一种方弓丝与托槽摩擦装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种方弓丝与托槽摩擦装置及测试方法，包括有用于牙齿正畸矫正的方弓丝，水平放置的实验台面，固定连接在实验台面上的角度位移台，固定连接在角度位移台上并拉直预紧方弓丝的固定预紧机构，位于固定预紧机构的一侧并固定安装在实验台面上且带有悬臂梁并通过悬臂梁给所述方弓丝施加载荷的摩擦测试机构，以及连接所述悬臂梁并通过悬臂梁的受力反馈后用于测量数据的数据采集系统；本发明专利技术通过所述固定预紧机构实现方弓丝的装夹和预紧，角度位移台实现方弓丝角度的自由调节，能模拟方弓丝和托槽在不同旋转角度下的配合摩擦状态，并通过高精度的激光位移传感器在实验过程中实时测量方弓丝所受预紧力，使实验结果更为可靠有效。

A Friction Device for Square Arch Wire and Bracket and Its Test Method

【技术实现步骤摘要】
一种方弓丝与托槽摩擦装置及测试方法
本专利技术涉及口腔正畸学研究设备领域，尤其涉及的是一种方弓丝与托槽摩擦装置及测试方法。
技术介绍
现代社会口腔牙齿的整齐与否不仅影响个人的咀嚼、语言表达等功能，而且很大程度上对一个人的社交和自信心建立产生影响，因此人们对牙齿的整齐健康和美观问题越来越重视。口腔正畸是对牙齿施加一定的矫正力，使其发生生理性移动，最终实现错颌畸形的矫治。在牙齿正畸矫正中常用的牙齿矫正器由弓丝和托槽组成。正畸力一般是通过弓丝的预定形状与牙齿的实际形状之间的差异引起的弓丝变形回复力实现。弓丝的形状、矫治力的大小和矫治扭矩的大小由正畸医师根据口腔牙齿实际排列情况进行判断选择。矫治过程中弓丝和托槽之间滑动产生的摩擦力对于矫治力的大小具有显著影响，降低弓丝托槽的摩擦力成为研究的主要目标。弓丝托槽间的摩擦力受弓丝的材料、形状、尺寸，托槽的类型和形状，托槽和弓丝的角度，结扎方式以及结扎力的大小和滑动速度等各方面因素影响，目前测试数据尚未完成。因此，模拟方弓丝托槽实际工作状态时的相对滑动情况，并准确测量方弓丝托槽间的摩擦力大小，可以为方弓丝托槽的设计制造、口腔医生的正畸治疗与正畸学相关研究提供有力的依据。在方弓丝和托槽摩擦磨损研究中，现有的摩擦实验装置大多只能对方弓丝与托槽正对着摩擦时的摩擦情况进行测量。然而方弓丝和托槽在口腔内使用过程中，方弓丝会不可避免地发生扭转或与托槽错位，形成一定的旋转角，导致现有测量设备测量不准确。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种方弓丝与托槽摩擦装置及测试方法，旨在解决现有实验设备中无法准确模拟方弓丝与托槽在不同旋转角度下摩擦的问题。本专利技术的技术方案如下：一种方弓丝与托槽摩擦装置，包括有用于牙齿正畸矫正的方弓丝，水平放置的实验台面，其特征在于，还包括有固定连接在实验台面上的角度位移台，固定连接在角度位移台上并拉直预紧方弓丝的固定预紧机构，位于固定预紧机构的一侧并固定安装在实验台面上且带有悬臂梁并通过悬臂梁给所述方弓丝施加载荷的摩擦测试机构，以及连接所述悬臂梁并通过悬臂梁的受力反馈后用于测量数据的数据采集系统；所述角度位移台的旋转轴心与方弓丝长度方向平行，所述角度位移台带动固定预紧机构转动；所述摩擦测试机构驱动悬臂梁沿方弓丝长度方向往复摩擦方弓丝。