专利名称：一种数控智能牙颌架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在口腔义齿修复中用于模拟口腔颌骨运动的设备。
背景技术：
在口腔修复、正畸和领面外科的治疗中，由于口腔修复体大多以间接工艺制作，牙 医为了能使在牙列石膏模型上恢复制成的修复体在戴入口腔后，能与机体达到形态和功能 的协调， 一般都需要一个机械装置，以将人体咀嚼器官的结构和功能在技工室中模拟出来， 这样一种机械结构就是目前广泛使用的牙颌架。 除了用于修复体的制作外，此外，牙颌架也是作各种咬合分析、正畸、正领外科治 疗的重要辅助工具。牙颌(occlution)也称咬合，是指上下牙之间的接触关系；咬合作为动 词是指上下牙之间的接触动作或者接触过程。颌架就是用来模拟这种上下牙之间接触关系 的机械装置，因此颌架从本质上讲是一个仿真装置。 但是以往确定牙颌架参数及转移颌位关系的方法存在不同程度的精确度低、操作 繁琐，并且现阶段哈式颌架价格的原因，使其难以普及到门诊。计算机技术，自动控制技术， 网络化等技术长足发展下，国内外学者们开始探索用计算机技术改造现有设备仪器以提高 精度，简化操作，而在口腔传统的领域未见相关报道，本品就是利用单片机精度控制的优 势，及其强大的数据处理能力把机械哈式牙颌架智能化，探索利用数字技术模拟实现人体 口腔系统的结构和功能，以期完全取代机械牙颌架，把它改造成颞下颌关节的数字化仪，促 进医学口腔修复以及相关领域的发展。
发明内容以往确定颌架参数及转移颌位关系的方法存在不同程度的精确度低、操作繁琐， 并且现阶段哈式颌架价格的原因，使其难以普及到门诊。本发明提出了一种智能牙颌架， 利用单片机控制步进电机改造哈式颌架，用步进电机控制髁导盘的角度及其它转动轴的角 度，改人工控制为数控，同时显示各个轴转动的角度数据。 根据本发明的目的，提供了一种牙颌架，包括上颌体、下颌体、切导针、切导盘、包 括第一髁导盘、第二髁导盘和髁槽的髁盒、髁球、第一侧柱和第二侧柱，其特征在于，进一步 包括第一步进电机，固定在所述第一侧柱上，所述第一侧柱在下颌体内可转动，所述第一 髁导盘固定在所述第一步进电机的轴上；第二步进电机，固定在所述第二侧柱上，所述第二 侧柱在下颌体内可转动，所述第二髁导盘固定在所述第二步进电机的轴上；第三步进电机， 所述切导盘固定在所述第三步进电机的轴上，通过所述第三步进电机固定在所述下颌体 上；第四步进电机，所述第四步进电机的轴连接所述第二侧柱，并带动所述第二侧柱转动； 第五步进电机，所述第五步进电机的轴连接所述第一侧柱，并带动所述第一侧柱转动；通过 所述第五步进电机固定在下颌体上；以及单片机，所述单片机发出脉冲来控制所述第一步 进电机带动所述第一髁导盘转动，控制所述第二步进电机带动所述第二髁导盘转动；控制 所述第三步进电机带动所述切导盘转动，控制所述第四步进电机带动所述第二侧柱转动，
3以及控制第五步进电机带动所述第一侧柱转动。 本发明与现有技术相比有更佳的技术效果，包括步进电机代替颌架的各个轴由 利用单片机高速数据处理能力来控制步进电机，实现了静止和下领运动状态下对关节及牙 列模拟、角度的计算；尝试建立具有智能牙颌架的雏形，。
下面描述本发明的附图。
图1是根据本发明的牙颌架的正视图。
图2是根据本发明的牙颌架的侧视图。
具体实施方式图1是根据本发明的牙颌架的正视图。根据图1可知，全可调牙颌架包括上颌 体9、下颌体8、切导针7、切导盘6、髁盒(包括髁导盘髁槽)，髁球等几部分。上下颌体用 于固定上下颌模型；切导针7与水平面垂直，可上下调节领间距；切导盘6用以调节切导斜 度，髁盒内侧是髁槽22内有髁球12和外侧髁导盘102，牙颌架的裸盒和人体颞下颌关节结 构类似，髁导盘102置于下颌体，髁球12连于上颌体9 一侧。通过调节髁导盘102，侧柱42 位于下颌体8内可转动。可使髁槽22处于不同角度，髁球12在不同的范围内转动，对侧同 理。即可模拟人体的颞下颌关节的运动机理。 下面参考图1和图2，描述颌架模拟口腔运动的步骤 (1)髁导盘102固定在步进电机32的轴52上，这个步进电机32的机体固定在侧 柱42上，侧柱42在下颌体8内可转动，步进电机34的轴54连接侧柱42，步进电机34可带 动侧柱42转动。 (2)利用单片机发出脉冲控制步进电机32带动髁导盘102转动使髁槽22处于不 同的角度，使髁球12在不同的范围内移动，当上颌体9与下颌体8之间的牙体石膏模型处 于吻合或者咬合状态时步进电机32停止转动，并锁定在此角度。单片机根据脉冲得出角度 数即髁导斜度。 (3)侧柱42的转角度=(髁导盘的转动角/8)+12，单片机根据髁导盘102的转动 角再套用公式，发出脉冲控制步进电机34转动，使侧柱42转动一定的角度就是侧方髁导斜 度。 (4)对侧的髁导盘101，侧柱41的转角度数按(2) (3)方法得到。 (5)切导盘6固定在步进电机的轴55上通过步进电机35体固位于下颌体8上，步 进电机35带动切导盘6转动，当切导针7与切导盘6接触时，步进电机35停转并锁定，此 时单片机根据脉冲得到的切导盘6度数是切导斜度。 (6)髁导斜度，侧方髁导斜度，和切导斜度可以在屏幕显示并保存。 利用ARCUSdigma下领运动轨迹记录仪获得了下领运动轨迹数据记录，并在其自 带的颌架上进行了精度校验。通过一系列实验，可以看到ARCuSdigma系统具有很高的精 度，用它测量的数据基本能满足临床需要。利用这些数据来驱动数字颌架的下领运动是有 较高可信度的。本部分是数字颌架下领运动模拟实现的基础。 步进电机的原理步进电机是一种将电脉冲信号转化为角度位置的机械装置，角度数值取决于脉冲的数量，步进电机与其配套的步进电机驱动器共同组成控制简单的开环 系统具有以下特点 1、位置控制可通过发出的脉冲数量得到需要输出的角度 2、正/反，急停及锁定功能 3、低转速及高精度位置功能 4、单片机是一种简单的计算机系统，通过软件的控制具有一定的智能，可以发出 脉冲并控制脉冲的数量。 智能颌架系统把计算机数控技术引入到牙医学领域。使原来各种在机械颌架上实 现起来烦琐的模拟功能在智能数控环境下简单直观的实现，并提供了许多在机械颌架上不 敢想象的功能。智能颌架系统的发展和完善是一个长久的过程，但是它所蕴涵的广阔应用 前景，相对于机械颌架无比的优越性必将使智能颌架获得广泛的应用，并对整个牙医领域 产生深刻的影响。
权利要求一种牙颌架，包括上颌体(9)、下颌体(8)、切导针(7)、切导盘(6)、包括第一髁导盘(101)、第二髁导盘(102)和髁槽(21)的髁盒、髁球(11)、第一侧柱(41)和第二侧柱(42)，其特征在于，进一步包括第一步进电机(31)，固定在所述第一侧柱(41)上，所述第一侧柱(41)在下颌体(8)内可转动，所述第一髁导盘(101)固定在所述第一步进电机(31)的轴(51)上；第二步进电机(32)，固定在所述第二侧柱(42)上，所述第二侧柱(42)在下颌体(8)内可转动，所述第二髁导盘(102)固定在所述第二步进电机(32)的轴(52)上；第三步进电机(35)，所述切导盘(6)固定在所述第三步进电机(35)的轴(55)上，通过所述第三步进电机(35)固定在所述下颌体(8)上；第四步进电机(34)，所述第四步进电机(34)的轴(54)连接所述第二侧柱(42)，并带动所述第二侧柱(42)转动；第五步进电机(33)，所述第五步进电机(33)的轴(53)连接所述第一侧柱(41)，并带动所述第一侧柱(41)转动，通过所述第五步进电机(33)固定在下颌体(8)上；以及单片机，所述单片机控制所述第一步进电机(31)带动所述第一髁导盘(101)转动，控制所述第二步进电机(32)带动所述第二髁导盘(102)转动，控制所述第三步进电机(33)带动所述切导盘(6)转动，控制所述第四步进电机(34)带动所述第二侧柱(42)转动，以及控制第五步进电机(33)带动所述第一侧柱(41)转动。
2. 根据权利要求1所述的牙颌架，其特征在于，还包括显示设备。
3. 根据权利要求2所述的牙颌架，其特征在于，可以在显示设备上显示髁导斜度，侧方 髁导斜度，和切导斜度的值。
4. 根据权利要求1所述的牙颌架，其特征在于，还包括存储设备。
5. 根据权利要求4所述的牙颌架，其特征在于，可以在存储设备上存储髁导斜度，侧方 髁导斜度，和切导斜度的值。
专利摘要本实用新型提供了一种牙颌架，包括第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机和第五步进电机；以及单片机，所述单片机控制所述第一步进电机带动所述第一髁导盘转动，控制所述第二步进电机带动所述第二髁导盘转动，控制所述第三步进电机带动所述切导盘转动，控制所述第四步进电机带动所述第二侧柱转动，以及控制第五步进电机带动所述第一侧柱转动。为了解决现有的牙颌架精确度低、操作繁琐的问题，本实用新型公开了一种数控智能牙颌架，其利用单片机高速数据处理能力来控制步进电机，实现了静止和下领运动状态下对关节及牙列模拟和角度的计算，尝试建立具有智能牙颌架的雏形。
文档编号A61C11/00GK201453393SQ200920015090
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者陈捷 申请人:陈捷