本發(fā)明涉及口腔醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于測試無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度的試驗(yàn)箱。

背景技術(shù)：

無托槽隱形正畸矯治器(以下簡稱“矯治器”)采用樹脂膜片制作，是一種曲面復(fù)雜的薄殼體，其受力情況復(fù)雜，不易模擬計(jì)算。但是矯治器需要在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)保持韌性和結(jié)構(gòu)完整以達(dá)到矯治效果，因此需要驗(yàn)證矯治器所用膜片是否能夠達(dá)到疲勞度要求。

申請?zhí)枮?01310002856.8的中國專利公開了一種用于測試牙齒矯治器的疲勞試驗(yàn)機(jī)，通過模擬上、下頜的相對平移運(yùn)動(dòng)，對佩戴在牙齒模型上的牙齒矯治器進(jìn)行反復(fù)的接觸和摩擦，來考察矯治器的磨損情況。這類抗疲勞試驗(yàn)機(jī)只能測試矯治器耐磨性能。但是這類無托槽有隱形正畸矯治器不同于傳統(tǒng)的矯治器，佩戴這類矯治器需要保持良好的口腔衛(wèi)生習(xí)慣，在進(jìn)食、刷牙、使用牙線等前必須摘除，在飲用碳酸飲料前也需要摘除，否則矯治器的透明度、美觀度會降低，而且易導(dǎo)致牙齒齲壞，口腔異味，牙齦發(fā)炎等問題。通常平均每天需要摘戴矯治器數(shù)十次，頻繁的摘戴也會導(dǎo)致矯治器發(fā)生變形，因此需要在試驗(yàn)過程加以體現(xiàn)。顯然，現(xiàn)有的抗疲勞試驗(yàn)機(jī)不具有這樣的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的抗疲勞試驗(yàn)機(jī)無法測試無托槽隱形正畸矯治器膜片能夠經(jīng)受的摘戴次數(shù)的上述缺陷，提供一種無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱，矯治器在運(yùn)動(dòng)期間完全浸在仿真唾液中，在口腔溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，并且具有極限模式和勝任模式供選擇。

本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱，包括箱體，箱體內(nèi)設(shè)有唾液箱，唾液箱內(nèi)設(shè)有上頜仿真部件和下頜仿真部件，上、下頜仿真部件上均設(shè)有仿真牙列，上頜仿真部件的下方設(shè)置上頜摘戴仿真部件，下頜仿真部件的上方設(shè)置上頜摘戴仿真部件，所述上、下頜摘戴仿真部件均包括基體，基體與仿真牙列對應(yīng)的位置設(shè)有彈性鉤，上下往復(fù)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上頜仿真部件與上頜摘戴仿真部件之間相對開合，下頜仿真部件與下頜摘戴之間相對開合。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱，其特征在于，所述上、下頜仿真部件固定設(shè)置在唾液箱內(nèi)，上下往復(fù)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上頜摘戴仿真部件和下頜摘戴仿真部件上、下運(yùn)動(dòng)。

上述技術(shù)方案，進(jìn)一步地，所述上頜摘戴仿真部件與下頜摘戴仿真部件為一個(gè)整體，彈性鉤設(shè)置在基體的上、下兩面。

上述技術(shù)方案，進(jìn)一步地，所述上、下頜摘戴仿真部件固定設(shè)置在唾液箱內(nèi)，上下往復(fù)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上、下頜仿真部件上、下運(yùn)動(dòng)。

上述技術(shù)方案，進(jìn)一步地，還包括溫度控制裝置，所述溫度控制裝置包括A/D轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器和加熱裝置。

根上述技術(shù)方案，進(jìn)一步地，還包括仿真唾液補(bǔ)充機(jī)構(gòu)，所述仿真唾液補(bǔ)充機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)液箱、壓液配重、滑輪和補(bǔ)液馬達(dá)，補(bǔ)液箱底部與唾液箱連通。

上述技術(shù)方案，進(jìn)一步地，所述彈性鉤為橡膠鉤。

上述技術(shù)方案，進(jìn)一步地，還包括監(jiān)測裝置。

本發(fā)明公開的無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱，能夠?qū)颊叩恼鎸?shí)口腔生理環(huán)境進(jìn)行模擬，從而對牙齒矯治器的產(chǎn)品性能指標(biāo)、尤其是材料性能指標(biāo)進(jìn)行測試；模式選擇靈活，操作簡單。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例1上頜仿真部件31的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)施例1下頜仿真部件32的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實(shí)施例1是擺動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)上頜仿真部件初始位置示意圖；

