用于测试牙齿矫治器的疲劳试验的制造方法
【专利摘要】本申请提供了一种用于测试牙齿矫治器的疲劳试验机，其包括：上、下颌安装系统，用于固定上、下颌模型；摆动系统，其用于驱动上、下颌模型作相对开合运动；扭转系统，其用于驱动上、下颌模型作相对平移运动；以及控制系统，用于控制所述摆动系统及所述扭转系统的运动模式。通过本申请所述的疲劳试验机，能够对患者的真实口腔生理环境进行模拟，从而对牙齿矫治器的产品性能指标、尤其是材料性能指标进行测试。
【专利说明】用于测试牙齿矫治器的疲劳试验机
【技术领域】
[0001]本申请总体上涉及对人体口腔生理环境的机械模拟，具体来说，涉及一种用于测试牙齿矫治器的疲劳试验机，其尤其适用于对牙齿矫治器的产品性能指标进行测试。
【背景技术】
[0002]为了对患者的牙齿进行医学矫正和治疗，目前已开发出多种牙齿矫治器械。尤其是无托槽的隐形牙齿矫治器，由于其佩戴方便和美观的特点，在高端牙齿矫治领域得到越来越普遍的应用。然而，目前还没有一种标准化的试验手段，能够对牙齿矫治器的产品性能指标、尤其是诸如产品断裂/磨损时间等材料性能指标进行测试。
[0003]因此，希望有一种能够对患者的真实口腔生理环境进行模拟，从而对牙齿矫治器的产品性能指标、尤其是材料性能指标进行预先测试的手段，以便为牙齿矫治器原材料的选取提供参考和指导。从该测试手段出发，有助于建立牙齿矫治器的产品性能标准，从而对市场上不同厂家提供的各种牙齿矫治器的质量进行规范。
【发明内容】
[0004]从上述需求出发，本申请的目的在于提供一种在模拟的口腔生理环境下对牙齿矫治器的产品性能指标进行测试的装置，其能够不断重复地模拟人体口腔的生理运动，对牙齿矫治器进行持续测试。通过使牙齿矫治器产品在模拟口腔生理环境下的反复接触、摩擦，可以获取牙齿矫治器产品发生断裂或磨损的情况，从而对产品的材料性能、使用寿命等指标进行全面的评估。
[0005]为解决上述技术问题，根据本申请的一个方面，提供了一种牙齿矫治器的疲劳试验机，其包括:
[0006]上、下颌安装系统，用于固定上、下颌模型；
[0007]摆动系统，其用于驱动上、下颌模型作相对开合运动；
[0008]扭转系统，其用于驱动上、下颌模型作相对平移运动；以及
[0009]控制系统，用于控制所述摆动系统及所述扭转系统的运动模式。
[0010]根据本申请的一个可选实施方式，所述上、下颌安装系统由上颌安装部件和下颌安装部件两部分构成，分开的上、下颌模型分别被固定在其上。例如，在进行测试时，待测的牙齿矫治器、如无托槽隐形牙套可被佩戴到上、下颌模型上。
[0011]根据本申请的一个可选实施方式，所述摆动系统可耦连到所述上颌安装部件，所述扭转系统可耦连到所述下颌安装部件。
[0012]按照一种特定的实施方式，所述上颌安装部件以枢轴转动方式连接到所述摆动系统，使得在所述摆动系统驱动下，所述上颌安装部件能够围绕所述摆动系统的传动轴相对于下颌安装部件上下摆动。
[0013]根据本申请的另一特定的实施方式，所述扭转系统通过一水平转动臂和一垂直轴连接到所述下颌安装部件，使得在所述扭转系统驱动下，并经由所述水平转动臂和垂直轴的传动，所述下颌安装部件能够相对于上颌安装部件左右平移。
[0014]在本申请中，所述摆动系统和扭转系统与所述上、下颌安装部件之间的耦连关系是可以互换的。例如，也可以使所述摆动系统耦连到所述下颌安装部件，所述扭转系统耦连到所述上颌安装部件。
[0015]根据本申请，也可以使所述上、下颌安装部件中的一个被固定设置、而另一个同时承担摆动和平移这两种运动方式。例如，可以使所述摆动系统和所述扭转系统均耦连到所述上颌安装部件，所述下颌安装部件被固定设置。或者，也可以使所述摆动系统和所述扭转系统均耦连到所述下颌安装部件，所述上颌安装部件被固定设置。
