本發(fā)明是關(guān)于牙體預(yù)備與修復(fù)體調(diào)磨的牙科切割器械，具體涉及一種超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)。

背景技術(shù)：

在口腔修復(fù)領(lǐng)域，牙體預(yù)備與修復(fù)體表面調(diào)磨是口腔臨床治療中應(yīng)用頻率最高的重要程序之一。它被廣泛的用于修復(fù)體就位前的牙體組織預(yù)備及修復(fù)體就位后的表面修磨手術(shù)中，即醫(yī)生利用牙科切割器械對(duì)牙體組織或修復(fù)體的外形進(jìn)行切削去除、磨改、拋光等操作，以便調(diào)整修復(fù)體與牙頜系統(tǒng)的咬合、協(xié)調(diào)關(guān)系，這是保證修復(fù)體實(shí)現(xiàn)正常口腔生理功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

牙科手機(jī)夾持車針高速旋轉(zhuǎn)是目前口腔切割手術(shù)的常規(guī)方法。然而，在常規(guī)牙體/修復(fù)體切割調(diào)磨操作中，牙科車針在高速旋轉(zhuǎn)磨拋所引發(fā)的振動(dòng)、噪音、磨具產(chǎn)熱過高、切削力過大等物理現(xiàn)象，如果不適當(dāng)加以控制或消除，不僅對(duì)牙體/修復(fù)體表面造成損傷，影響其臨床使用性能，而且會(huì)傷及修復(fù)體周圍的軟組織、刺激牙髓，給患者造成嚴(yán)重痛苦與損失。顯然，隨著牙科患者對(duì)修復(fù)質(zhì)量及舒適度要求的不斷提高，常規(guī)牙科切割方法已經(jīng)不能滿足臨床要求。因此，如何改善常規(guī)牙科切割技術(shù)，減少其對(duì)患者造成的不適，實(shí)現(xiàn)安全、快速、高質(zhì)牙科切割調(diào)磨手術(shù)是口腔修復(fù)臨床亟待解決的問題。

近年超聲技術(shù)在工業(yè)加工領(lǐng)域已經(jīng)得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。研究表明，在傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械加工基礎(chǔ)上加入超聲振動(dòng)系統(tǒng)不僅能夠提高材料去除率，還能夠顯著降低切削力，并獲得良好的加工表面質(zhì)量，尤其在硬脆難加工材料(如陶瓷材料)領(lǐng)域顯示了明顯的優(yōu)勢(shì)，并在生產(chǎn)中得到了推廣與應(yīng)用。目前，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域采用超聲骨刀利用超聲波對(duì)硬組織的破碎能力可以針對(duì)骨及牙體組織進(jìn)行切割，不損傷軟組織，特別適合于骨手術(shù)時(shí)對(duì)軟組織的保護(hù)。但是超聲骨刀是一種非旋轉(zhuǎn)式切割，切削力小，切割效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式切割方式，應(yīng)用范圍有限。鑒于超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)復(fù)合加工技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域所顯現(xiàn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，我們?cè)谇捌谘芯炕A(chǔ)上，在常規(guī)牙科旋轉(zhuǎn)切割技術(shù)上加入超聲振動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一種適用于牙體切割手術(shù)的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)復(fù)合牙科手機(jī)，以期提高切割效率的同時(shí)改善牙體預(yù)備及修復(fù)體表面調(diào)磨質(zhì)量，這將對(duì)開創(chuàng)一種新型牙科切割手術(shù)方法具有重要的里程碑意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種既能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又能實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)的牙科直手機(jī)，與現(xiàn)有常規(guī)牙科手機(jī)相比，不僅能夠提高切割效率，而且可以顯著降低磨削力，改善修復(fù)表面質(zhì)量。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)，包括機(jī)殼和車針，機(jī)殼由機(jī)頭殼1、前手柄殼2和后手柄殼3依次連接組成，機(jī)頭殼1呈圓錐狀，前手柄殼2和后手柄殼3呈圓柱狀；其特征在于，機(jī)殼的前部即機(jī)頭殼1和前手柄殼2部位設(shè)置有超聲振子，超聲振子由變幅桿5、主桿8和換能器組成，所述換能器由壓電陶瓷環(huán)6和電極環(huán)7組成；

