口腔教学仿头模手动俯仰机构的制作方法

本发明涉及一种口腔教学仿头模机构，尤其是涉及一种口腔教学仿头模手动俯仰机构。

背景技术：

口腔教学中最基本的设备是仿头模，仿头模的功能是模拟患者和牙椅的俯仰动作，仿头模系统一般包括仿头模(包含头部、肩体)、治疗机箱、连接装置三部分。连接装置需要承担头模相对于治疗机箱的移动功能，连接装置需要完成的运动分两部分，前后的俯仰运动和上下的升降运动。产生俯仰运动的机构，按驱动力类型分为电动、气动、液压驱动和手动。电动俯仰机构虽然容易实现自动化、控制方便且省力，但制造成本比较高，零件、电线较多，经不起学生鲁莽的使用，故障率比较高。气动俯仰机构的使用场所一定要配气源，使用场所受到限制；机构中还要过多路气管，故障率也比较高。液压驱动俯仰机构则因为成本高、维护麻烦、体积大的原因，没有得到应用。

现有的手动俯仰机构通常有两种，一种是万向节手动俯仰机构，这种机构虽然看上去很简洁，但是有个问题，万向节是靠万向球周零件来压紧球头的摩擦力来起到锁紧固位作用的，锁紧力靠的是旋转锁紧把手的螺纹来传递，锁紧把手靠的是力臂长来放大手的旋转力，旋转的角度起码要180度以上，而且为了受力平衡，万向节都位于仿头模肩体底部的中间位置，但是仿头模与治疗机的连接空间有限，把手无法设计很长，这导致手比较大、有力气的学生用不出力，手小的学生又拧不紧。很难完全锁紧，在使用中万向球头来回被摩擦而磨毛，故障率也比较高。另外万向节的设计方面，压紧的接触面积是有限的，起到的锁紧力也有限，学生经常可以通过硬扳仿头模来调整俯仰位置，导致万向节机构损坏。在制造方面，球面接触的配合加工精度要求很高，从而导致不良率高。另一种手动俯仰机构是齿轮机构，包括螺杆机构、棘轮机构，这种机构存在致命的缺陷，因为齿轮间隙难免，很小的齿轮间隙，通过一定长度的仿头模传递，会导致仿头模头部使用中明显的晃动，这在教学中是不允许的。

技术实现要素：

为了上述技术问题，本发明提出一种手动的、操作省力的、安装方便、结构牢固、故障率低的口腔教学仿头模手动俯仰机构。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种口腔教学仿头模手动俯仰机构，包括旋转轴、旋转轴座、杠杆支点轴、被撬动轴、夹紧块、扳动杆组件和预压弹簧组件，所述扳动杆组件包括间隔设置的两个扳动杆、连接于两个所述扳动杆之间的扳动把手和连接杆，所述扳动杆包括直杆部和自所述直杆部一端延伸形成的呈s型的曲杆部，所述夹紧块上形成有夹紧通孔和夹紧狭缝，所述夹紧通孔靠近所述夹紧块的一端设置，所述夹紧狭缝连通所述夹紧块一侧并延伸至所述夹紧块的另一端，将所述夹紧块分为上夹紧部和下夹紧部；所述预压弹簧组件包括预压弹簧和调整紧固件，所述调整紧固件包括螺纹部、光杆部和端帽部，所述旋转轴中部穿设于所述夹紧通孔内，所述旋转轴的两端安装于所述旋转轴座上，所述旋转轴座安装于仿头模系统的治疗机箱上，所述杠杆支点轴中部穿设于所述下夹紧部上，所述被撬动轴中部穿设于所述上夹紧部上，两个所述扳动杆的曲杆部设于所述下夹紧部的左右两侧，且所述曲杆部的第一弯曲处与所述杠杆支点轴枢接，并使所述曲杆部的第二弯曲处抵接于所述被撬动轴；所述螺纹部穿过所述上夹紧部及所述夹紧狭缝后与所述下夹紧部螺纹连接，所述光杆部穿设于所述上夹紧部内，所述预压弹簧套设于所述光杆部外，且所述预压弹簧呈压缩状态定位于所述上夹紧部与所述端帽部之间，所述下夹紧部通过紧固件安装于仿头模系统的仿头模的肩体底部。