[0016]实际上，使上颌安装部件被固定设置、使下颌安装部件同时承担摆动和平移这两种运动方式的配置更接近实际的生理环境，但这种构造相对复杂一些。
[0017]可选的是，本申请所述的疲劳试验机还包括一人工唾液槽。在测试时，可以将所述上、下颌模型浸入到该人工唾液槽中，从而更真实地模拟湿润的人体口腔环境。
[0018]根据本申请的一个可选实施方式，所述摆动系统和扭转系统分别通过摆动系统支架和扭转系统支架固定到一安装底板上。可选地，所述人工唾液槽也可以被固定在该安装底板上。
[0019]本申请所述的疲劳试验机中的控制系统可采用专用或通用的计算机或者控制器，其以模拟人体口腔生理运动的方式来控制所述摆动系统和所述扭转系统的运动模式，并可以将测试结果存储、输出和/或显示。
[0020]根据本申请的一个可选实施方式，所述摆动系统和扭转系统的运动频率和/或运动速度是可变的，如此可模拟不同的咬合、研磨的频率和速度，即力度。
[0021]根据本申请的一个可选实施方式，所述的牙齿矫治器的疲劳试验机还包括一监测装置，用于监测佩戴在上、下颌模型上的牙齿矫治器是否断裂。
[0022]通过本申请所述的牙齿矫治器的疲劳试验机，可以接近真实地模拟人体口腔上、下颌的相对开合及相对平移运动，甚至可以提供人工唾液模拟环境，从而对佩戴在牙齿模型上的牙齿矫治器进行反复的接触和摩擦。通过记录下牙齿矫治器发生断裂或磨损的时间，能够对产品的材料性能指标进行评估。由此可以进一步设定产品材料所允许的抗断裂/抗磨损参数范围，为产品性能的标准化和材料选取提供规范指引。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本申请的上述及其他特征将通过下面结合附图及其详细描述作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别说明，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。
[0024]图1示出了根据本申请的一个实施例，用于牙齿矫治器的疲劳试验机的整体示意图；
[0025]图2A和2B示出了本申请的一个实施例，通过摆动系统驱动上、下颌模型作相对开合运动的示意图；以及
[0026]图3A、3B和3C示出了本申请的一个实施例，通过扭转系统驱动上、下颌模型作相对平移运动的示意图。【具体实施方式】
[0027]图1示出了根据本申请的一个实施例、用于测试牙齿矫治器的疲劳试验机I的整体示意图。如图1所示，上、下颌模型210、220被分别固定在上、下颌安装部件21、22上，所述上、下颌安装部件21、22在本实施例中均为固定底板，其中上颌安装部件21以可枢轴转动的方式与摆动系统11相连接，使得摆动系统11可驱动上颌安装部件21上下转动；扭转系统12经由水平臂121和垂直轴122与下颌安装部件22相连接，以驱动下颌安装部件22相对于上颌安装部件21作水平方向上的左右平移。图中所示的摆动系统11和扭转系统12分别通过摆动系统支架110和扭转系统支架120固定到一安装底板14上。这里的摆动系统11和扭转系统12例如可通过受控电机来实现。在该安装底板14上还设置有一人工唾液槽15，上、下颌模型210、220可浸入到该人工唾液槽15内。另外，控制系统13例如通过有线或无线的耦连方式连接到摆动系统11和扭转系统12，以控制其运动模式。
