切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置，包括固定机架和超声波辅助模拟修复实验机。固定机架由上顶板，下底板和立柱组成。下底板内设置有切向超声振动系统，外接电源后，该系统的牙科材料夹具作切向振动；上顶板的下面设置有二维运动系统，该系统驱动牙科手机进行加工过程。本发明专利技术可以对修复材料进行切向超声辅助高速调磨，在磨削过程中，通过测力仪对力信号进行采样并转化为电信号，对工件的切向超声振动及磨削力进行分析，对切向超生波辅助对口腔调磨的改善效果进行研究。该模拟装置结构简单、紧凑、操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于口腔修复材料高速调磨模拟装置，特别涉及一种切向超声辅助二维体外口腔高速调磨修复模拟平台。
技术介绍
上世纪五十年代，第一支空气涡轮高速牙科手机问世，标志着口腔高速调磨技术的开始，截止到目前为止，其转速已达到40-50万转/分。上世纪九十年代起，为了探究口腔高速调磨手术，各国的研究学者们针对不同的研究问题，设计了多种体外模拟口腔高速调磨装置，并进行了实验研究。为了解决上述问题，马里兰大学的S.C.Siegel和J.V.vonFraunnhofer等人，设计了一个简易的模拟口腔修复切削装置(参见S.C.Siegel,J.V.vonFraunhofer.Effectsofhandpieceloadonthecuttingefficiencyofdentalburs,MachiningScience&Technology1(1)(1997))1-13.)，利用高速牙科手机及金刚石磨具对齿科材料进行体外模拟磨削修复，并重点对材料去除率进行了研究。美国工程院院士、NIST的B.Lawn博士等利用压痕实验法，对齿科陶瓷的脆性断裂和准塑性破坏进行了大量研究(参见I.M.Peterson,A.Pajares,B.R.Lawn,V.P.Thomspon,E.D.Rekow,Mechanicalcharacterizationofdentalceramicsbyhertziancontacts,JournalofDentalResearch77(4)(1998)589-602.)。美国国家标准局的X.Dong、L.Yin、S.Jahanmir、L.K.Ives与新泽西医科大学的D.E.Rekow合作，研制出一种准静态、定常磨削力的齿科陶瓷口腔修复实验装置(参见L.Yin,S.Jahanmir,L.K.Ives.Abrasivemachiningofporcelainandzirconiawithadentalhandpiece,Wear255(2003)975-989.)，并对各种齿科陶瓷材料显微结构和金刚石磨料粒度对磨削修复表面质量和金刚石磨具磨损的影响进行了深入研究。天津大学的宋晓菲等人设计了二维以及三维体外口腔高速调磨实验平台(参见宋晓菲.牙科陶瓷高速手机调磨研究，博士学位论文，天津大学，2008)，打破了国外的模拟装置一维准静态的局限性；首次对牙科高速手机临床使用性能的相关参数进行了体外动态测试以及评价，揭示了牙科陶瓷/天然牙组织体外口腔调磨的表面轮廓成型特点；首次建立了修复体亚表面损伤的仿真模型，对口腔修复参数对于牙科修复体造成的亚表面损伤深度进行了定量分析；首次对口腔高速调磨中热传递和热损伤机理进行了相关研究，建立了口腔高速磨削区温度场的专业测量方法和理论模型。通过理论分析知道切向超声辅助加工在提高加工效率、降低切削力以及提高加工工具性能方面具有显著优势，为了进一步研究切向超声辅助加工的实际切削性能，设计出一种利用牙科手机进行切向超声波辅助磨削修复的装置是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的，是在现有技术的基础上进一步降低磨削力、提高刀具使用寿命，提供一种切向超声辅助口腔高速调磨修复体外模拟实验平台。本专利技术通过下述技术方案予以实现。一种切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置，主要包括固定机架和超声辅助模拟修复实验机。其特征在于，固定机架由上顶板7，下底板13和立柱12组成，下底板13与立柱12间为螺纹连接，上顶板7四角与立柱12的对应位置设置有通孔，上顶板7通过通孔及上下螺母与立柱12进行螺纹固定。下底板13为中空结构，其中空部分为矩形形状，该矩形的中空结构内设置有小底板1，小底板1的上面设置有测力仪2，测力仪2的上面设置有定位板3，定位板3的一端设置有切向超声振动系统11；该切向超声振动系统11包括固定装置11-6，所述固定装置11-6由相互垂直的两板式结构组成；其水平的板式结构的两边设置有两对相对称的定位孔，固定装置11-6通过该定位孔固定在定位板3的一端；其垂直的板式结构的上部设置有一圆孔，圆孔的内侧设置有变幅杆11-1，变幅杆11-1的前端通过大螺母11-2与连接杆11-3进行螺纹连接，连接杆11-3的前端设置有牙科材料夹具11-5；变幅杆11-1的后端、圆孔的外侧设置有换能器11-4，换能器11-4外接电源后，带动牙科材料夹具11-5作切向振动；在牙科材料夹具11-5的下面、定位板3的上面设置有接水盘4，接水盘4内设置有挡水板5；上顶板7的下面设置有二维运动系统8，二维运动系统8包括上下相互垂直的直线滑台A8-1和直线滑台B8-4，直线滑台A8-1和直线滑台B8-4内分别设置有滑块A8-2和滑块B8-5，直线滑台A8-1和直线滑台B8-4的外端还分别设置有伺服电机A8-3和伺服电机B8-6，伺服电机A8-3和伺服电机B8-6分别驱动滑块A8-2和滑块B8-5；直线滑台A8-1与上顶板7为刚性固定连接；滑块B8-5通过其下面的螺栓连接有高度调节器6，调节器6的下端设置有牙科手机夹具10，牙科手机夹具10内设置有牙科手机11。