进一步，所述固定预紧机构包括有底座，固定连接在底座一端的固定块，开设在底座中间位置的丝杠安装槽，位于丝杠安装槽内并带有丝杠螺母的丝杠系统，安装在丝杠螺母上并通过丝杠转动在丝杠安装槽内移动的活动块，以及分别固定连接在固定块上表面和活动块上表面的方弓丝固定板；所述方弓丝两端通过方弓丝固定板分别压紧固定在固定块和活动块上。进一步，所述固定块上连接有2个方弓丝固定板，2个方弓丝固定板沿方弓丝长度方向排列；所述活动块上连接有2个方弓丝固定板，2个方弓丝固定板沿方弓丝长度方向排列。进一步，在固定块和活动块上位于固定方弓丝的表面开设有弓丝通槽，所述方弓丝固定在弓丝通槽内。进一步，所述固定预紧机构还包括有固定安装在活动块侧面上并用于测量活动块与固定块之间距离的激光位移传感器，以及与激光位移传感器配套电性连接的数据采集卡。进一步，所述摩擦测试机构包括有固定在实验台面上的摩擦三轴位移台，固定连接在摩擦三轴位移台的位移输出端上的悬臂梁，固定连接在悬臂梁的末端且带有凹槽并呈“凹”形的放置台，固定连接在放置台的凹槽内的托槽固定块，位于放置台凹槽内部且固定连接在托槽固定块上的托槽；所述托槽表面与所述方弓丝接触并沿方弓丝长度方向上往复摩擦。进一步，所述摩擦三轴位移台上控制位移输出端沿方弓丝长度方向上移动的移动轴上固定连接有电动机，在电动机上电性连接有用于控制电动机的电机控制器。进一步，所述数据采集系统包括有在悬臂梁上固定安装的若干力传感器，与力传感器电性连接的电桥盒，与电桥盒电性连接的应变放大器，与应变放大器电性连接的数据采集器，以及与数据采集器电性连接的计算机。一种如上述的方弓丝与托槽摩擦装置的测试方法，包括有以下步骤：对方弓丝进行装夹和固定，并施加预紧力；对托槽进行装夹和固定；调节角度位移台，使方弓丝和托槽之间实现预定旋转角度的配合；调节摩擦测试机构，使正畸托槽与方弓丝摩擦面接触，并进行载荷施加；启动摩擦测试机构对方弓丝与托槽往复摩擦；数据采集系统采集载荷信息和摩擦力信息并通过软件计算获取摩擦系数。与现有技术相比，本专利技术通过所述固定预紧机构实现方弓丝的装夹和预紧，角度位移台实现方弓丝角度的自由调节，能模拟方弓丝和托槽在不同旋转角度下的配合摩擦状态，并通过高精度的激光位移传感器在实验过程中实时测量方弓丝所受预紧力，使实验结果更为可靠有效，对深入研究不同旋转角度以及预紧力的变化对方弓丝托槽摩擦磨损性能的影响有很大的帮助，为弓丝和托槽摩擦磨损性能研究提供了一种更为可靠有效的模拟实验方法。附图说明图1为本专利技术实施例一种方弓丝与托槽摩擦装置的结构示意图。图2为图1的A部放大图。图3为本专利技术实施例中固定预紧机构的结构示意图。图4为本专利技术实施例中固定预紧机构的局部结构示意图。图5为本专利技术实施例中摩擦测试机构的结构示意图。图6为本实施例一种方弓丝与托槽摩擦装置的实验方法的流程图。图中：1、方弓丝；2、角度位移台；3、固定预紧机构；5、摩擦测试机构；6、数据采集系统；31、底座；32、固定块；33、丝杠安装槽；34、丝杠系统；35、活动块；36、方弓丝固定板；37、手轮；38、弓丝通槽；39、激光位移传感器；310、数据采集卡；51、摩擦三轴位移台；512、电动机；513、电机控制器；52、悬臂梁；53、放置台；54、销钉；55、托槽固定块；56、托槽；61、力传感器；62、电桥盒；63、应变放大器；64、数据采集器；65、计算机。具体实施方式本专利技术提供了一种方弓丝与托槽摩擦装置以及测试方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种方弓丝与托槽摩擦装置，包括有用于牙齿正畸矫正的方弓丝1，水平放置的实验台面（图示中未画出），通过螺钉固定连接在实验台面上的角度位移台2，角度位移台2是用来在小角度范围内精确旋转物体的装置，它绕着空间中的一个固定轴线进行旋转。