一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验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牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置及测试方法，包括有用于牙齿正畸矫正的弓丝，实验台面，固定连接在实验台面上且固定并预紧弓丝的弓丝固定预紧机构，同时测量弓丝预紧力的预紧力测试机构，带有悬臂梁并通过悬臂梁给弓丝施加载荷的摩擦测试机构，以及通过悬臂梁的受力反馈并用于测量数据的数据采集系统；所述摩擦测试机构驱动悬臂梁沿弓丝长度方向往复摩擦弓丝；本发明专利技术通过数显拉力计可以量化弓丝预紧力对实验结果的影响，精确地控制实验变量，使实验结果更为可靠有效，对深入研究预紧力的变化对弓丝托槽摩擦磨损性能的影响有很大的帮助，为弓丝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。

A Friction and Wear Testing Device and Method for Tooth Orthodontic Bracket

【技术实现步骤摘要】
一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置及测试方法
本专利技术涉及口腔正畸学研究设备领域，尤其涉及的是一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置及测试方法。
技术介绍
错颌畸形作为一种临床常见症状，不仅会导致口腔功能异常、容易引发疾病，而且严重影响美观，因而错颌畸形的矫正在文明高度发展的现代社会中越来越受人们欢迎。在正畸治疗中，最为重要的治疗手段之一便是使用由弓丝和托槽组成的牙齿矫正器，弓丝托槽的摩擦磨损性能也因此成为了口腔正畸学的研究重点之一。通过选择合适的弓丝托槽材料、规格、表面加工方法、固定方式、载荷大小来尽可能地减小弓丝托槽间的摩擦力，可以极大地提高治疗效率、降低牙周损害。因此，模拟弓丝托槽实际工作状态时的相对滑动情况，并准确测量弓丝托槽间的摩擦力大小，可以为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。目前的设备一般采用弓丝和托槽相互接触进行往复运动，弓丝在施加载荷和运动过程中会使预紧力等参数产生变化，对实验结果产生影响，达不到高精度测试并得到准确性数据的实验要求。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牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置及测试方法，旨在解决现有实验设备中弓丝受压和运动导致预紧量等参数产生变化，对实验结果产生影响，达不到高精度测试并得到准确性数据的问题。本专利技术的技术方案如下：一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置，包括有用于牙齿正畸矫正的弓丝，实验台面，固定连接在实验台面上且固定并预紧弓丝的弓丝固定预紧机构，固定安装在实验台面上且与所述弓丝固定预紧机构配合夹紧并绷直所述弓丝同时测量弓丝预紧力的预紧力测试机构，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；所述摩擦测试机构驱动悬臂梁沿弓丝长度方向往复摩擦弓丝。进一步，所述弓丝固定预紧机构包括有位于悬臂梁同一侧且固定安装在实验台面上的底座，沿弓丝的长度方向固定连接在底座上的导轨，套设在导轨上并沿导轨滑移的预紧滑块，通过预紧滑块上开设的腰形孔把预紧滑块固定在底座上的固定螺钉，螺旋连接在预紧滑块侧面且拧紧后末端抵靠导轨的定位螺钉，固定连接在导轨表面的预紧块，通过螺纹孔连接在预紧块上且末端抵靠预紧滑块的预紧螺钉，以及固定连接在预紧滑块上并压紧弓丝末端的压块。进一步，所述预紧力测试机构包括有固定连接在实验台面上的卧式测试机架，固定连接在卧式测试机架上的拉力计固定板，固定连接在拉力计固定板上的数显拉力计，连接在数显拉力计上的连接杆，以及固定连接在连接杆末端的夹头，所述夹头与所述弓丝固定预紧机构分别固定连接弓丝的两端并绷紧弓丝。进一步，所述摩擦测试机构包括有固定在实验台面上的三轴位移台，固定连接在三轴位移台上并由三轴位移台驱动沿X轴、Y轴以及Z轴三个方向移动的悬臂梁，固定连接在悬臂梁的末端且呈“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弓丝接触并沿弓丝长度方向上往复摩擦。进一步，所述三轴位移台包括有三轴平移组件，连接三轴平移组件并为沿弓丝长度方向移动轴提供动力的电动机，电性连接电动机并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。进一步，所述力传感器分布在悬臂梁的上表面、下表面和两侧面。进一步，所述计算机控制所述电机控制器。进一步，所述弓丝与所述实验台面平行，所述弓丝长度方向与悬臂梁垂直。一种如上述的弓丝托槽摩擦磨损实验装置的测试方法，包括有以下步骤：对托槽进行装夹和固定；对弓丝进行装夹和固定，并通过所述弓丝固定预紧机构施加预紧力；对托槽进行位置调整和载荷施加；启动摩擦测试机构；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，本专利技术通过数显拉力计可以实时测量摩擦中弓丝的预紧力大小，量化弓丝预紧力对实验结果的影响，控制托槽运动摩擦弓丝，能够精确地控制实验变量，使实验结果更为可靠有效，对深入研究预紧力的变化对弓丝托槽摩擦磨损性能的影响有很大的帮助，为弓丝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牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置的结构示意图。图3为本专利技术实施例中摩擦测试机构和弓丝固定预紧机构的结构局部示意图。图4为本专利技术实施例中摩擦测试机构的结构示意图。图5为本实施例一种基于弓丝托槽摩擦磨损实验装置的测试方法的流程图。图中：2、弓丝；3、弓丝固定预紧机构；4、预紧力测试机构；5、摩擦测试机构；6、数据采集系统；31、底座；32、导轨；33、预紧滑块；34、腰形孔；35、预紧螺钉；36、压块；37、固定螺钉；38、预紧块；39、定位螺钉；41、卧式测试机架；42、拉力计固定板；43、数显拉力计；44、连接杆；45、夹头；51、三轴位移台；511、三轴平移组件；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牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置以及测试方法，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、图2所示，本专利技术提供了一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置，包括有用于牙齿正畸矫正的弓丝2，水平放置的实验台面（图示中未标注），固定连接在实验台面上且固定并预紧弓丝2的弓丝固定预紧机构3，测量弓丝预紧力的预紧力测试机构4，带有悬臂梁52并通过悬臂梁52给弓丝2施加载荷的摩擦测试机构5，以及通过悬臂梁52的受力反馈并用于测量数据的数据采集系统6。通过弓丝固定预紧机构3和预紧力测试机构4把弓丝2水平拉直，并通过预紧力测试机构4测量弓丝的预紧力大小，通过带悬臂梁52的摩擦测试机构5对弓丝2进行反复摩擦，使悬臂梁52受力产生形变，再通过数据采集系统6检测悬臂梁52的受力反馈从而分析得到弓丝2的摩擦磨损数据。如图1，图3所示，弓丝固定预紧机构3通过螺钉固定安装在实验台面上，弓丝固定预紧机构3包括有位于悬臂梁52同一侧且固定安装在实验台面上的底座31，在底座31上通过螺钉固定连接有导轨32，导轨32沿弓丝2的长度方向铺设，在导轨32上套设有预紧滑块33，预紧滑块33可沿导轨32滑移，在预紧滑块33上开设有腰形孔34，穿过腰形孔34并在底座31上螺旋连接有固定螺钉37，当预紧滑块33移动到特定位置时，通过固定螺钉37把预紧滑块33固定在底座31上，在预紧滑块33的侧面通过螺纹孔连接有定位螺钉39，拧紧定位螺钉39，其末端抵靠在导轨32侧面，使预紧滑块33与导轨32位置固定；在导轨32表面通过螺钉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置，包括有用于牙齿正畸矫正的弓丝，实验台面，其特征在于，还包括有固定连接在实验台面上且固定并预紧弓丝的弓丝固定预紧机构，固定安装在实验台面上且与所述弓丝固定预紧机构配合夹紧并绷直所述弓丝同时测量弓丝预紧力的预紧力测试机构，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；所述摩擦测试机构驱动悬臂梁沿弓丝长度方向往复摩擦弓丝。

