本发明属于正畸治疗技术领域，特别是涉及一种序列曲正畸力测量装置及其测量方法。
背景技术：
固定矫治技术是目前最为有效的正畸治疗方法，序列曲是固定矫治技术中最为基本的加载形式，主要用于排齐牙列。序列曲弓丝的初始形状与标准的牙弓形态一致，将序列曲弓丝安装到畸形牙列上时，畸形牙齿处序列曲弓丝产生与畸形量相同的变形，序列曲弓丝以畸形牙齿两侧的牙齿为支抗，在恢复变形的同时产生与畸形方向相反的正畸力，进而带动畸形牙齿产生移动，进而恢复至正常状态。序列曲正畸力按力的合成方式划分，可分为序列曲单向正畸力和序列曲单向正畸力矩两个基本的加载单元。
目前在矫治过程中，正畸医生大多凭借经验和患者的治疗反馈来确定序列曲的弯制参数，不同参数下序列曲产生的正畸力缺乏量化标准，治疗结果完全依赖于医生水平，易对患者造成伤害并导致治疗效率的降低。因此对不同弯制参数下序列曲在不同畸形量下的正畸力进行测量，进而得到不同弯制参数与正畸力的量化关系，对于开展口腔数字化诊疗，辅助医生提高正畸治疗的安全性和预见性具有十分重要的意义。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种序列曲正畸力测量装置及其测量方法。
本发明的一种序列曲正畸力测量装置及其测量方法，它包含万向夹持器、底板、位移调整装置、位移调整装置连接件、六维传感器、六维传感器连接件、测力接头、口外牙列模型、序列曲正畸弓丝、数据线a、六维力采集器、数据线b、上位机，其特征在于：所述的万向夹持器通过磁力底座安装在底板上，位移调整装置通过位移调整装置连接件安装在夹持末端上，位移调整装置连接件由夹持末端夹紧定位，位移调整装置与位移调整装置连接件之间为螺纹连接，六维传感器通过六维传感器连接件安装在位移调整装置上，六维传感器与六维传感器连接件之间为螺纹连接，测力接头通过螺纹安装在六维传感器上，口外牙列模型安装在底板上，序列曲正畸弓丝安装在口外牙列模型上，测力接头与序列曲弓丝相连接，六维力传感器通过数据线a与六维力采集器相连接，六维力采集器通过数据线b与上位机相连接。
作为优选，所述的位移调整装置在测量单维序列曲正畸力时采用调节精度为0.1毫米的微动滑台，以加载直线位移；在测量单维序列曲正畸力时采用调节精度为10分的微动转台，以加载转角位移。
作为优选，所述的六维传感器连接件包含安装面a和安装面b，当采用微动滑台为位移调整装置时，六维传感器连接件通过安装面a与位移调整装置连接，当采用微动转台为位移调整装置时，六维传感器连接件通过安装面b与位移调整装置连接。
作为优选，所述的口外牙列模型由定位板、定位铜柱、滑槽、替代牙位铜柱和托槽组成，定位板上开有滑槽，滑槽的轮廓与标准牙列的排列轨迹一致，替代牙位铜柱安装在滑槽上以模拟牙齿的实际位置，替代牙位铜柱上粘接有托槽，序列曲正畸弓丝安装在托槽上，定位板通过定位螺柱安装在底板上。
作为优选，所述的万向夹持器包括磁力底座，夹持末端，磁力底座连接杆，夹持末端连接杆和锁紧旋钮，磁力底座连接杆通过球关节安装在磁力底座上，磁力底座连接杆与夹持末端连接杆通过转轴活动连接，锁紧旋钮通过螺纹连接安装在转轴上，顺时针旋转锁紧旋钮，锁紧旋钮沿转轴向缩进，磁力底座连接杆与夹持末端连接杆连接处的间隙缩小，实现锁紧的功能；逆时针旋转锁紧旋钮，锁紧旋钮沿转轴向伸出，磁力底座连接杆与夹持末端连接杆连接处的间隙变大，进而实现松开的功能，夹持末端连接杆的末端通过球关节与夹持末端相连接，能够实现夹持末端任意姿态的调整。
作为优选，所述的序列曲正畸力测量方法为，首先将替代牙位铜柱安装滑槽上，调节并固定替代牙位铜柱的位置，以模拟畸形牙位两侧的支抗牙位，将序列曲正畸弓丝安装在替代铜柱的托槽上，接通六维力采集器和上位机的电源，畸形牙位处无需安装替代牙位铜柱，调整万向夹持器的姿态，带动夹持末端及六维传感器到达待测位置，直接将测力接头与处于畸形牙位处的序列曲正畸弓丝进行连接，通过位移调整装置施加位移载荷，以模拟畸形牙齿的畸形量，读取各个畸形量下的上位机显示结果，即可得到序列曲正畸弓丝在各畸形量下的正畸力。
本发明的有益效果为：
（1）通过搭建口外牙列模型，模拟真实的口内牙列环境，将口内的畸形量转化为口外的位移载荷，降低了序列曲正畸力测量的难度，也避免了对人体造成损害的风险；
（2）所述的六维传感器连接件具有通用性，同时具有连接微动滑台和微动转台的特征功能，在采用不同的位移调整装置，以适应不同测量需求时，只需变换六维传感器连接件的安装面，即可实现六维传感器连接件与位移调整装置的连接，无需更换额外的连接件；
（3）采用六维传感器进行测量，不仅可以测量牙齿在单一方向畸形情况下产生的序列曲单向正畸力和序列曲单向正畸力矩，还可以拓展测量牙齿在多个方向上并发畸形情况下多个序列曲单向正畸力和序列曲单向正畸力矩的合成作用；
