无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱的制作方法

本发明涉及口腔医疗设备技术领域，具体涉及一种用于测试无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度的试验箱。

背景技术：

无托槽隐形正畸矫治器(以下简称“矫治器”)采用树脂膜片制作，是一种曲面复杂的薄壳体，其受力情况复杂，不易模拟计算。但是矫治器需要在规定的时间段内保持韧性和结构完整以达到矫治效果，因此需要验证矫治器所用膜片是否能够达到疲劳度要求。

申请号为201310002856.8的中国专利公开了一种用于测试牙齿矫治器的疲劳试验机，通过模拟上、下颌的相对平移运动，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，来考察矫治器的磨损情况。这类抗疲劳试验机只能测试矫治器耐磨性能。但是这类无托槽有隐形正畸矫治器不同于传统的矫治器，佩戴这类矫治器需要保持良好的口腔卫生习惯，在进食、刷牙、使用牙线等前必须摘除，在饮用碳酸饮料前也需要摘除，否则矫治器的透明度、美观度会降低，而且易导致牙齿龋坏，口腔异味，牙龈发炎等问题。通常平均每天需要摘戴矫治器数十次，频繁的摘戴也会导致矫治器发生变形，因此需要在试验过程加以体现。显然，现有的抗疲劳试验机不具有这样的功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的抗疲劳试验机无法测试无托槽隐形正畸矫治器膜片能够经受的摘戴次数的上述缺陷，提供一种无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱，矫治器在运动期间完全浸在仿真唾液中，在口腔温度下进行试验，并且具有极限模式和胜任模式供选择。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱，包括箱体，箱体内设有唾液箱，唾液箱内设有上颌仿真部件和下颌仿真部件，上、下颌仿真部件上均设有仿真牙列，上颌仿真部件的下方设置上颌摘戴仿真部件，下颌仿真部件的上方设置上颌摘戴仿真部件，所述上、下颌摘戴仿真部件均包括基体，基体与仿真牙列对应的位置设有弹性钩，上下往复机构驱动上颌仿真部件与上颌摘戴仿真部件之间相对开合，下颌仿真部件与下颌摘戴之间相对开合。

根据权利要求1所述的无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱，其特征在于，所述上、下颌仿真部件固定设置在唾液箱内，上下往复机构驱动上颌摘戴仿真部件和下颌摘戴仿真部件上、下运动。

上述技术方案，进一步地，所述上颌摘戴仿真部件与下颌摘戴仿真部件为一个整体，弹性钩设置在基体的上、下两面。

上述技术方案，进一步地，所述上、下颌摘戴仿真部件固定设置在唾液箱内，上下往复机构驱动上、下颌仿真部件上、下运动。

上述技术方案，进一步地，还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括A/D转换器、温度传感器和加热装置。

根上述技术方案，进一步地，还包括仿真唾液补充机构，所述仿真唾液补充机构包括补液箱、压液配重、滑轮和补液马达，补液箱底部与唾液箱连通。

上述技术方案，进一步地，所述弹性钩为橡胶钩。

上述技术方案，进一步地，还包括监测装置。

本发明公开的无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱，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；模式选择灵活，操作简单。

附图说明

图1是实施例1试验箱的结构示意图；

图2是实施例1上颌仿真部件31的结构示意图；

图3是实施例1下颌仿真部件32的结构示意图；

图4是实施例1是摆动系统驱动上颌仿真部件初始位置示意图；

图5是实施例1是摆动系统驱动上颌仿真部件咬合示意图；

图6是实施例2下颌摘戴仿真部件结构示意图；

图7是实施例2下颌摘戴仿真部件弹性钩结构示意图；

图8是实施例2摆动系统驱动下颌摘戴仿真部件运动示意图；

图9是实施例3一体式摘戴仿真部件结构示意图；

图10是实施例3摆动系统驱动一体式摘戴仿真部件摘戴示意图；

图11是实施例4仿真唾液补充机构示意图；

图12是实施例1的控制框图。

上述各图中：1、箱体；2、唾液箱；21、仿真唾液；3、上颌仿真部件；32、下颌仿真部件；4、加热装置；5、温度控制装置；6、步进电机；7、摆动系统；8、工作台；92、下颌摘戴仿真部件；921、摘戴基体；922、弹性钩；10、一体式摘戴仿真部件；121、补液箱；122、压液配重；123、滑轮；124补液马达。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。