进一步的，所述夹紧块由上夹紧块和下夹紧块组装而成，所述上夹紧块的一端与所述下夹紧块的一端相互对接，并通过紧固件固定在一起，使所述上夹紧块与所述下夹紧块之间形成所述夹紧狭缝，所述上夹紧块的对接面上形成有开放式的上半圆孔，所述下夹紧块的对接面上形成有开放式的下半圆孔，所述上半圆孔与所述下半圆孔正对，围成所述夹紧通孔，且所述夹紧通孔靠近所述上夹紧块与所述下夹紧块相互对接的一端设置。

进一步的，所述上夹紧块的长度小于所述下夹紧块的长度，所述被撬动轴靠近所述上夹紧块与所述下夹紧块未相互对接的一端设置，所述预压弹簧组件位于所述被撬动轴与所述夹紧通孔之间。

进一步的，所述扳动把手靠近所述扳动杆的直杆部的末端设置。

进一步的，所述上夹紧部上设有台阶通孔，所述预压弹簧一端止挡定位于所述台阶通孔的台阶处，所述预压弹簧的另一端止挡定位于所述端帽部。

进一步的，所述调整紧固件为光杆沉头螺丝或光杆旋钮螺丝

进一步的，还包括弹簧片，所述弹簧片的中部固接于所述下夹紧部上，所述弹簧片的两端向仿头模的肩体底部卷起，并支撑于所述扳动杆组件的中部位置。

进一步的，所述旋转轴座包括固定板和间隔并垂直安装于所述固定板上的两个固定块，所述固定板通过紧固件可拆装固定于所述治疗机箱，所述旋转轴的两端通过紧固件可拆装固定于两个固定块上。

进一步的，所述治疗机箱上形成有衔接于其一侧面和顶面的斜导面，所述治疗机箱上安装有间隔设置的两个导向块，所述导向块外侧形成有滑动槽，所述滑动槽包括直臂部和弯曲部，所述直臂部设于所述治疗机箱的侧面上，所述弯曲部设于所述斜导面上，所述固定板通过紧固件可拆卸安装于所述滑动槽内。

本发明的有益效果是：本发明通过扳动杆组件与夹紧块上安装的被撬动轴和杠杆支点轴组成杠杆、偏心双重省力机构，并通过预压弹簧组件提供夹紧块夹持旋转轴的夹持力，形成了一种手动的、操作省力的、安装方便、结构牢固、故障率低的口腔教学仿头模手动俯仰机构，具有如下技术优势：

本发明手动俯仰机构只需手动操作即可，不需要配备电源、气源。本发明手动俯仰机构的安装位置，可以安装在仿头模的肩体底部的中间位置，使得整个仿头模系统可以更加平衡，左撇子和右撇子均可以施力操作。

本发明手动俯仰机构在不施力时保持仿头模的肩体的固定位置，施力的过程中才能调整仿头模的位置，施力一解除立刻维持仿头模的固定状态，保证了整个系统操作时的安全。

本发明手动俯仰机构，采用杠杆、偏心双重省力机构，保证了用户只要用1～5kg力驱动扳动把手，就可移动仿头模的位置，男、女生均可轻松操作。

本发明手动俯仰机构，采用偏心旋转顶起设计，不会导致自锁，用力后机构可自然复位，不会出现卡死现象，这点传统的万向节夹紧机构比较容易出现，减少了故障率。

本发明手动俯仰机构，在用力驱动扳动杆组件的过程中，只是降低了夹紧块夹持旋转轴的夹紧力，以便能俯仰调节仿头模，但并没有完全消除夹紧力，这样不会导致一不小心没有扶住仿头模，导致仿头模因重力突然自由倒下的问题。这点传统的万向节夹紧机构比较容易出现，操作更安全。

本发明手动俯仰机构，夹紧力适合，没有丝毫导致仿头模晃动的间隙，不像传统的齿轮、螺杆、棘轮等传动机构，这些机构都无法做到没有配合间隙。

本发明手动俯仰机构，夹紧力可以通过调节预压弹簧组件来调整，如果作为负载的仿头模的重量增加，除了可以调整预压弹簧的压紧力，还可以更换预压弹簧为重负荷弹簧来解决，因为这些弹簧都是可以按通用工业标准化设计的。