所述高度调节器6由固定端6-1、调节套6-2和调节螺母6-3组成，固定端6-1设置有两个对称的平键，调节套6-2的上部、与两平键对应位置设置有两凹槽，两平键与两凹槽相配合，通过旋动调节螺母6-3使调节套6-2在竖直方向运动以进行高度调节。所述小底板1上面设置的测力仪2与下底板13不相接触。所述牙科手机夹具10由手机夹具固定端10-1和虎口钳10-2组成。通过本专利技术的模拟实验装置，可以对修复材料进行切向超声辅助高速调磨，通过对施加切向超声振动与未施加超生振动的磨削后修复材料进行比对，并借助测力仪对磨削修复力进行测定和分析，可以对切向超生辅助对口腔调磨的改善效果进行研究，该模拟装置结构简单、紧凑、操作方便。附图说明图1是本专利技术切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置的结构三维示意图；图2是本专利技术切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置的二维运动系统结构示意图；图3是本专利技术切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置的高度调节器及手机夹具结构示意图；图4是本专利技术切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置的接水盘结构示意图；图5是本专利技术切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置的切向超声振动系统结构示意图；附图标记如下：1———小底板2———测力仪3———定位板4———接水盘5———挡水板6———高度调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置，主要包括固定机架和超声辅助模拟修复实验机。其特征在于，固定机架由上顶板(7)，下底板(13)和立柱(12)组成，下底板(13)与立柱(12)间为螺纹连接，上顶板(7)四角与立柱(12)的对应位置设置有通孔，上顶板(7)通过通孔及上下螺母与立柱(12)进行螺纹固定。下底板(13)为中空结构，其中空部分为矩形形状，该矩形的中空结构内设置有小底板(1)，小底板(1)的上面设置有测力仪(2)，测力仪(2)的上面设置有定位板(3)，定位板(3)的一端设置有切向超声振动系统(11)；该切向超声振动系统(11)包括固定装置(11‑6)，所述固定装置(11‑6)由相互垂直的两板式结构组成；其水平的板式结构的两边设置有两对相对称的定位孔，固定装置(11‑6)通过该定位孔固定在定位板(3)的一端；其垂直的板式结构的上部设置有一圆孔，圆孔的内侧设置有变幅杆(11‑1)，变幅杆(11‑1)的前端通过大螺母(11‑2)与连接杆(11‑3)进行螺纹连接，连接杆(11‑3)的前端设置有牙科材料夹具(11‑5)；变幅杆(11‑1)的后端、圆孔的外侧设置有换能器(11‑4)，换能器(11‑4)外接电源后，带动牙科材料夹具(11‑5)作切向振动；在牙科材料夹具(11‑5)的下面、定位板(3)的上面设置有接水盘(4)，接水盘(4)内设置有挡水板(5)；上顶板(7)的下面设置有二维运动系统(8)，二维运动系统(8)包括上下相互垂直的直线滑台A(8‑1)和直线滑台B(8‑4)，直线滑台A(8‑1)和直线滑台B(8‑4)内分别设置有滑块A(8‑2)和滑块B(8‑5)，直线滑台A(8‑1)和直线滑台B(8‑4)的外端还分别设置有伺服电机A(8‑3)和伺服电机B(8‑6)，伺服电机A(8‑3)和伺服电机B(8‑6)分别驱动滑块A(8‑2)和滑块B(8‑5)；直线滑台A(8‑1)与上顶板(7)为刚性固定连接；滑块B(8‑5)通过其下面的螺栓连接有高度调节器(6)，调节器(6)的下端设置有牙科手机夹具(10)，牙科手机夹具(10)内设置有牙科手机(11)。...

【技术特征摘要】
1.一种切向超声波辅助牙科手机口腔高速调磨修复模拟装置，主要包括固定机架和超
声辅助模拟修复实验机。其特征在于，固定机架由上顶板(7)，下底板(13)和立柱(12)
组成，下底板(13)与立柱(12)间为螺纹连接，上顶板(7)四角与立柱(12)的对应
位置设置有通孔，上顶板(7)通过通孔及上下螺母与立柱(12)进行螺纹固定。
下底板(13)为中空结构，其中空部分为矩形形状，该矩形的中空结构内设置有小底
板(1)，小底板(1)的上面设置有测力仪(2)，测力仪(2)的上面设置有定位板(3)，
定位板(3)的一端设置有切向超声振动系统(11)；该切向超声振动系统(11)包括固定
装置(11-6)，所述固定装置(11-6)由相互垂直的两板式结构组成；其水平的板式结构的
两边设置有两对相对称的定位孔，固定装置(11-6)通过该定位孔固定在定位板(3)的一
端；其垂直的板式结构的上部设置有一圆孔，圆孔的内侧设置有变幅杆(11-1)，变幅杆
(11-1)的前端通过大螺母(11-2)与连接杆(11-3)进行螺纹连接，连接杆(11-3)的前
端设置有牙科材料夹具(11-5)；变幅杆(11-1)的后端、圆孔的外侧设置有换能器(11-4)，
换能器(11-4)外接电源后，带动牙科材料夹具(11-5)作切向振动；在牙科材料夹具(11-5)
的下面、定位板(3)的上面设置有接水盘(4)，接水盘(4)内设置有挡水板(5)；
上顶板(7)的下面设置有二维运动系统(8)，二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，宋晓菲，杨佳俊，杨凯弘，程骞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12