變幅桿5具有大徑和小徑，主桿8也具有大徑和小徑；變幅桿5的大徑端部具有內(nèi)螺紋，主桿8的小徑端部具有外螺紋，變幅桿5和主桿8通過螺紋相連接；變幅桿5和主桿8的圓心處設(shè)置有貫通的細(xì)孔，供冷卻水用；變幅桿5的小徑前端設(shè)置有外螺紋，通過外螺紋與車針32相連接；主桿8的小徑上設(shè)置有絕緣管13，絕緣管13上相間地設(shè)置有四片壓電陶瓷環(huán)6和5片電極環(huán)7，第1、3、5片電極環(huán)和第2、4片電極環(huán)分別與兩根電極線10相連接；超聲振子的外周設(shè)置有空心軸14，空心軸14具有大徑和小徑，空心軸14的大徑前部?jī)?nèi)孔處設(shè)置有肩臺(tái)14-2，肩臺(tái)14-2處設(shè)置有墊片25，墊片25上設(shè)置有u型孔25-1；空心軸14大徑后部對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)線孔14-1；空心軸14臨近導(dǎo)線孔14-1的大徑末端設(shè)置有電磁內(nèi)圈22和電磁外圈21；在空心軸14的外周、電磁線圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有套筒26，套筒26的后端即電磁線圈一端設(shè)置有兩對(duì)稱導(dǎo)線槽26-1；兩根電極線10通過墊片25的兩u型孔25-1，再通過空心軸14上對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線孔14-1和套筒26上的導(dǎo)線槽26-1與電磁內(nèi)圈22相連接；

換能器與空心軸14和墊片25之間的空隙設(shè)置有換能器密封樹脂11；

主桿8的末端設(shè)置有水接頭9，水接頭9與主桿8之間采用水接頭密封樹脂12進(jìn)行密封；空心軸14的小徑端設(shè)置有水孔14-3，使冷卻水通過空心軸14流向水接頭9，水接頭9與空心軸14之間設(shè)置有密封環(huán)9-1；

空心軸14的小徑位于后手柄殼3部位，空心軸14小徑的尾部設(shè)置有通孔14-4，通過離合器穿釘18與離合器17連接；空心軸14小徑還設(shè)置有離合器彈簧15和離合器卡套16；

空心軸14大徑的頂端設(shè)置有固定蓋27，兩者通過螺紋相連接；空心軸14大徑外部還設(shè)置有軸肩14-5，該軸肩14-5處設(shè)置有大軸承20；

套筒26設(shè)置在空心軸14大徑上，套筒26前端與大軸承20相接觸，套筒26后端的導(dǎo)線槽26-1與電磁內(nèi)圈22前端相抵，電磁內(nèi)圈22的后端與空心軸14大徑的末端齊平并且設(shè)置有大t型臺(tái)墊30，大t型臺(tái)墊30套在空心軸14大徑與小徑交界處的小徑上，大t型臺(tái)墊30的另一側(cè)為小徑端，該小徑端設(shè)置有小軸承19，小軸承19另一側(cè)還設(shè)置有小t型臺(tái)墊31，小t型臺(tái)墊31與后手柄殼3相固定，從而固定住大軸承20、電磁內(nèi)圈22和小軸承19；小t型臺(tái)墊31的小徑端還設(shè)置有密封環(huán)；

套筒26的外周設(shè)置有階梯套筒28，階梯套筒28也具有大徑和小徑；階梯套筒28的大徑端與大軸承20的外圈相抵，階梯套筒28小徑端設(shè)置有電磁外圈彈簧29，電磁外圈彈簧29的另一端與電磁外圈21前端相接觸，電磁外圈21的后端與后手柄殼3相固定。

后手柄殼3內(nèi)設(shè)置有兩電極孔道24，電極孔道24末端設(shè)置有電極接頭23，電極孔道24內(nèi)的電極線與電極接頭23相連，電極接頭23與牙科手機(jī)馬達(dá)的電極相連接，為電磁外圈21供電。

所述超聲振子的頻率為20～80khz。

所述主桿8的外徑為8～10mm，空心軸14的內(nèi)徑為13～15mm，套筒26的內(nèi)徑為15～17mm，階梯套筒28的內(nèi)徑為20～22mm，變幅桿5的前端到主桿8后端的總體長(zhǎng)度為65～70mm，殼體外徑最大處的直徑不大于27mm，機(jī)殼總體長(zhǎng)度不大于100mm。

所述車針32的前端為實(shí)體棒狀，直徑為1mm，設(shè)置有出水孔；后端設(shè)置有內(nèi)螺紋，與變幅桿5相連接；車針32的工作轉(zhuǎn)速為10000～40000r/min。

所述機(jī)頭殼1內(nèi)設(shè)置有擋板4，用于防止冷卻水內(nèi)濺。

本發(fā)明提供了一種用于牙體預(yù)備及修復(fù)體調(diào)磨的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)復(fù)合牙科手機(jī)，與臨床現(xiàn)有的牙科手機(jī)相比，法向力最大可降低10～50％，切向力最大降低30～40％，同時(shí)可減小了表面粗糙度且切削邊緣完整性得到明顯改善。

