用于控制牙髓马达的设备和方法技术

本发明专利技术描述用于控制电动马达，特别地用于移动牙髓仪器的电动马达(9)的方法和设备。设备具有第一传感器(8)和控制单元(2)。控制单元(2)具有驱动单元(4)、第二传感器(6)和处理单元(3)。处理单元(3)被配置成使牙髓仪器(7)执行运动序列(M1，M2)。该运动序列(M1，M2)包括连续前向运动(M1)和至少一个交替运动(M2)。该序列可包括额外的交替运动(M3)和/或反向运动(M4)。在该序列中的要执行的运动的数量和顺序取决于借助于传感器测量的反映施加到仪器的转矩负载的一组预定义阈值。

Equipment and method for controlling pulp motor

The invention describes a method and apparatus for controlling an electric motor, in particular an electric motor (9) for moving a dental pulp instrument. The device has a first sensor (8) and a control unit (2). The control unit (2) has a drive unit (4), a second sensor (6) and a processing unit (3). The processing unit (3) is configured to cause the pulp instrument (7) to perform a motion sequence (M1, M2). The motion sequence (M1, M2) includes a continuous forward motion (M1) and at least one alternating motion (M2). The sequence may include additional alternating motion (M3) and / or reverse motion (M4). The number and order of motions to be performed in this sequence depends on a set of predefined thresholds, measured by means of sensors, reflecting the torque load applied to the instrument.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制牙髓马达的设备和方法
本专利技术涉及用于控制用于移动牙髓仪器的电动马达的设备和方法。本专利技术还涉及被设计成移动牙髓仪器的电动马达。
技术介绍
存在市场上可买到的牙髓设备，其主要包括被设计成钻牙齿表面的牙根管仪器(特别是一个或多个可互换的牙髓锉)以及被设计成在预定工作运动(通常是单向旋转)中驱动所述仪器的相关电动马达。特别地，使用用于牙髓护理的不同类型的专用微型马达，所有微型马达具有非常类似的特性，与由设备在工作期间使用的锉的类型有关。所使用的马达都具有在大约8N/cm的最大转矩限制的情况下的在100和1000rpm之间的锉旋转速度。近年来，用于牙髓制备的镍钛仪器的使用变得更普遍。所述仪器可在具有由连接到牙髓马达的机头提供的连续旋转运动的牙根管中被使用，该马达能够实现在100和1000rpm之间的旋转速度。在该速度下的连续旋转能实现高性能高速工作。这样的旋转速度可以用在Ni-Ti仪器上，但不能用在传统钢制仪器上，因为Ni-Ti合金是超弹性的且因此是柔性的和弹性的(或具有形状记忆)，例如以使仪器能够在旋转时进入管，沿圆周切割牙质而没有变形，即使在顺着弯曲路径前进时。已知在往复或交替运动中驱动仪器的设备，其在旋转方向上在给定角度下首先顺时针以及然后逆时针旋转仪器，反之亦然。该顺时针/逆时针旋转循环可在治疗期间非常快速地重复。此外，在具有两个旋转方向时，仪器具有两个潜在的有用的方向，每个方向具有特定的功能。