专利名称：口腔正畸矫治器摩擦测试实验台的制作方法
技术领域：
本发明属于口腔正畸矫治器力学测试技术领域，具体涉及正畸托槽和弓丝之间的摩擦测试实验台。
背景技术：
口腔正畸是指将正畸力直接或间接作用于牙齿及其支持组织上，从而引起一系列的组织生化反应，达到牙齿移动的目的。临床正畸中正畸力是通过弓丝的弹性变形而产生的，弓丝在托槽的槽沟内可以滑动，从牙齿排齐阶段到牙齿整体移动阶段，牙齿以及正畸托槽都会和正畸弓丝产生相对运 动，并由此产生滑动摩擦力，矫治器施加的矫治力需要克服摩擦力后才能作用于牙齿，是牙周组织发生生物化学反应，发生牙槽骨重建，才使牙齿发生移动，由于摩擦力的存在矫治力就大于实际产生牙齿移动的力，过大的矫治力会引起牙齿疼痛、牙周膜出血、坏死，甚至发生牙根吸收等副作用，理想的矫治器是托槽与弓丝之间存在极小的摩擦力甚至没有摩擦力。大量的研究表明，在正畸弓丝通过正畸托槽对牙齿施力的过程中，托槽与弓丝之间的摩擦力对正畸矫治器的生物力学性能、以及矫治器移动牙齿的效果都会产生较大的影响，正畸托槽的结构设计、正畸托槽的结扎方式、正畸弓丝的材质和尺寸与摩擦力大小密切相关。因此，正畸托槽和弓丝间的摩擦力的测试分析研究,可指导临床实践中正畸力的施加，减少支抗的丧失，加快矫治速度，对开发高性能的、以及个性化的正畸矫治器以提高正畸治疗效果有重要的意义。
发明内容
技术问题:本发明提供一种测试范围广、结构简单，操作方便，成本低的口腔正畸矫治器摩擦测试实验台。技术方案:本发明的口腔正畸矫治器摩擦测试实验台，包括底板、设置在底板上的驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，驱动装置、第一滑动模块、夹紧模块和第二滑动模块依次连接，测试组件设置于夹紧模块一侧并与之连接；
驱动装置包括电机、与电机动力输出端连接的带轮和连接在带轮上的细绳；
第一滑动模块包括设置在底板上的第一滑槽、与第一滑槽滑动连接的第一滑块、与第一滑块一端连接的第一拉力传感器、与第一滑块另一端连接的弹簧、与第一滑槽一端螺纹连接的螺栓，螺栓的一端与弹簧连接，另一端与驱动装置的细绳连接；
夹紧机构包括设置在底板上的底座、设置于底座中的压紧板、U型卡销、旋转螺栓和设置于底座的面向测试组件一侧的托槽，压紧板与旋转螺栓螺纹连接，U型卡销卡在旋转螺栓的凹槽上，以限制旋转螺栓的轴向移动，使其只能周向旋转运动，底座的面向测试组件一侧设置有凸台，托槽设置在凸台与压紧板之间并由压紧板夹紧定位；
第二滑动模块包括设置在底板上的第二滑槽、与第二滑槽滑动连接的第二滑块、设置于第二滑块一端的第二压力传感器，第二压力传感器通过弓丝与第一滑动模块的第一拉力传感器连接，弓丝与夹紧模块上的托槽滑动连接；测量组件包括设置在底板上的支架和支座、与支座螺纹连接的调节螺栓、固定在支架上的套筒、穿过套筒并与之轴向滑动连接的压力传感器，压力传感器一端连接有叉架，另一端与调节螺栓连接，叉架上设置有压轮，压轮将弓丝压紧于托槽的槽沟内。有益效果:本发明与现有技术相比，具有以下优点:
本发明装置不仅能够测试口腔正畸中托槽与弓丝之间的静摩擦力，还可以测试出动摩擦力，由于本装置的压轮结构起到了施加正畸力的作用，况且所施加的力值大小可以通过相连接的力传感器测试出来，这样就能够获得摩擦系数，因此，本装置能够测试出正畸托槽和弓丝间的静、动摩擦系数；由于本装置夹紧模块可以对不同规格大小的托槽进行夹紧，况且不仅能够对圆丝弓还能对方丝弓与托槽之间的摩擦力进行测试，测试的范围广；由于通过压轮压紧弓丝和托槽代替弓丝弯曲回弹产生的正畸力，使测试问题得到了简化，避免了弓丝弯曲控制复杂的问题，因此，本发明装置的结构相对简单，操作方便，成本低。
图1是测试实验台示意图。图2是实验台剖视图。图3是第一滑动模块示意图。图4是实验台的测试组件侧视图。图5是实验台的测试组件剖视图。图6是第一滑动模块结构剖视图。图7是夹紧模块剖视图。图8是第二滑动模块剖视图。图9是底板支座不意图。图10是托槽结构示意图。图11是U型卡销结构示意图。图12是第二滑槽结构示意图。图13是第一滑槽结构示意图。图14是第一滑块结构示意图。图15是第一滑块剖视图。图16是压紧板结构示意图。图17是叉架结构示意图。图18是右螺帽结构示意图。图19是压力传感器结构示意图。图20是连接环结构示意图。图21是连接螺柱结构示意图。图22是第二滑块结构示意图。图23是拉力传感器结构示意图。图24是旋转螺栓结构示意图。图25是螺栓结构示意图。图26是套筒结构示意图。
