专利名称：基于多操作机排牙的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于多操作机排牙的装置。
技术背景-
1.全口义齿制作过程中的排牙技术
人类的上下牙齿全部缺失后，称为无牙颌，需要全口义齿修复。据统计， 人类的天然牙齿平均在65岁时就会丧失其功能因而需要部分或全部的人工修复 体(义齿)来代替。据统计，我国有近一千两百万的老年人有此需要，而世界 上大多数发达国家已开始步入老龄化社会，这样势必会有大量的无牙颌患者需 要进行全口义齿修复。
全口义齿的设计和制作是一项复杂的、操作要求髙的精细劳动。传统口腔 修复医疗，特别是各类义齿的制作都是靠医生和技师的个人经验和手工操作来 完成的。义齿制作的水平与医生的个人经验的多少及手工操作的灵巧程度相关， 因而带来了很大的随机性。i只有经验丰富的牙科专家和心灵手巧的技师之间的 密切操作才能做出返修率低、质量高的全口义齿，而现实中这样的医生和技师 数量有限，远不能满足全口义齿制作的需要。
目前，世界上大部分牙科诊所仍使用原始的手工方式来设计和制作义齿。 这种由医务人员个人素质所带来的随机性和局限性极大的阻碍了口腔医学的发 展和医疗质量的普遍提高，并使得口腔修复医学发展水平远远落后于其他科学 技术的发展水平。
随着老龄化社会的到来，牙齿缺损与缺失的比例将增加。据统计，60岁以 上老年人人均缺牙约为IO颗左右,即使其中50%修复，将会是一个很大的市场。 而且修复体在一定时间必须修改或互换，口腔修复有望成为新的经济增长点， 口腔修复的社会需求量的增加，也将极大的促进口腔修复的社会需求量的增加， 也将极大的促进口腔修复材料工业、制造业及加工业的发展，特别各种类型的 义齿制作加工中心的出现，使义齿制作加工业的发展一改往日小作坊的加工方 式、使口腔修复加工业出现规模化、产业化、不仅降低了成本，减轻了劳动强 度，最重要的是减少了浪费，彻底改变以往的口腔修复小而全、各口腔科或口腔诊所也要有一个技术室加工义齿，既浪费机器、设备、材料、效率又低的局 面，使义齿加工的质量从根本上得到全面的提高，从而提高国家的整体口腔修 复水平。
2.自动排牙的意义
利用自动排牙机排牙相当于快速培养和造就了一批髙级口腔修复医疗专家 和技术员。自动排牙机不但比口腔医疗专家更精确地以数字的方式操作，同时 还能避免专家因疲劳、情绪、疏忽等原因造成的失误。这将使全口义齿的设计 与制作进入到既能满足无牙颌患者的个体生理功能及美观需求，又能达到规范 化、标准化、自动化、工业化的水平，从而大大提高其制作效率和质量。
因此，开发和研制准确和高效全口义齿制作系统具有重要的现实意义和良 好的应用前景。自动排牙机实际上是一套计算机辅助设计、机器人辅助操作的 全口义齿制作系统，从而替代经验丰富的牙科医生和技师在全口义齿制作中的 大部分工作，实现定量排牙，确保义齿质量，提髙工作效率，降低生产成本的 目的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种提髙排牙效率、排牙精度、结构简单的塞于 多操作机排牙的装置。
上述的目的通过以下的技术方案实现
基于多操作机排牙的装置，其组成包括手姿机构，所述的一组手姿机构 与U型弹簧板连接，转动架与所述的U型弹簧板连接，所述的每个手姿机构对 应有牙套，所述的牙套是通过销连接固定在转动螺柱上，与一组螺旋杆连接的 转动架安装在所述的转动螺柱上，所述的螺旋杆与滑动板连接，所述的滑动板 与转动架连接，所述的转动架通过转动螺柱与联轴器连接。
本发明的有益效果
1.利用自动排牙机排牙相当于快速培养和造就了一批高级口腔修复医疗专 家和技术员。本发明不但比口腔医疗专家更精确地以数字的方式操作，同时还 能避免专家因疲劳、情绪、疏忽等原因造成的失误。这将使全口义齿的设计与 制作进入到既能满足无牙颌患者的个体生理功能及美观需求，又能达到规范化、 标准化、自动化、工业化的水平，从而大大提高其制作效率和质量。
42. 本发明替代经验丰富的牙科医生和技师在全口义齿制作中的大部分工 作，实现定量排牙，确保义齿质量，提高工作效率，降低生产成本的目的。
3. 本发明可以实现对每个人工牙的位置和姿态的独立调整和操作，采用共 轭牙套的方法来实现对人工牙的精确定位，避免了对复杂形状人工牙的依次抓 取操作，提高了排牙效率；同时解决了人工牙在排牙过程在任意空间的定位和 固定问题。这样就比现有的单机器人排牙思想在人工牙抓取、人工牙定位和固 定等方面具有先天的优势，也必然在排牙精度、排牙效率、成本等方面更具有 实际应用价值，而且也会极大的促进机器人技术以及口腔修复医学相关理论的 发展，彻底实现了全口义齿制作的规范化、标准化、自动化和工业化的水平。
4. 本发明简单灵巧，可以实现多达三个自由度的运动，由于各个运动关节 行程短，因此采用丝杠螺母传动副实现了减速自锁。