例如，锉可被设计有双重功能，其中锉在顺时针旋转时切割并在逆时针旋转时抛光，或者反过来。在这样的已知设备中，往复动作在预设角速度和不能被改变的角度下出现，且所述往复动作从运动的开始被维持，直到运动的结束为止。在当今时代，镍钛(Ni-Ti)牙根管仪器已经被开发出来，其能够执行往复运动并且其需要在两个旋转方向上的特定的旋转速度和角速度值，以便优化仪器的性能并最小化其缺点，例如在使用期间的损坏。特别地，仪器连续地运行并被促使在达到预定的设定阻抗转矩时以固定角度做往复运动。由Morita提交的US2015086937Al描述了用于根据由切割工具检测到的负载/转矩来驱动控制直接和反向旋转的牙髓仪器的方法。特别地，马达以连续旋转运动开始，直到达到某个转矩值为止。当达到预定转矩值之一时，预定往复动作开始。由Schlumbohm提交的DE102007011725B4描述了有具有预定值的往复或扭转功能的牙髓仪器。当从连续运动和扭转运动切换时存在延迟的时刻，反之亦然。由Nakanishi提交的EP2431004公开了用于牙科机头的马达控制方法，牙科机头被配置成当施加到切割工具的特定负载转矩超过预设极限时限制流经马达的马达电流。锉的旋转方向仅偶尔改变。由ForumEngineering提交的WO2010/109464公开了用于牙髓治疗的系统，牙髓治疗包括锉以某个频率并从某个角位置开始的沿着弧α(例如120°)的振荡。在某个时间之后，振荡中心的位置被推进(例如60°)，同时维持其它参数不变。振荡中心的位置沿着圆弧的推进被重复，直到整个圆被描绘完为止。由MoritaManufacturing提交的US2013/0224677公开了牙科治疗装置，其包括能够执行法向旋转、与法向旋转相反的旋转和所谓的扭转驱动的驱动单元。牙科装置包括控制器，其比较所检测到的施加于切割工具的负载与预定义的参考负载。当超过了这一参考负载时，控制器减小与反向旋转相对的法向旋转的旋转角速度，或者减小与反向旋转的旋转角度相对的法向旋转中的旋转角度。该现有技术的一个缺点是对用于牙髓仪器的材料的类型的依赖性，因为这些参数是苛刻的并且是所使用的特定材料预先设置的。已知的牙髓设备的另一缺点是当在管内部移动时仪器卡住或折断的风险。实际上，当在移动时，如果仪器由于太长而碰撞管壁，仪器可能经历意外的不受控制的前向加速度，其可能使仪器在牙根管内部卡住、被损坏和甚至折断。已知的牙髓设备的另一缺点是，与连续运动期间施加的压力相比，需要在往复运动期间在机头上和因此在牙髓仪器上施加更大的手动压力。这增加了牙髓仪器折断、碎屑朝着顶端被压紧以及牙本质缺陷(微裂缝)出现的风险，牙本质缺陷可能损坏牙齿并引起损失(抽取出来)。已知的牙髓设备的另一缺点是在具有固定往复运动的仪器的前向运动期间牙科材料会被朝着牙根管的底部推动。现有技术的另一缺点是，在设计对所测量的转矩做出响应的马达控制时，并不总是考虑牙髓仪器的移动的周期性往复运动(也被称为扭转驱动)的有益效果。现有技术的另一缺点是，虽然降低施加到牙髓锉的负载的旋转模式在本领域中是公知的，但没有公开允许切割力根据由仪器经受的阻力而减小或加强的模式。然而，提供增加前向旋转角和/或前向旋转角速度以防止牙科医生具有仪器的“停转”的感知并因此在仪器上施加不必要的力的功能就变得很重要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供用于控制电动马达、特别地能移动牙髓仪器的电动马达，以便在所有运动模式中并利用任何类型的牙髓仪器实现例如完全不间断的运动的设备和方法。本专利技术的另一方面是提供用于控制用于移动牙髓仪器的电动马达，以例如在牙髓成形期间在向前移动仪器所需的压力的必然减小的情况下实现牙根管的容易和流动的渗透的设备和方法。本专利技术的另一方面是提供用于控制用来移动牙髓仪器的电动马达，例如以与采用固定的预定参数和角度的固定往复动作相比减少被推离顶端的碎屑以及微裂缝的设备和方法。本专利技术的另一方面是提供用于控制用来移动牙髓仪器的电动马达的既有效又安全的设备和方法。本专利技术的另一方面是提供用于控制电动马达，特别地用来移动由任何镍钛合金制成的牙髓仪器的电动马达的使用简单的设备和方法。