实施例1

本实施例提供了一种无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱，包括箱体1，由工程塑料内衬保温材料制作，顶部留有可封闭的通道，用于固定内部设备。

箱体1外设有控制面板(图中未画出)，控制面板上设有咬合启动/停止按键和次数输入按键；箱体1内设有唾液箱2，唾液箱2内注有仿真唾液21，上颌仿真部件31和下颌仿真部件32浸没在仿真唾液21中。

仿真唾液21通过温度控制装置5保持温度接近人体口腔内唾液的温度。如图12所示，温度控制装置5包括A/D转换器、温度传感器和加热装置4。温度传感器采集唾液箱中唾液的温度，A/D转换器将温度传感器采集到的数据传递给控制系统，控制系统对设定的温度与实测温度进行比较，如果实测值小于设定值，则控制系统通过光电耦合器向继电器发送电平信号，使得加热装置4开始加热。当实测温度等于或者大于设定值，加热装置4停止加热。

图2和图3分别为上颌仿真部件31和下颌仿真部件32的结构示意图。上颌仿真部件31包括仿上颌形状的基座311，基座上固定设置齿列312。下颌仿真部件包括仿下颌形状的基座321，基座上固定设置齿列322。

上、下颌仿真部件31、32被分别固定在设置在唾液箱1中，其中上颌仿真部件31以可枢轴转动的方式与摆动系统7相连接，使得摆动系统7可驱动上颌仿真部件31上、下转。

如图4所示，摆动系统7驱动上颌仿真部件31作开合运动的示意图。例如，在图4中示出了摆动系统7启动前的初始位置。下颌仿真部件32通过下方的工作台8和水平臂来支撑，在垂直方向上不会发生运动。上颌仿真部件31与摆动系统7形成可枢轴转动的连接。在图4所示的初始位置，上颌仿真部件31向上方张开一定角度，以模拟人体口腔的开口状态。

在试验箱1的控制面板上设置预置动作次数，按下咬合按键，控制系统向步进电机发送启动命令，通过伺服驱动器使步进电机6开始工作，步进电机6启动后，如图5所示，摆动系统开始运行，该摆动系统驱动上颌仿真部件围绕其与传动轴向下摆动，使得上颌仿真部件31与下颌仿真部件32相接触，从而使佩戴在上、下颌仿真部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，可以控制上、下颌咬合的频率和速度即力度。

本领域技术人员可以理解，摆动系统与上、下颌仿真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仿真部件相耦连。

本申请中的控制系统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。

实施例2

本实施例提供了一种无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱，包括箱体1，由工程塑料内衬保温材料制作，顶部留有可封闭的通道，用于固定内部设备。

箱体外设有控制面板，控制面板上设有咬合启动/停止按键和次数输入按键；箱体内设有唾液箱，唾液箱内注有仿真唾液，下颌摘戴仿真部件92和下颌仿真部件32浸没在仿真唾液中。

下颌仿真部件32的结构参考图3。下颌摘戴仿真部件92的结构如图6所示，包括摘戴基体921，摘戴基体921上与上、下颌仿真部件上的齿列对应的位置平行设有两排弹性钩922，具体结构如图7所示，弹性钩922的自由端具有一定的弹性形变能力，平行设置的两排弹性之间的距离允许颌或下颌仿真部件进出。

下颌仿真部件32被固定在设置在唾液箱1中，下颌摘戴仿真部件92以可枢轴转动的方式与摆动系统7相连接，使得摆动系统7可驱动下颌摘戴仿真部件92上、下转。

在试验箱控制面板上设置预置动作次数，按下咬合按键，控制系统向步进电机发送启动命令，通过伺服驱动器使步进电机开始工作，步进电机启动后，如图8所示，摆动系统开始运行，该摆动系统驱动下颌摘戴仿真部件92围绕其与传动轴上、下摆动。当下颌摘戴仿真部件92向上运动，弹性钩将矫治器摘下，向下运动，将矫治器压入下颌仿真部件32的齿列上。通过所述控制系统，可以控制摘戴的频率。弹性钩的结构使矫治器在摘到过程中准备到位，其受力方式接近实际摘戴过程中的受力方式。