5. 本发明是一套计算机辅助设计、机器人辅助操作的全口义齿制作系统，替
代经验丰富的牙科医生和技师在全口义齿制作中的大部分工作，实现定量排3S
确保义齿质量，提高工作效率，降低生产成本的目的。
附图l是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
实施例l:
基于多操作机排牙的装置，其组成包括手姿机构，所述的一组手姿机构 与U型弹簧板5连接，转动架3与所述的U型弹簧板5连接，所述的每个手姿 机构对应有牙套6，所述的牙套是通过销连接固定在转动螺柱1上，与一组螺旋 杆2连接的转动架3安装在所述的转动螺柱上，所述的螺旋杆与滑动板4连接， 所述的滑动板4与转动架连接，所述的转动架5通过转动螺柱与联轴器连接。
工作过程
每个多操作机排牙的手姿机构的结构相同，它的下方是两个平行竖直放置 的螺栓杆1、 2，它们分别连接一根由步进电机驱动的钢丝软轴，当步进电机通 过联轴器带动软轴转动时，螺栓杆随之运动，运动的同时相对于滑动板上下移 动，当两个螺栓杆的转动一致时，转动架带着与散牙共轭的牙套上下移动，而 牙套是通过销连接固定在转动螺柱上的，这样完成了散牙的一个移动的自由度；当两个螺栓杆的转动不一致时，转动架带着牙套旋转，完成了牙的一个转动的 自由度。转动螺柱也是连接一根由步进电机驱动的软轴，电机转动时带动着转 动螺柱的转动，这样转动架就带着牙套旋转，也就完成了牙的另一个转动的自 由度。本发明可以实现三个自由度的运动。
每个手姿机构支撑一个与该型号人工牙形状完全共轭的牙套，14个手姿机 构支撑l个牙套，也就相当于支撑14个人工牙，构成了一副人工牙列。当两个 平行布置的螺旋副同步上下移动时，可以实现人工牙沿铅垂方向的移动，当两 个螺旋副不同步上下移动时，可以实现人工牙绕牙弓曲线切线方向的转动，手 姿机构上部的支持零件实现人工牙绕牙弓曲线法线方向的转动。这些运动都由 布置在机器外侧的微型步进电机通过软轴的传递驱动实现。每个手姿机构实现 一个人工牙的3个自由度。
U形弹簧板上有5个控制点，中间点位置固定不动，其余4个点对称布置 在中间点的两侧，分别由4个二维运动平台驱动，实现在水平面内一定范围的 任意位置。通过合理控制和驱动U形弹簧板上的4个点，就可以获得针对某一 患者的全口义齿牙弓曲线。
14个手姿机构按牙型号排列在U形弹簧板上，可以沿切向滑动，实现手姿 机构沿切向的位置调整。用一个弹性可变形材料通过电机驱动形成牙弓曲线， 将14个操作机分别安装在弹性材料上，操作机可以在上面进行滑动，以适应不 同人的牙弓长度。这样每个操作机只需要有三个转动的自由度以实现牙齿的姿 态。我们只需要改变弹性材料上的几个点就可以改变曲线的形状，使其逼近真 正的牙弓曲线。这样可以将电机的数目减少到50个，使系统结构精巧紧凑,在 很大程度上降低了控制难度。
排牙步骤
首先通过三维激光扫描仪，或者通过传统的石膏咬牙印进行测量的方式， 获得颌弓曲线的参数，输入计算机，通过三维交互排牙软件的计算，以及患者 牙弓曲线和颌弓曲线之间关系公式，计算出患者的牙弓曲线，在经过软件的专 家系统预排，生成每个牙的位姿数据，并根据软件中的路径规划算法，自动生 成步进电机的运动规划文件，通过接口电路传递到自动排牙机 控制器，控制驱动自动排牙机的50个步进电机根据规划出的路径进行运动，就实现了牙套的 变形并使之变形到了患者所要求的形状，然后将人工牙按型号摆入牙套，也就 实现了14个牙的全口义齿排列，经过蜡凝固，就获得了一个人工牙列。这样的 人工牙列还要经过必要的工艺转换成患者可以佩戴的全口义齿。
权利要求
1.一种基于多操作机排牙的装置，其组成包括手姿机构，其特征是所述的一组手姿机构与U型弹簧板连接，转动架与所述的U型弹簧板连接，所述的每个手姿机构对应有牙套，所述的牙套是通过销连接固定在转动螺柱上，与一组螺旋杆连接的转动架安装在所述的转动螺柱上，所述的螺旋杆与滑动板连接，所述的滑动板与转动架连接，所述的转动架通过转动螺柱与联轴器连接。
全文摘要
基于多操作机排牙的装置。本发明组成包括手姿机构，所述的一组手姿机构与U型弹簧板(5)连接，所述的每个手姿机构对应有牙套(6)，所述的牙套是通过销连接固定在转动螺柱(1)上，与一组螺旋杆(2)连接的转动架(3)安装在所述的转动螺柱上，所述的螺旋杆与滑动板(4)连接，所述的滑动板(4)与转动架连接，所述的转动架(5)通过转动螺柱与联轴器连接。本发明应用于全口义齿排牙。
文档编号A61C13/00GK101589970SQ20081006459
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月28日 优先权日2008年5月28日
发明者姜金刚, 张永德, 段铁群, 王振波 申请人:哈尔滨理工大学