等方面。顯然，隨著口腔疾病患者的數(shù)量急劇增長，而我國正逐漸步入老齡化社會，口腔健康問題的重要性將不斷凸顯，目前我國市場上還沒有比較成熟的應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)以及食品檢測的仿生咀嚼裝置。因此研究口腔咀嚼運動機理，開發(fā)高仿真度與多自由度仿生咀嚼機器人用于研究口腔疾病的潛在危害，輔助口腔疾病患者康復(fù)治療和口腔假體修復(fù)，以提高人民的生活質(zhì)量成為了重中之重的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多自由度仿真咀嚼機器人。

為達到上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種多自由度仿真咀嚼機器人，包括上頜仿真組件、下頜仿真組件、牙模固定組件以及固定架；

所述上頜仿真組件包括上頜平臺以及帶動所述上頜平臺運動的復(fù)數(shù)個連桿機構(gòu)，所述連桿機構(gòu)包括梯形螺紋絲杠，所述梯形螺紋絲杠一端配合連接有聯(lián)軸器，所述聯(lián)軸器另一端配合連接有驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機通過固定塊與復(fù)數(shù)條導(dǎo)桿固定，所述導(dǎo)桿與所述梯形螺紋絲杠平行設(shè)置，所述連桿機構(gòu)還包括滑塊，所述滑塊設(shè)置有一螺紋孔以及復(fù)數(shù)個導(dǎo)向孔，所述螺紋孔用于連接所述梯形螺紋絲杠，所述導(dǎo)向孔與所述導(dǎo)桿對應(yīng)配合連接，所述螺紋絲杠另一端與軸承配合連接，所述軸承通過軸承座固定，所述軸承座還用于固定所述導(dǎo)桿；

所述滑塊上設(shè)置有連接塊，所述連接塊上設(shè)置有第一連接軸，所述第一連接軸端部設(shè)置有螺紋鎖緊機構(gòu)，所述第一連接軸用于與連桿配合連接，所述連桿端部設(shè)置有萬向機構(gòu)，所述萬向機構(gòu)包括萬向球，所述萬向球與套筒滾動配合，所述萬向球與所述第一連接軸轉(zhuǎn)動配合；

所述上頜仿真組件與所述下頜仿真組件上設(shè)置有若干傳感器，所述傳感器用于檢測咬合力度、咬合軌跡以及牙模溫度實時信息，所述傳感器實現(xiàn)信號連接。

進一步地，本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述上頜平臺設(shè)置有第二連接軸，所述第二連接軸端部設(shè)置有螺紋鎖緊機構(gòu)，所述第二連接軸用于與連桿另一端配合連接，所述連桿端部設(shè)置有萬向機構(gòu)，所述萬向機構(gòu)包括萬向球，所述萬向球與套筒滾動配合，所述萬向球與所述第二連接軸轉(zhuǎn)動配合。

進一步地，本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述下頜仿真組件包括下頜平臺以及帶動所述下頜平臺運動的復(fù)數(shù)個搖擺機構(gòu)，所述搖擺機構(gòu)實現(xiàn)相互配合以模擬人體下頜咀嚼動作，所述搖擺機構(gòu)一端呈圓形配合連接于所述下頜平臺上，另一端呈圓形配合連接于所述固定架底部。