本發(fā)明的目的，是克服現(xiàn)有技術(shù)的噪聲大、磨削力過大、舒適性差的缺點(diǎn)，提供一種既能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又能實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)的牙科直手機(jī)，不僅能夠提高切割效率，而且可以顯著降低磨削力和噪聲，改善修復(fù)表面質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)的整體外觀示意圖；

圖2是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)整體剖面圖；

圖3是本發(fā)明的超聲振子與空心軸正面圖剖面圖；

圖4是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)車針示意圖；

圖5是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)墊片示意圖；

圖6是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)套筒示意圖；

圖7是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)階梯套筒示意圖；

圖8是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)大t型臺(tái)墊示意圖；

圖9是本發(fā)明的超聲振動(dòng)旋轉(zhuǎn)牙科直手機(jī)小t型臺(tái)墊示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

1——機(jī)頭殼2——前手柄殼

3——后手柄殼4——擋板

5——變幅桿6——壓電陶瓷環(huán)

7——電極環(huán)8——主桿

9——水接頭9-1——密封環(huán)

10——電極線11——換能器密封樹脂

12——水接頭密封樹脂13——絕緣管

14——空心軸14-1——導(dǎo)線孔

14-2——肩臺(tái)14-3——水孔

14-4——通孔15——離合器彈簧

16——離合器卡套17——離合器

18——離合器穿釘19——小軸承

20——大軸承21——電磁外圈

22——電磁內(nèi)圈23——電極接頭

24——電極孔道25——墊片

25-1——u型孔26——套筒

26-1——導(dǎo)線槽27——固定蓋

28——階梯套筒29——電磁外圈彈簧

30——大t型臺(tái)31——小t型臺(tái)

32——車針

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明采用常規(guī)材料的常規(guī)生產(chǎn)工藝進(jìn)行制備。

參見圖1，本發(fā)明的機(jī)殼由機(jī)頭殼1、前手柄殼2和后手柄殼3依次連接組成，機(jī)頭殼1呈圓錐狀，前手柄殼2和后手柄殼3呈圓柱狀。

參見圖2、圖3，機(jī)殼的前部即機(jī)頭殼1和前手柄殼2內(nèi)設(shè)置有超聲振子，超聲振子由變幅桿5、主桿8和換能器組成，所述換能器由壓電陶瓷環(huán)6和電極環(huán)7組成；超聲振子的頻率為29～40khz。

變幅桿5具有大徑和小徑，主桿8也具有大徑和小徑；變幅桿5的大徑端部具有內(nèi)螺紋，主桿8的小徑端部具有外螺紋，變幅桿5和主桿8通過螺紋相連接；變幅桿5和主桿8的圓心處設(shè)置有貫通的細(xì)孔，供冷卻水用；變幅桿5的小徑前端設(shè)置有外螺紋，通過外螺紋與車針32相連接；主桿8的小徑上設(shè)置有絕緣管13，絕緣管13上相間地設(shè)置有四片壓電陶瓷環(huán)6和5片電極環(huán)7，第1、3、5片電極環(huán)和第2、4片電極環(huán)分別與兩根電極線10相連接；超聲振子的外周設(shè)置有空心軸14，空心軸14具有大徑和小徑，空心軸14的大徑前部?jī)?nèi)孔處設(shè)置有肩臺(tái)14-2，肩臺(tái)14-2處設(shè)置有墊片25，墊片25上設(shè)置有u型孔25-1(見圖5)；空心軸14大徑后部對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)線孔14-1；空心軸(14)臨近導(dǎo)線孔14-1的大徑末端設(shè)置有電磁內(nèi)圈22和電磁外圈21；在空心軸14的外周、電磁線圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有套筒(26)，套筒26的后端即電磁線圈一端設(shè)置有兩對(duì)稱導(dǎo)線槽26-1(見圖6)；兩根電極線10通過墊片25的兩u型孔25-1，再通過空心軸14上對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線孔14-1和套筒26上的導(dǎo)線槽26-1與電磁內(nèi)圈22相連接；

所述主桿8的外徑為8～10mm，空心軸(14)的內(nèi)徑為13～15mm，套筒(26)的內(nèi)徑為15～17mm，階梯套筒(28)的內(nèi)徑為20～22mm，變幅桿5的前端到主桿8后端的總體長(zhǎng)度為65～70mm，殼體外徑最大處的直徑不大于27mm，機(jī)殼總體長(zhǎng)度不大于100mm，便于手持操作。