[0028]本申请中的控制系统13可以是专用或通用的计算机，也可以是具有数据处理和控制能力的控制器。例如，所述计算机或控制器可具有集成的处理器、存储器和/或显示设备。其能够以模拟人体口腔生理运动的方式来控制摆动系统11和扭转系统12的运动模式，如控制运动的频率和/或速度，并且可以将测试结果存储、输出和/或显示，例如可以通过所连接的打印机将测试结果直接打印出来，也可以通过电子数据的形式输出到可移动存储器上，或者也可以仅用数字显示一些时间或次数。
[0029]图1所示的疲劳试验机I还包括一监测装置16，用于监测佩戴在上、下颌模型上的牙齿矫治器是否断裂。该监测装置16在本实施例中例如可通过摄像头来实现。在控制系统13内例如可包含记录运动次数及对应运动次数时间的计数装置，通过对应于摄像记录中出现断裂的时间可以准确判断出牙齿矫治器出现断裂的时间点及出现断裂接触的运动次数，从而得到相应参数。
[0030]图2A、2B示出了通过摆动系统11驱动上颌模型210作开合运动的示意图。例如，在图2A中示出了摆动系统11启动前的初始位置。下颌模型220被安装在下颌安装部件22上，下颌安装部件22通过垂直轴122和水平臂121来支撑，在垂直方向上不会发生运动。上颌安装部件21与摆动系统11形成可枢轴转动的连接。在图2A所示的初始位置，上颌安装部件21向上方张开一定角度，以模拟人体口腔的开口状态。
[0031]如图2A所示，当摆动系统11启动后，该摆动系统11驱动上颌安装部件21围绕其与传动轴向下摆动，使得上颌模型210与下颌模型220相接触，从而使佩戴在上、下颌模型210,220上的待测牙齿矫治器发生接触。上述过程重复进行，可以模拟人体上、下颌的反复咬合动作。通过所述控制系统13(图中未示出)，可以控制上、下颌咬合的频率和速度即力度。
[0032]图3A、3B和3C示出了通过扭转系统12驱动下颌模型220相对于上颌模型210作左右平移的示意图。如图3A所示，在扭转系统12启动前的初始位置，上、下颌模型210、220彼此对齐，未发生相对平移。在图3B中，当扭转系统12启动后，扭转系统12通过水平臂121和垂直轴122驱动下颌安装部件22向左平移(在图3B中表示为向上的方向)，从而使固定在下颌安装部件22上的下颌模型220相对于上颌模型210发生侧向移动。类似地，如图3C所示，扭转系统12驱动下颌安装部件22向右平移(在图3C中表示为向下的方向)。上述过程重复进行，即可以模拟上、下颌间的横向研磨运动。通过所述控制系统13 (图中未示出)，可以控制上、下颌间横向研磨的频率和速度即力度。
[0033]通过所述控制系统13的控制，上述图2A-2B中的开合运动及图3A-3C中的平移运动也可以同时结合进行，以模拟人体口腔真实的复杂生理运动模式，从而考察待测牙齿矫治器在人体口腔内的抗应力能力和/或磨损情况。
[0034]本领域技术人员可以理解，摆动系统11和扭转系统12与上、下颌安装部件之间的耦连关系并不限于上面借助附图所示的具体实施例，而是可以作出各种替代和变体。例如，可以使摆动系统与下颌安装部件相耦连，并使扭转系统与上颌安装部件相耦连。作为替代，也可以使摆动系统和扭转系统均与上颌安装部件相耦连，而下颌安装部件被单独地固定设置。当然，也可以使摆动系统和扭转系统均与下颌安装部件相耦连，而上颌安装部件被单独地固定设置。因而，上、下颌安装部件与摆动系统、扭转系统之间的耦连关系可以互换，甚至使上、下颌安装部件中的一个固定、而另一个同时承担摆动和平移两种运动方式。尤其是上颌安装部件被固定设置、而下颌安装部件同时承担摆动和平移两种运动方式的配置更接近人体的实际生理环境，但这种构造的实现相对复杂一些。本领域技术人员在阅读了本说明书之后，可以很容易地实现各种改变和替代方案，而不会背离本申请的保护范围和主旨。