本领域技术人员可以理解，本实施例经过简单变形可将上颌仿真部件固定，将上颌摘戴仿真部件进行上、下摆动，当下颌摘戴仿真部件向上运动，弹性钩将矫治器摘下，向下运动，将矫治器压入下颌仿真部件的齿列上。

实施例3

一种无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱，包括箱体，箱体外设有控制面板，控制面板上设有咬合启动/停止按键和次数输入按键；箱体内设有唾液箱，唾液箱内注有仿真唾液，一体式摘戴仿真部件92、上颌仿真部件31和下颌仿真部件32均浸没在仿真唾液中。

上、下颌仿真部件31、32的结构参考图2和图3。一体式摘戴仿真部件10的结构如图9所示，包括摘戴基体921，摘戴基体921的上、下两面分别设有与上、下颌仿真部件上的齿列对应的弹性钩922，弹性钩的具体结构参考图6和图7所示。

下颌仿真部件32被固定在设置在唾液箱1中，一体式摘戴仿真部件10设置在上、下颌仿真部件31、32之间，以可枢轴转动的方式与摆动系统7相连接，使得摆动系统7可驱动一体式摘戴仿真部件10上、下转。

在试验箱控制面板上设置预置动作次数，按下咬合按键，控制系统向步进电机发送启动命令，通过伺服驱动器使步进电机开始工作，步进电机启动后，如图10所示，摆动系统开始运行，该摆动系统驱动一体式摘戴仿真部件10围绕其与传动轴上、下摆动。在上下往复机构的驱动下上、下运动，同时实现上下两个矫治器的摘戴，工作效率大大提高。当一体式摘戴仿真部件10向下运动时，基体上方的弹性钩将上颌仿真部件上的矫治器摘下，同时基体将矫治器推入下颌仿真机构；当一体式摘戴仿真部件10向下运动时，基体下方的弹性钩将下颌仿真部件上的矫治器摘下，同时基体将矫治器推入上颌仿真机构。

实施例4

在上述任意一个实施例的基础上，增加仿真唾液补充机构。如图11所示，仿真唾液补充机构包括补液箱121、压液配重122、滑轮123和补液马达124，补液箱121底部与唾液箱2连通，补液马达124通过滑轮123实现压液配重122的下移，从而将补液箱121内的液体压入唾液箱2中。

疲劳度试验箱还包括一监测装置，用于监测佩戴在上、下颌仿真部件上的牙齿矫治器是否断裂。该监测装置在本实施例中例如可通过摄像头来实现。

本发明的无托槽隐形正畸矫治器膜片疲劳度试验箱具有极限模式和胜任模式。

(1)极限模式

测定最大咬合次数：在试验箱控制面板上设置预置动作次数，咬合仿真运动机构开始动作，记录动作次数，到执行完毕后，若矫治器仍完整，再次设置预置动作次数，继续动作，一直到矫治器破裂。记录下最终的工作次数。

测定最大咬合次数：当上、下摘戴仿真部件的移动次数达到设定次数后，控制系统发出命令，步进电机停止转动。若矫治器仍具有复合要求的弹性，再次设置预置动作次数，继续动作，一直到矫治器发生的塑形形变超出范围。记录下最终的工作次数。

(2)胜任模式

此模式下为测试矫治器的指定摘戴次数或者咬合次数下矫治器的胜任长度，即完整性和功能性测试。方法为在试验箱控制面板上设置预置动作次数，开始动作，摘戴记录动作次数，到执行完毕后，检查矫治器的完整，以及外形尺寸的保持程度，判断矫治器是否能提供足够的功能。

在使用时，咬合仿真运动机构上安装树脂制作的仿真牙列，矫治器佩戴在牙列上，注入仿真唾液，控制试验箱内温度到人类口腔温度范围内。选择一种测试模式，开始测试并在测试完成后记录该测试的结果，并以图形图像等方式分析该型矫治器的测试表现，提出破坏形式原因分析和改进意见。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等术语均应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体连接；可以使直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。