图27是夹紧模块爆炸视图。图中有:1.底板，2.压轮，3.销轴，4.压力传感器，5.调节螺栓，6.套筒，7.叉架，
8.第二螺帽，9.第二拉力传感器，10.第二滑块，11.第二滑槽，12.弓丝，13.旋转螺栓，
14.U型卡销，15.压紧板，16.托槽，17.底座，18.第一螺帽，19.第一拉力传感器，20.第一滑块，21.弹簧，22.连接环，23.轴端螺套，24.螺栓，25.细绳，26.带轮，27.电机，28.垫块，29.第一滑槽，30.支架，31.连接螺柱，32.支座。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。本发明的口腔正畸矫治器摩擦测试的实验台，包括底板1、驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，底板I的一端设置有垫块28，垫块28的上方设置电机27，电机27的动力输出端与带轮26固定连接，带轮26与细绳25 —端连接，细绳25的另一端与第一滑动模块上的第一滑块20连接，第一滑动模块上的第一滑槽29与底板I固定连接，第二滑动模块上的第二滑槽11与底板I固定连接，夹紧机构上的底座17与底板I固定连接，测量组件上的支架30与底板I固定连接，第一滑动模块与第二滑动模块之间通过弓丝12连接，弓丝12与夹紧模块上的托槽16滑动连接，测量模块上的压轮2与托槽16滑动连接，并通过压轮2和托槽16之间的滑动压紧弓丝12。第一滑动模块包括:第一滑槽29、螺栓24、轴端螺套23、连接环22.、弹簧21、第一滑块20、第一拉力传感器19、连接螺柱31和第一螺帽18，第一滑槽29底部与底板I固定连接，第一滑槽29上设有螺纹孔和滑槽，螺栓24 —端与第一滑槽29上的螺纹孔连接，螺栓24另一端与轴端螺套23 —端连接，轴端螺套23另一端与连接环22 —端连接，连接环22另一端与弹簧21 —端连接，弹 簧21另一端与螺柱31 —端连接，螺柱31另一端与第一滑块20一端连接，第一滑块20底部与第一滑槽29上的滑槽滑动连接，第一滑块20的另一端与第一拉力传感器19的一端连接,第一拉力传感器19的另一端与第一螺帽18 —端连接,第一螺帽18的另一端与弓丝12 —端连接。第二滑动模块包括:第二滑块10、第二滑槽11、第二拉力传感器9和第二螺帽8，第二滑槽11底部与底板I固定连接，第二滑块10底部与第二滑槽11上的滑槽滑动连接，第二滑块10 —端与第二拉力传感器9 一端连接,第二拉力传感器9另一端与第二螺帽8 —端连接，第二螺帽8另一端与弓丝12另一端连接。夹紧模块包括:底座17、托槽16、压紧板15、U型槽14和旋转螺栓13，底座17底部与底板I固定连接，底座17上设有凸起、方形槽和通孔，旋转螺栓13 —端与底座17上的通孔转动连接，在底座17和旋转螺栓13之间通过U型卡销14限制旋转螺栓13轴向移动，压紧板15上设有螺纹孔，旋转螺栓13另一端与压紧板15上的螺纹孔螺纹连接，托槽16夹紧于底座17上的凸起和压紧板15之间，托槽16上设有凹槽，弓丝12的中部与托槽16上的凹槽滑动连接。测量组件包括:调节螺栓5、支架30、支座32、叉架7、套筒6、压力传感器4、销轴3和压轮2，支座32 —端与底板I固定连接，支座32另一端上设有螺纹通孔，支座32另一端上的螺纹通孔与调节螺栓5的一端螺纹转动连接，支架30 —端与底板I固定连接，支架30另一端与套筒6固定连接，套筒6内嵌入压力传感器4，调节螺栓5的另一端与压力传感器4的一端固定连接，压力传感器4另一端与叉架7另一端连接，叉架4的另一端上设有通孔，叉架4上的通孔通过销轴3与压轮2转动连接，压轮2与托槽16移动连接，通过旋转调节螺栓5，实现压轮2对弓丝12的压紧。采用本测试实验台进行测试的操作步骤:
(I)调节旋转螺栓13，使托槽16夹紧于底座17上的凸起与压紧板15之间，在第一滑动模块和第二滑动模块之间安装弓丝12，转动调节螺栓5，使压轮2压紧弓丝12，并记录压力传感器4的数据(即压轮对弓丝的压紧力)，转动螺栓24，弹簧21被拉伸，当第一滑块20将要移动时，停止转动螺栓24，记录第一拉力传感器19和第二拉力传感器9的数据，第一拉力传感器19和第二拉力传感器9记录数据差值既是托槽16与弓丝12之间的摩擦力，从而可以求得弓丝12和托槽16之间的静摩擦系数。(2)调节旋转螺栓13，使托槽16夹紧于底座17上的凸起与压紧板15之间，在第一滑动模块和第二滑动模块之间安装弓丝12，转动调节螺栓5，使压轮2压紧弓丝12，并记录压力传感器4的数据(即压轮对弓丝的压紧力)，卸去弹簧21，开动电机27，电机27匀速转动，拉动第 一滑块20匀速移动，记录第一拉力传感器19和第二拉力传感器9的数据，第一拉力传感器19和第二拉力传感器9记录数据差值既是托槽16与弓丝12之间的摩擦力，从而可以求得弓丝12和托槽16之间的动摩擦系数。
权利要求
1.一种口腔正畸矫治器摩擦测试实验台，其特征在于，该测试实验台包括底板(I)、设置在所述底板(I)上的驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，所述驱动装置、第一滑动模块、夹紧模块和第二滑动模块依次连接，所述测试组件设置于夹紧模块一侧并与之连接； 所述驱动装置包括电机(27)、与所述电机(27)动力输出端连接的带轮(26)和连接在所述带轮(26)上的细绳(25)； 所述第一滑动模块包括设置在底板(I)上的第一滑槽(29 )、与所述第一滑槽(29 )滑动连接的第一滑块(20)、与所述第一滑块(20)—端连接的第一拉力传感器(19)、与第一滑块(20)另一端连接的弹簧(21)、与所述第一滑槽(29) —端螺纹连接的螺栓(24)，所述螺栓(24)的一端与弹簧(21)连接，另一端与驱动装置的细绳(25)连接； 所述夹紧机构包括设置在底板(I)上的底座(17)、设置于所述底座(17)中的压紧板(15)、U型卡销(14)、旋转螺栓(13)和设置于底座(17)的面向测试组件一侧的托槽(16)，所述压紧板(15)与旋转螺栓(13)螺纹连接，所述U型卡销(14)卡在旋转螺栓(13)的凹槽上，以限制旋转螺栓(13)的轴向移动，使其只能周向旋转运动，底座(17)的面向测试组件一侧设置有凸台，所述托槽(16)设置在凸台与压紧板(15)之间并由压紧板(15)夹紧定位；所述第二滑动模块包括设置在底板(I)上的第二滑槽(11 )、与所述第二滑槽(11)滑动连接的第二滑块(10)、设置于所述第二滑块(10) —端的第二压力传感器(9)，所述第二压力传感器(9)通过弓丝(12)与第一滑动模块的第一拉力传感器(19)连接，所述弓丝(12)与夹紧模块上的托槽(16)滑动连接； 所述测量组件包括设置在底板(I)上的支架(30 )和支座(32 )、与所述支座(32 )螺纹连接的调节螺栓(5)、固定 在所述支架(30)上的套筒(6)、穿过所述套筒(6)并与之轴向滑动连接的压力传感器(4)，所述压力传感器(4)一端连接有叉架(7)，另一端与调节螺栓(5)连接，所述叉架(7)上设置有压轮(2)，所述压轮(2)将弓丝(12)压紧于托槽(16)的槽沟内。
全文摘要
本发明公开了一种口腔正畸矫治器摩擦测试实验台，包括底板、设置在底板上的驱动装置、第一滑动模块、测试组件、夹紧模块和第二滑动模块，驱动装置、第一滑动模块、夹紧模块和第二滑动模块依次连接，测试组件设置于夹紧模块一侧并与之连接。本发明装置不仅能够测试口腔正畸中托槽与弓丝之间的静摩擦力，还可以测试出动摩擦力，能够测试出正畸托槽和弓丝间的静、动摩擦系数，测试的范围广，同时结构简单，操作方便，成本低。
文档编号A61C19/04GK103202734SQ20131013585
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者汤文成, 黄辉祥, 吴斌, 严斌, 吴国银, 张帆, 吴文娟, 徐楠楠 申请人:东南大学