（4）采用万向夹持器进行测量位置的定位，夹持末端姿态调整灵活，可以在多个方向及角度上进行定位测量，以适应不同的牙齿畸形状态下序列曲正畸力的测量。
（5）采用调节精度为0.1mm的微动滑台和10分的微动转台作为位移调整装置，位移载荷施加准确，符合牙齿畸形量的调节需求。
（6）通过六维力采集器采集序列曲正畸力信号，并由上位机储存显示，保证序列曲正畸力测量准确且读取直观，并便于后续的数据处理。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明结构总体示意图；
图2为本发明用于测量序列曲单向正畸力的位移调整装置示意图；
图3为本发明用于测量序列曲单向正畸力矩的位移调整装置示意图；
图4为本发明口外牙列模型结构示意图；
图5为本发明六维传感器连接件示意图。
图中：1-万向夹持器；2-底板；3-位移调整装置；4-位移调整装置连接件；5-六维传感器；6-六维传感器连接件；7-测力接头；8-口外牙列模型；9-序列曲正畸弓丝；10-数据线a；b；11-六维力采集器；12-数据线b；13-上位机；1-1-磁力底座；1-2-夹持末端；1-3-磁力底座连接杆；1-4-夹持末端连接杆；1-5-锁紧旋钮；6-1-安装面a；6-2-安装面b；8-1-定位板；8-2-定位铜柱；8-3-滑槽；8-4-替代牙位铜柱；8-5-托槽。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含万向夹持器1、底板2、位移调整装置3、位移调整装置连接件4、六维传感器5、六维传感器连接件6、测力接头7、口外牙列模型8、序列曲正畸弓丝9、数据线a10、六维力采集器11、数据线b12、上位机13，其特征在于：所述的万向夹持器1通过磁力底座1-1安装在底板2上，位移调整装置3通过位移调整装置连接件4安装在夹持末端1-2上，位移调整装置3连接件由夹持末端1-2夹紧定位，位移调整装置3与位移调整装置连接件4之间为螺纹连接，六维传感器5通过六维传感器连接件6安装在位移调整装置3上，六维传感器5与六维传感器连接件6之间为螺纹连接，测力接头7通过螺纹安装在六维传感器5上，口外牙列模型8安装在底板2上，序列曲正畸弓丝9安装在口外牙列模型8上，测力接头7与序列曲弓丝9相连接，六维力传感器5通过数据线a10与六维力采集器11相连接，六维力采集器11通过数据线b12与上位机13相连接。
进一步的，所述的位移调整装置4在测量单维序列曲正畸力时采用调节精度为0.1毫米的微动滑台，以加载直线位移；在测量单维序列曲正畸力时采用调节精度为10分的微动转台，以加载转角位移。
进一步的，所述的六维传感器连接件6包含安装面a6-1和安装面b6-2，当采用微动滑台为位移调整装置3时，六维传感器连接件通过安装面a6-1与位移调整装置3连接，当采用微动转台为位移调整装置3时，六维传感器连接件6通过安装面b6-2与位移调整装置3连接。
进一步的，所述的口外牙列模型8由定位板8-1、定位铜柱8-2、滑槽8-3、替代牙位铜柱8-4和托槽8-5组成，定位板8-1上开有滑槽8-3，滑槽8-3的轮廓与标准牙列的排列轨迹一致，替代牙位铜柱8-4安装在滑槽8-3上以模拟牙齿的实际位置，替代牙位铜柱8-4上粘接有托槽8-5，序列曲正畸弓丝9安装在托槽8-5上，定位板8-1通过定位螺柱8-2安装在底板2上。
进一步的，所述的万向夹持器1包括磁力底座1-1，夹持末端1-2，磁力底座连接杆1-3，夹持末端连接杆1-4和锁紧旋钮1-5，磁力底座连接杆1-3通过球关节安装在磁力底座1-1上，磁力底座连接杆1-3与夹持末端连接杆1-4通过转轴活动连接，锁紧旋钮1-5通过螺纹连接安装在转轴上，顺时针旋转锁紧旋钮1-5，锁紧旋钮1-5沿转轴向缩进，磁力底座连接杆1-3与夹持末端连接杆1-4连接处的间隙缩小，实现锁紧的功能；逆时针旋转锁紧旋钮1-5，锁紧旋钮1-5沿转轴向伸出，磁力底座连接杆1-3与夹持末端连接杆1-4连接处的间隙变大，进而实现松开的功能，夹持末端连接杆1-4的末端通过球关节与夹持末端1-2相连接，能够实现夹持末端1-2任意姿态的调整。
进一步的，所述的序列曲正畸力测量方法为，首先将替代牙位铜柱8-4安装滑槽8-3上，调节并固定替代牙位铜柱8-4的位置，以模拟畸形牙位两侧的支抗牙位，将序列曲正畸弓丝（9）安装在替代铜柱的托槽8-5上，接通六维力采集器11和上位机13的电源，畸形牙位处无需安装替代牙位铜柱8-4，调整万向夹持器1的姿态，带动夹持末端1-2及六维传感器5到达待测位置，直接将测力接头7与处于畸形牙位处的序列曲正畸弓丝9进行连接，通过位移调整装置3施加位移载荷，以模拟畸形牙齿的畸形量，读取各个畸形量下的上位机13显示结果，即可得到序列曲正畸弓丝9在各畸形量下的正畸力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。