角度位移台2与线性位移台相似，但它不是提供线性移动，而是绕着位移台安装面下方的一个固定轴旋转，使安装台翻转一点角度。现有角度位移台2已经实现标准化生产，属于机械领域的常规技术，具体结构不作详细说明。在角度位移台2上固定连接有固定预紧机构3，固定预紧机构3固定并预紧方弓丝1，角度位移台2的旋转轴心与方弓丝1长度方向平行，角度位移台2带动固定预紧机构3转动，进而预紧的方弓丝1跟随转动，位于固定预紧机构3的一侧设置有摩擦测试机构5，摩擦测试机构5带有悬臂梁52并通过悬臂梁52给方弓丝1施加载荷，以及设置有通过悬臂梁52的受力反馈并用于测量数据的数据采集系统6。如图1、图3所示，固定预紧机构3包括有通过螺钉固定连接在角度位移台2上的底座31，在底座31上沿方弓丝1长度方向的一端焊接有固定块32，固定块32垂直于底座31表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方弓丝与托槽摩擦装置，包括有用于牙齿正畸矫正的方弓丝，水平放置的实验台面，其特征在于，还包括有固定连接在实验台面上的角度位移台，固定连接在角度位移台上并拉直预紧方弓丝的固定预紧机构，位于固定预紧机构的一侧并固定安装在实验台面上且带有悬臂梁并通过悬臂梁给所述方弓丝施加载荷的摩擦测试机构，以及连接所述悬臂梁并通过悬臂梁的受力反馈后用于测量数据的数据采集系统；所述角度位移台的旋转轴心与方弓丝长度方向平行，所述角度位移台带动固定预紧机构转动；所述摩擦测试机构驱动悬臂梁沿方弓丝长度方向往复摩擦方弓丝。

【技术特征摘要】
1.一种方弓丝与托槽摩擦装置，包括有用于牙齿正畸矫正的方弓丝，水平放置的实验台面，其特征在于，还包括有固定连接在实验台面上的角度位移台，固定连接在角度位移台上并拉直预紧方弓丝的固定预紧机构，位于固定预紧机构的一侧并固定安装在实验台面上且带有悬臂梁并通过悬臂梁给所述方弓丝施加载荷的摩擦测试机构，以及连接所述悬臂梁并通过悬臂梁的受力反馈后用于测量数据的数据采集系统；所述角度位移台的旋转轴心与方弓丝长度方向平行，所述角度位移台带动固定预紧机构转动；所述摩擦测试机构驱动悬臂梁沿方弓丝长度方向往复摩擦方弓丝。2.根据权利要求1所述的方弓丝与托槽摩擦装置，其特征在于，所述固定预紧机构包括有底座，固定连接在底座一端的固定块，开设在底座中间位置的丝杠安装槽，位于丝杠安装槽内并带有丝杠螺母的丝杠系统，安装在丝杠螺母上并通过丝杠转动在丝杠安装槽内移动的活动块，以及分别固定连接在固定块上表面和活动块上表面的方弓丝固定板；所述方弓丝两端通过方弓丝固定板分别压紧固定在固定块和活动块上。3.根据权利要求2所述的方弓丝与托槽摩擦装置，其特征在于，所述固定块上连接有2个方弓丝固定板，2个方弓丝固定板沿方弓丝长度方向排列；所述活动块上连接有2个方弓丝固定板，2个方弓丝固定板沿方弓丝长度方向排列。4.根据权利要求3所述的方弓丝与托槽摩擦装置，其特征在于，在固定块和活动块上位于固定方弓丝的表面开设有弓丝通槽，所述方弓丝固定在弓丝通槽内。5.根据权利要求2所述的方弓丝与托槽摩擦装置，其特征在于，所述固定预紧机构还...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪朋飞，罗晓毅，刁东风，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44