[0035]尽管在此公开了本申请的各个方面和实施例，但其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。
[0036]附图标记列表:
[0037]牙齿矫治器的疲劳试验机I
[0038]摆动系统11
[0039]扭转系统12
[0040]控制系统13
[0041]安装底板14
[0042]人工唾液槽15
[0043]监测装置16
[0044]上颌安装部件21
[0045]下颌安装部件22
[0046]摆动系统支架110
[0047]扭转系统支架120
[0048]水平臂121
[0049]垂直轴122
[0050]上颌模型210
[0051] 下颌模型220。
【权利要求】
1.一种用于测试牙齿矫治器的疲劳试验机，其包括: 上、下颌安装系统，用于固定上、下颌模型； 摆动系统，其用于驱动所述上、下颌模型作相对开合运动； 扭转系统，其用于驱动所述上、下颌模型作相对平移运动；以及 控制系统，用于控制所述摆动系统及所述扭转系统的运动模式。
2.如权利要求1所述的疲劳试验机，其特征在于，所述上、下颌安装系统由上颌安装部件和下颌安装部件两部分构成，分开的上、下颌模型分别被固定在其上。
3.如权利要求2所述的疲劳试验机，其特征在于，所述摆动系统耦连到所述上颌安装部件，所述扭转系统耦连到所述下颌安装部件。
4.如权利要求3所述的疲劳试验机，其特征在于，所述上颌安装部件以枢轴转动方式连接到所述摆动系统，使得在所述摆动系统驱动下，所述上颌安装部件能够围绕所述摆动系统的传动轴相对于下颌安装部件上下摆动。
5.如权利要求3所述的疲劳试验机，其特征在于，所述扭转系统通过一水平转动臂和一垂直轴连接到所述下颌安装部件，使得在所述扭转系统驱动下，并经由所述水平转动臂和垂直轴的传动，所述下颌安装部件能够相对于上颌安装部件左右平移。
6.如权利要求2所述的疲劳试验机，其特征在于，所述摆动系统耦连到所述下颌安装部件，所述扭转系统耦连到所述上颌安装部件。
7.如权利要求2所述的疲劳试验机，其特征在于，所述摆动系统和所述扭转系统均耦连到所述上颌安装部件，所述下颌安装部件被固定设置。
8.如权利要求2所述的疲劳试验机，其特征在于，所述摆动系统和所述扭转系统均耦连到所述下颌安装部件，所述上颌安装部件被固定设置。
9.如权利要求1所述的疲劳试验机，其特征在于，所述摆动系统支架和所述扭转系统支架分别通过摆动系统支架和扭转系统支架被固定在一安装底板上。
10.如权利要求1所述的疲劳试验机，其还包括一人工唾液槽，所述人工唾液槽被固定在一安装底板上，在使用时所述上、下颌模型被浸入到该人工唾液槽中。
11.如权利要求1所述的疲劳试验机，其特征在于，所述控制系统是专用或通用的计算机或者控制器，其以模拟人体口腔生理运动的方式来控制所述摆动系统和所述扭转系统的运动模式。
12.如权利要求11所述的疲劳试验机，其特征在于，所述控制系统能够将测试结果存储、输出和/或显示。
13.如权利要求11所述的疲劳试验机，其特征在于，所述摆动系统和所述扭转系统的运动频率和/或运动速度是可变的。
14.如权利要求1所述的疲劳试验机，其特征在于，所述疲劳试验机还包括一监测装置，用于监测佩戴在上、下颌模型上的牙齿矫治器是否断裂。
【文档编号】G01N3/00GK103913368SQ201310002856
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月6日 优先权日:2013年1月6日
【发明者】张天举 申请人:无锡时代天使医疗器械科技有限公司