根据本申请，用于控制电动马达，特别地用于移动牙髓仪器的电动马达的设备和方法具有下面的优点：-提供在用于牙髓仪器的材料中的高程度的柔韧性，其针对常规的Ni-Ti仪器和热处理的Ni-Ti仪器进行了优化，-总是在适当的速度和转矩值下实现操作，-减小过大的转矩和压力被施加到仪器上的风险，-减小在牙髓仪器的材料内部的应力的累积，-减小停转的风险，-实现材料和碎屑从牙根管的连续移除，-用根据被治疗的牙根管的类型和所使用的仪器而连续和自动地调节的运动来实现牙髓仪器的激活。本专利技术涉及用于控制电动马达，特别地用于移动牙髓仪器的电动马达的设备，如在所附权利要求1中和由其优选实施方式定义的，如在权利要求2到20中所述的。本专利技术还涉及一种被设计成使用例如在所附权利要求21中定义的设备来旋转牙髓仪器的电动马达。本专利技术还涉及一种如在所附权利要求22到25中定义的用于控制电动马达，特别地用于移动牙髓仪器的电动马达的方法，以及一种如在权利要求26中定义的用于控制牙髓仪器的方法。用于控制用来移动工具，特别地移动牙髓仪器的电动马达的设备解决了在现有技术中依然存在的上面提到的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制用于移动工具、特别地用于移动牙髓仪器的电动马达的设备，所述设备被配置成当如所预期地被使用时使工具根据从传感器接收的信号来执行运动序列(M1，M2)，所述运动序列(M1，M2)包括：/n-初始运动(M1)，其是连续前向旋转，其中所述马达(9)在法向旋转方向上被驱动，引起在所述工具上的高转矩强度，并维持这样的运动，直到第一最大阈值极限(LM1)被超过为止；其中/n-当第一最大阈值极限(LM1)被超过时，所述设备被配置成切换到第一交替运动(M2)，其中所述马达(9)以交替旋转被驱动，引起在所述工具上的比初始运动(M1)低的转矩强度，并维持这样的运动，直到落在第一最小阈值(Lm1)之下为止；其中/n-当落在第一最小阈值(Lm1)之下时，所述设备被配置成切换回到初始运动(M1)，并进一步观察用于维持初始运动(M1)或切换到第一交替运动(M2)的条件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170323 IT 1020170000320451.一种用于控制用于移动工具、特别地用于移动牙髓仪器的电动马达的设备，所述设备被配置成当如所预期地被使用时使工具根据从传感器接收的信号来执行运动序列(M1，M2)，所述运动序列(M1，M2)包括：
-初始运动(M1)，其是连续前向旋转，其中所述马达(9)在法向旋转方向上被驱动，引起在所述工具上的高转矩强度，并维持这样的运动，直到第一最大阈值极限(LM1)被超过为止；其中
-当第一最大阈值极限(LM1)被超过时，所述设备被配置成切换到第一交替运动(M2)，其中所述马达(9)以交替旋转被驱动，引起在所述工具上的比初始运动(M1)低的转矩强度，并维持这样的运动，直到落在第一最小阈值(Lm1)之下为止；其中
-当落在第一最小阈值(Lm1)之下时，所述设备被配置成切换回到初始运动(M1)，并进一步观察用于维持初始运动(M1)或切换到第一交替运动(M2)的条件。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被配置成当如所预期地被使用时使所述工具执行第二交替运动(M3)，其中所述马达以交替旋转被驱动，引起在所述工具上的比所述第一交替运动(M2)低的转矩强度，以及
-其中当在第一交替运动(M2)的执行期间第二最大阈值(LM2)被超过时，从所述第一交替运动(M2)到所述第二交替运动(M3)的切换被触发；以及
-其中在所述第二交替运动(M3)中，当落在第二最小阈值(Lm2)或第三最小阈值(Lm3)之下时，所述设备被配置成切换回到以前运动(M1或M2)之一，特别地，当落在第三最小阈值(Lm3)之下时，所述设备切换回到所述初始运动(M1)，以及当落在第二最小阈值(Lm2)之下时，所述设备切换回到第一交替运动(M2)；以及
-其中当执行所述以前运动(M1，M2)时，用于维持所述以前运动(M1，M2)之一或用于切换到邻近运动的条件被观察。