本发明手动俯仰机构，夹紧力还可以通过改变夹紧块和旋转轴的接触面积来进行设计调整，只要增加夹紧块的设计宽度即可。设计余地比较大。不像传统的万向节夹紧机构，这类机构要增加接触面积提高夹紧力的话，需增大万向球尺寸，一旦这个尺寸改变的话，整个万向节夹紧机构的几乎所有零件的尺寸都要重新改变。

本发明手动俯仰机构，与仿头模的连接固定很方便，与治疗机箱的固定也很方便。

附图说明

图1为本发明口腔教学仿头模手动俯仰机构肩体横卧状态立体图；

图2为本发明口腔教学仿头模手动俯仰机构肩体横卧状态局部放大图；

图3为本发明口腔教学仿头模手动俯仰机构肩体横卧状态侧视图；

图4为本发明口腔教学仿头模手动俯仰机构肩体横卧状态俯视图；

图5为本发明口腔教学仿头模手动俯仰机构肩体竖起状态侧视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种口腔教学仿头模手动俯仰机构，包括旋转轴1、旋转轴座2、杠杆支点轴3、被撬动轴4、夹紧块5、扳动杆组件6和预压弹簧组件7，所述扳动杆组件包括间隔设置的两个扳动杆601、连接于两个所述扳动杆之间的扳动把手602和连接杆603，所述扳动杆包括直杆部6011和自所述直杆部一端延伸形成的呈s型的曲杆部6012，即曲杆部具有第一弯曲位置和第二弯曲位置，所述夹紧块上形成有夹紧通孔501和夹紧狭缝502，所述夹紧通孔靠近所述夹紧块的一端设置，所述夹紧狭缝连通所述夹紧块一侧并延伸至所述夹紧块的另一端，将所述夹紧块分为上夹紧部503和下夹紧部504；所述预压弹簧组件包括预压弹簧701和调整紧固件702，所述调整紧固件包括螺纹部、光杆部和端帽部，所述旋转轴中部穿设于所述夹紧通孔内，所述旋转轴的两端安装于所述旋转轴座上，所述旋转轴座安装于仿头模系统的治疗机箱8上，所述杠杆支点轴中部穿设于所述下夹紧部上，所述被撬动轴中部穿设于所述上夹紧部上，两个所述扳动杆的曲杆部设于所述下夹紧部的左右两侧，且所述曲杆部的第一弯曲处与所述杠杆支点轴枢接，并使所述曲杆部的第二弯曲处抵接于所述被撬动轴；所述螺纹部穿过所述上夹紧部及所述夹紧狭缝后与所述下夹紧部螺纹连接，所述光杆部穿设于所述上夹紧部内，所述预压弹簧套设于所述光杆部外，且所述预压弹簧呈压缩状态定位于所述上夹紧部与所述端帽部之间，所述下夹紧部通过紧固件安装于仿头模系统的仿头模9的肩体901底部，比如下夹紧部通过螺丝、螺钉或螺栓固定到仿头模肩体的底板上。

上述结构中，预压弹簧可采用标准模具弹簧之类的标准件。扳动杆可采用高弹性模量、高耐磨的钢材制造，如热处理的高碳高铬钢。旋转轴可采用高弹性模量、高耐磨的钢材制造，如热处理的高碳高铬钢。夹紧块可采用低弹性模量、高耐磨的金属材料制造，如弹簧钢，这样，可以降低夹紧块与旋转轴之间，扳动杆与被撬动轴之间的摩擦损耗。

上述结构中，在装配扳动杆组件时，每个扳动杆上有三个孔，其中直杆部上间隔设置两个孔，第一弯曲位置设置一个孔，第一弯曲位置的孔用于装配杠杆支点轴，直杆部的另两个孔，一个位于直杆部的末端，用于固定连接扳动把手，中间的孔用于固定连接连接杆。扳动把手为手动驱动扳动杆组件时的手握处，连接杆和扳动把手一起，把两侧的扳动杆并排、牢固地连接在一起。