參見圖4，所述車針32的前端為實(shí)體棒狀，直徑為1mm，設(shè)置有出水孔；后端設(shè)置有內(nèi)螺紋，與變幅桿5相連接；車針32的工作轉(zhuǎn)速為10000～40000r/min。

換能器與空心軸14和墊片25之間的空隙設(shè)置有換能器密封樹脂11；

主桿8的末端設(shè)置有水接頭9，水接頭9與主桿8之間采用水接頭密封樹脂12進(jìn)行密封；空心軸14的小徑端設(shè)置有水孔14-3，使冷卻水通過空心軸14流向水接頭9，水接頭9與空心軸14之間設(shè)置有密封環(huán)9-1；

空心軸14的小徑位于后手柄殼3部位，空心軸14小徑的尾部設(shè)置有通孔14-4，通過離合器穿釘18與離合器17連接；空心軸14小徑還設(shè)置有離合器彈簧15和離合器卡套16；

空心軸14大徑的頂端設(shè)置有固定蓋27，兩者通過螺紋相連接；空心軸14大徑外部還設(shè)置有軸肩14-5，該軸肩14-5處設(shè)置有大軸承20；

套筒26套在空心軸14大徑上，套筒26前端與大軸承20相接觸，套筒26后端的導(dǎo)線槽26-1與電磁內(nèi)圈22前端相抵，電磁內(nèi)圈22的后端與空心軸14大徑的末端齊平并且設(shè)置有大t型臺(tái)墊30，大t型臺(tái)墊30套在空心軸14大徑與小徑的交界處的小徑上，大t型臺(tái)墊30的另一側(cè)為小徑端(見圖8)，該小徑端設(shè)置有小軸承19，小軸承19另一側(cè)還設(shè)置有小t型臺(tái)墊31(見圖9)，小t型臺(tái)墊31與后手柄殼3相固定，從而固定住大軸承20、電磁內(nèi)圈22和小軸承19；小t型臺(tái)墊31的小徑端還設(shè)置有密封環(huán)；

套筒26的外周設(shè)置有階梯套筒28，階梯套筒28也具有大徑和小徑(見圖7)；階梯套筒28的大徑端與大軸承20的外圈相抵，階梯套筒28小徑端設(shè)置有電磁外圈彈簧29，電磁外圈彈簧29的另一端與電磁外圈21前端相接觸，電磁外圈21的后端與后手柄殼3相固定。

后手柄殼3內(nèi)設(shè)置有兩電極孔道24，電極孔道24末端設(shè)置有電極接頭23，電極孔道24內(nèi)的電極線與電極接頭23相連，電極接頭23與馬達(dá)電極相連接，為電磁外圈21供電。

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括空心軸14、離合器彈簧15、離合器卡套16、離合器17、離合器穿釘18、小軸承19、大軸承20。大軸承20安裝在空心軸14的前部，小軸承19安裝在空心軸14的后部，爪型離合器17安裝在空心軸14的尾部。動(dòng)力通過離合器17傳到空心軸14上，帶動(dòng)空心軸14高速旋轉(zhuǎn)。

非接觸電能傳輸系統(tǒng)主要包括電磁外圈21、電磁內(nèi)圈22、電極接頭23。電磁外圈21和電磁內(nèi)圈22都纏有電磁線圈，電磁外圈21的電磁線圈通過電極孔道24與電極接頭23相連，電極接頭23與馬達(dá)電極相連接。馬達(dá)傳輸交變電壓，經(jīng)過電磁外圈21時(shí)通過電磁感應(yīng)傳輸?shù)诫姶艃?nèi)圈22，電磁內(nèi)圈22又將電能通過電極線10傳到換能器。電磁外圈21和電磁內(nèi)圈22實(shí)現(xiàn)了非接觸傳電。電磁外圈21的外徑小于22mm，高度小于10mm。

超聲振子設(shè)置在空心軸14內(nèi)，非接觸電能傳輸系統(tǒng)的電磁內(nèi)圈22設(shè)置在空心軸14的后端，電磁外圈21設(shè)置在殼體上，空心軸14高速旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)超聲振子和電磁內(nèi)圈22高速轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁外圈21在殼體上保持靜止不動(dòng)。電磁外圈21通過電磁感應(yīng)將電能傳給隨空心軸14高速旋轉(zhuǎn)的電磁內(nèi)圈22，電磁內(nèi)圈22為超聲振動(dòng)系統(tǒng)供電，使其做超聲振動(dòng)，這樣位于變幅桿5前端的牙科手機(jī)車針32就實(shí)現(xiàn)了同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和超聲振動(dòng)。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。