3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述设备被配置成当如所预期地被使用时使所述工具执行最后运动(M4)，其中所述马达以连续反向旋转被驱动，引起在所述工具上的低转矩强度，其中当在所述第二交替运动(M3)的执行期间第三最大阈值(LM3)被超过时，从所述第二交替运动(M3)到最后运动(M4)的切换被触发。


4.根据权利要求3所述的设备，其中所述设备被配置成使得在最后运动M4中在预定义旋转角α4(αeffective>α4)的完成之后，所述设备被配置成自动切换到初始运动(M1)并进一步观察用于维持初始运动(M1)或切换到第一交替运动M2的条件。


5.一种用于控制用于移动工具、特别地用于移动牙髓仪器的电动马达(9)的设备，特别地根据权利要求1到4中的任一项所述的设备，所述设备包括：
-第一传感器(8)，其被设计成从所述电动马达(9)接收信号(S_mtr)并产生指示所述马达(9)的第一特征操作参数(RS；RD；RP；PS)的信号(S_snr1)。
-控制单元(2)，其与所述马达(9)和所述第一传感器(8)进行数据通信，所述控制单元(2)包括：
-驱动单元(4)，其被设计成借助于电源电压(S_drv)来给所述马达(9)供电；
-第二传感器(6)，其被设计成产生与所述马达(9)的第二操作参数成比例的反馈信号(S_snr2)，所述第二传感器(6)与所述驱动单元(4)进行数据通信；
-处理单元(3)，其与所述驱动单元(4)、所述第一传感器(8)和所述第二传感器(6)进行数据通信，所述处理单元(3)被设计成使所述牙髓仪器(7)通过根据从所述第一传感器(9)接收的所述第一信号(S_snr1)和从所述第二传感器(6)接收的所述第二信号(S_snr2)作用于所述电动马达(9)上来执行前向运动序列(M1，M2)，所述运动序列(M1，M2)包括：
-以连续前向运动(M1)开始，其中所述马达(9)以第一供应功率(PS1)、第一旋转速度(RS1)和第一旋转方向(RD1)以旋转被驱动；
-当第一阈值极限(LM1)被超过时，第一交替运动(M2)开始，其中所述马达(9)以第二供应功率值(PS2)、第二旋转速度(RS2)、第一顺时针旋转角(CWA2)、第一逆时针旋转角(CCWA2)以及在所述第一顺时针旋转角(CWA2)和所述第一逆时针旋转角(CCWA2)之间的第二暂停(RP2)以旋转被驱动。


6.根据权利要求5所述的设备，其中所述处理单元(3)被设计成使所述牙髓仪器(7)执行前向运动序列(M1，M2，M3)，其中当第二阈值极限(LM2)被超过时，第二交替运动(M3)开始，其中所述马达(9)以第三供应功率值(PS3)、第三旋转速度(RS3)、第三顺时针旋转角(CWA3)、第三逆时针旋转角(CCWA3)以及在所述第三顺时针旋转角(CWA3)和所述第三逆时针旋转角(CCWA3)之间的第三暂停(RP3)以旋转被驱动。


7.根据权利要求2到6中的任一项所述的设备，其中当所述第三阈值极限(LM3)在运动M3中被超过时，第四反向运动M4开始，其中所述马达(9)被驱动以从所述管撤回所述牙髓仪器(7)。


8.根据权利要求3到7中的任一项所述的设备，其中所述运动M4是连续反向旋转，其中所述马达(9)以第四供应功率(PS4)、第四旋转速度(RS4)和第四旋转方向(RD4)被驱动。


9.根据权利要求2到8中的任一项所述的设备，其中涉及所述前向运动(M1，M2，M3)的所述马达(9)的所述第一特征操作参数被选择，以满足下列规则中的一个或多个：
a)如果所述第一旋转方向(RD1)是顺时针的，则CWA2>CCWA2；
b)如果所述第一旋转方向(RD1)是逆时针的，则CWA2<CCWA2；
c)如果所述第一旋转方向(RD1)是顺时针的，则CWA3>CCWA3；
d)如果所述第一旋转方向(RD1)是逆时针的，则CWA3<CCWA3；
e)RS1>RS2>RS3；
e”)RS1<RS2>RS3；
f)|CWA2-CCWA2|>|CWA3-CCWA3|；
g)PS1<PS2<＝PS3。


10.根据权利要求2到8中的任一项所述的设备，其中涉及所述前向运动(M1，M2，M3)的所述马达(9)的所述第一特征操作参数被选择，以满足下列规则中的一个或多个：
a)如果所述第一旋转方向(RD1)是顺时针的，则CWA2>CCWA2；
b)如果所述第一旋转方向(RD1)是逆时针的，则CWA2<CCWA2；
c)如果所述第一旋转方向(RD1)是顺时针的，则CWA3>CCWA3；
d)如果所述第一旋转方向(RD1)是逆时针的，则CWA3<CCWA3；
e’)RS1<RS2<RS3；
f’)|CWA2-CCWA2|<|CWA3-CCWA3|；
g)PS1<PS2<＝PS3。


11.根据权利要求1到10中的任一项所述的设备，其中所述第二传感器(6)是被设计成产生与由所述马达(9)获取的电流成比例的反馈信号(S_snr2)并将所述信号发送到所述处理单元(3)的电流传感器。


12.根据权利要求1到10中的任一项所述的设备，其中所述第二传感器(6)是被设计成产生与由所述马达(9)吸收的力成比例的反馈信号(S_snr2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧金尼奥·佩杜利亚，
申请(专利权)人：欧金尼奥·佩杜利亚，
类型：发明
国别省市：意大利;IT