上述结构中，扳动杆组件与夹紧块上安装的被撬动轴和杠杆支点轴组成了杠杆、偏心双重省力机构，其技术原理如下：

根据杠杆原理，扳动把手到扳动杆的第一弯曲位置的杠杆支点轴的距离，就是杠杆的长臂，作为动力臂；第一弯曲位置的杠杆支点轴到的第二弯曲位置的被撬动轴的接触点的距离，就是杠杆的短臂，作为阻力臂；动力臂长度除以阻力臂的商就是施加在扳动把手的力的放大倍数。这样，扳动杆组件被扳动时，扳动杆的第二弯曲位置与上夹紧块的被撬动轴的接触线，在扳动杆从第二弯曲位置到末端的曲面区域滑动，形成曲面偏心机构，对扳动力进一步放大。因此，可以比较轻松的驱动扳动把手，就能略微顶起被撬动轴，降低夹紧块的上、下夹紧部对旋转轴的夹紧力，同时，用另一手扶住仿头模的肩体就可以调整仿头模的体位。

施力过程中，一个手向仿头模的肩体方向驱动扳动把手，另一个手托住仿头模的肩体的背部，两手相向用力，这样操作非常稳定。因为是一只手驱动扳动把手，另一只手同时扶住仿头模的肩体，才能施力调整位置，所以不会出现一驱动扳动把手，仿头模的肩体就因重力自由倒下的比较危险的情况。

另外，因为被撬动轴是被略微顶起，只是降低了对旋转轴的夹紧力，旋转轴和夹紧块之间的预紧力并没有完全消除，所以仿头模的肩体操作中自由倒下的可能性是没有的。

因为顶起被撬动轴的偏心机构的接触面设计，这种设计不会导致自锁，因此不会出现驱动扳动把手，扳动杆的一端被卡住无法复位的现象。所以一松开扳动把手，肩体就会回到固定状态。

上述结构中，上夹紧块和下夹紧块是一体加工完成的，这样设计优点更加简洁，但安装和拆卸旋转轴时可能会麻烦一些，为此，可以将夹紧块设计成分体式的，优选的，夹紧块由上夹紧块和下夹紧块组装而成，所述上夹紧块的一端与所述下夹紧块的一端相互对接，并通过紧固件固定在一起，比如通过螺丝或其他固定方式固定，使所述上夹紧块与所述下夹紧块之间形成所述夹紧狭缝，所述上夹紧块的对接面上形成有开放式的上半圆孔，所述下夹紧块的对接面上形成有开放式的下半圆孔，所述上半圆孔与所述下半圆孔正对，围成所述夹紧通孔，且所述夹紧通孔靠近所述上夹紧块与所述下夹紧块相互对接的一端设置。这样，上、下夹紧块对接固定后，上半圆孔和下半圆孔组成了一个和旋转轴直径相同的夹紧通孔，旋转轴穿设于这个夹紧通孔内，并通过预压弹簧组件进行压紧固定。

优选的，所述上夹紧块的长度小于所述下夹紧块的长度，所述被撬动轴靠近所述上夹紧块与所述下夹紧块未相互对接的一端设置，所述预压弹簧组件位于所述被撬动轴与所述夹紧通孔之间。这样，便于将下夹紧块通过螺丝固定于仿头模的肩体的底板上。

优选的，所述扳动把手靠近所述扳动杆的直杆部的末端设置。

优选的，所述上夹紧部上设有台阶通孔，所述预压弹簧一端止挡定位于所述台阶通孔的台阶处，所述预压弹簧的另一端止挡定位于所述端帽部。这样，通过在上夹紧部上设置台阶通孔，可以轻松实现定位预压弹簧的功能，使用时，通过适当拧紧调整螺丝，拧紧到用力按压仿头模的肩体时，夹紧块和旋转轴间仍无相对旋转，此时，为仿头模固定状态。

优选的，所述调整紧固件为光杆沉头螺丝或光杆旋钮螺丝。这里，无论光杆沉头螺丝或光杆旋钮螺丝都具有螺纹部、光杆部和端帽部，从而可以实现螺纹连接及压紧预压弹簧，但不限于此，调整紧固件还可以其他具有螺纹连接及压紧弹簧功能的紧固件。