【技术特征摘要】
1.一种牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置，包括有用于牙齿正畸矫正的弓丝，实验台面，其特征在于，还包括有固定连接在实验台面上且固定并预紧弓丝的弓丝固定预紧机构，固定安装在实验台面上且与所述弓丝固定预紧机构配合夹紧并绷直所述弓丝同时测量弓丝预紧力的预紧力测试机构，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；所述摩擦测试机构驱动悬臂梁沿弓丝长度方向往复摩擦弓丝。2.根据权利要求1所述的牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置，其特征在于，所述弓丝固定预紧机构包括有位于悬臂梁同一侧且安装在实验台面上的底座，沿弓丝的长度方向固定连接在底座上的导轨，套设在导轨上并沿导轨滑移的预紧滑块，通过预紧滑块上开设的腰形孔把预紧滑块固定在底座上的固定螺钉，螺旋连接在预紧滑块侧面且拧紧后末端抵靠导轨的定位螺钉，固定连接在导轨表面的预紧块，通过螺纹孔连接在预紧块上且末端抵靠预紧滑块的预紧螺钉，以及固定连接在预紧滑块上并压紧弓丝末端的压块。3.根据权利要求1所述的牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置，其特征在于，所述预紧力测试机构包括有固定连接在实验台面上的卧式测试机架，固定连接在卧式测试机架上的拉力计固定板，固定连接在拉力计固定板上的数显拉力计，连接在数显拉力计上的连接杆，以及固定连接在连接杆末端的夹头，所述夹头与所述弓丝固定预紧机构分别固定连接弓丝的两端并绷紧弓丝。4.根据权利要求1所述的牙齿正畸矫正弓丝托槽摩擦磨损实验装置，其特征在于，所述摩擦测试机构包括有固定在实验台面上的三轴位移台，固定...

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