优选的，还包括弹簧片10，所述弹簧片的中部固接于所述下夹紧部上，所述弹簧片的两端向仿头模的肩体底部卷起，并支撑于所述扳动杆组件的中部位置。在仿头模的肩体呈竖起状态时，因为重力，可能会使扳动杆组件自然下垂，使扳动杆的曲杆部的第二弯曲处脱离被撬动轴，为避免这种状态，通过在仿头模的肩体底部或夹紧块的下夹紧部上设置弹簧片，利用弹簧片比较小的变形回弹力，顶住扳动杆组件，防止其自然下垂，可使扳动杆的曲杆部的第二弯曲处始终被撬动轴接触。

优选的，所述旋转轴座包括固定板201和间隔并垂直安装于所述固定板上的两个固定块202，所述固定板通过紧固件可拆装固定于所述治疗机箱，所述旋转轴的两端通过紧固件可拆装固定于两个固定块上。这样，旋转轴座由固定板及垂直固定板的两个固定块组成，可以将旋转轴支撑起来，在夹紧块相对旋转轴转动时，不会触碰到旋转轴座。这里，紧固件可以是螺丝、螺栓或螺钉等。

优选的，所述治疗机箱上形成有衔接于其一侧面和顶面的斜导面801，所述治疗机箱上安装有间隔设置的两个导向块802，所述导向块外侧形成有滑动槽803，所述滑动槽包括直臂部和弯曲部，所述直臂部设于所述治疗机箱的侧面上，所述弯曲部设于所述斜导面上，所述固定板通过紧固件可拆卸安装于所述滑动槽内。这里，紧固件包括螺母和螺丝，螺母可在滑动槽里滑动，安装固定板时，通过两颗螺丝穿过固定板上的通孔，拧入滑动槽里的螺母中，拧紧后，就可以把固定板固定在治疗机箱上，也就是说可以把手动俯仰机构固定在治疗机箱上，且拧松两个螺丝，就可以调节手动俯仰机构及仿头模肩体的高度。由于滑动槽上面一段是弯曲的，可以让仿头模肩体调整到完全竖起90度的状态。

相对于传统的仿头模的俯仰机构，本发明具有如下技术优势：

本发明手动俯仰机构只需手动操作即可，不需要配备电源、气源。本发明手动俯仰机构的安装位置，可以安装在仿头模的肩体底部的中间位置，使得整个仿头模系统可以更加平衡，左撇子和右撇子均可以施力操作。

本发明手动俯仰机构在不施力时保持仿头模的肩体的固定位置，施力的过程中才能调整仿头模的位置，施力一解除立刻维持仿头模的固定状态，保证了整个系统操作时的安全。

本发明手动俯仰机构，采用杠杆、偏心双重省力机构，保证了用户只要用1～5kg力驱动扳动把手，就可移动仿头模的位置，男、女生均可轻松操作。

本发明手动俯仰机构，采用偏心旋转顶起设计，不会导致自锁，用力后机构可自然复位，不会出现卡死现象，这点传统的万向节夹紧机构比较容易出现，减少了故障率。

本发明手动俯仰机构，在用力驱动扳动杆组件的过程中，只是降低了夹紧块夹持旋转轴的夹紧力，以便能俯仰调节仿头模，但并没有完全消除夹紧力，这样不会导致一不小心没有扶住仿头模，导致仿头模因重力突然自由倒下的问题。这点传统的万向节夹紧机构比较容易出现，操作更安全。

本发明手动俯仰机构，夹紧力适合，没有丝毫导致仿头模晃动的间隙，不像传统的齿轮、螺杆、棘轮等传动机构，这些机构都无法做到没有配合间隙。

本发明手动俯仰机构，夹紧力可以通过调节预压弹簧组件来调整，如果作为负载的仿头模的重量增加，除了可以调整预压弹簧的压紧力，还可以更换预压弹簧为重负荷弹簧来解决，因为这些弹簧都是可以按通用工业标准化设计的。

本发明手动俯仰机构，夹紧力还可以通过改变夹紧块和旋转轴的接触面积来进行设计调整，只要增加夹紧块的设计宽度即可。设计余地比较大。不像传统的万向节夹紧机构，这类机构要增加接触面积提高夹紧力的话，需增大万向球尺寸，一旦这个尺寸改变的话，整个万向节夹紧机构的几乎所有零件的尺寸都要重新改变。

本发明手动俯仰机构，与仿头模的连接固定很方便，与治疗机箱的固定也很方便。

以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。