圖5是實(shí)施例1是擺動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)上頜仿真部件咬合示意圖；

圖6是實(shí)施例2下頜摘戴仿真部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是實(shí)施例2下頜摘戴仿真部件彈性鉤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是實(shí)施例2擺動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下頜摘戴仿真部件運(yùn)動(dòng)示意圖；

圖9是實(shí)施例3一體式摘戴仿真部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是實(shí)施例3擺動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)一體式摘戴仿真部件摘戴示意圖；

圖11是實(shí)施例4仿真唾液補(bǔ)充機(jī)構(gòu)示意圖；

圖12是實(shí)施例1的控制框圖。

上述各圖中：1、箱體；2、唾液箱；21、仿真唾液；3、上頜仿真部件；32、下頜仿真部件；4、加熱裝置；5、溫度控制裝置；6、步進(jìn)電機(jī)；7、擺動(dòng)系統(tǒng)；8、工作臺；92、下頜摘戴仿真部件；921、摘戴基體；922、彈性鉤；10、一體式摘戴仿真部件；121、補(bǔ)液箱；122、壓液配重；123、滑輪；124補(bǔ)液馬達(dá)。

具體實(shí)施方式

為了能夠更加清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開的具體實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱，包括箱體1，由工程塑料內(nèi)襯保溫材料制作，頂部留有可封閉的通道，用于固定內(nèi)部設(shè)備。

箱體1外設(shè)有控制面板(圖中未畫出)，控制面板上設(shè)有咬合啟動(dòng)/停止按鍵和次數(shù)輸入按鍵；箱體1內(nèi)設(shè)有唾液箱2，唾液箱2內(nèi)注有仿真唾液21，上頜仿真部件31和下頜仿真部件32浸沒在仿真唾液21中。

仿真唾液21通過溫度控制裝置5保持溫度接近人體口腔內(nèi)唾液的溫度。如圖12所示，溫度控制裝置5包括A/D轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器和加熱裝置4。溫度傳感器采集唾液箱中唾液的溫度，A/D轉(zhuǎn)換器將溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對設(shè)定的溫度與實(shí)測溫度進(jìn)行比較，如果實(shí)測值小于設(shè)定值，則控制系統(tǒng)通過光電耦合器向繼電器發(fā)送電平信號，使得加熱裝置4開始加熱。當(dāng)實(shí)測溫度等于或者大于設(shè)定值，加熱裝置4停止加熱。

圖2和圖3分別為上頜仿真部件31和下頜仿真部件32的結(jié)構(gòu)示意圖。上頜仿真部件31包括仿上頜形狀的基座311，基座上固定設(shè)置齒列312。下頜仿真部件包括仿下頜形狀的基座321，基座上固定設(shè)置齒列322。

上、下頜仿真部件31、32被分別固定在設(shè)置在唾液箱1中，其中上頜仿真部件31以可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與擺動(dòng)系統(tǒng)7相連接，使得擺動(dòng)系統(tǒng)7可驅(qū)動(dòng)上頜仿真部件31上、下轉(zhuǎn)。

如圖4所示，擺動(dòng)系統(tǒng)7驅(qū)動(dòng)上頜仿真部件31作開合運(yùn)動(dòng)的示意圖。例如，在圖4中示出了擺動(dòng)系統(tǒng)7啟動(dòng)前的初始位置。下頜仿真部件32通過下方的工作臺8和水平臂來支撐，在垂直方向上不會發(fā)生運(yùn)動(dòng)。上頜仿真部件31與擺動(dòng)系統(tǒng)7形成可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的連接。在圖4所示的初始位置，上頜仿真部件31向上方張開一定角度，以模擬人體口腔的開口狀態(tài)。

在試驗(yàn)箱1的控制面板上設(shè)置預(yù)置動(dòng)作次數(shù)，按下咬合按鍵，控制系統(tǒng)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送啟動(dòng)命令，通過伺服驅(qū)動(dòng)器使步進(jìn)電機(jī)6開始工作，步進(jìn)電機(jī)6啟動(dòng)后，如圖5所示，擺動(dòng)系統(tǒng)開始運(yùn)行，該擺動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)上頜仿真部件圍繞其與傳動(dòng)軸向下擺動(dòng)，使得上頜仿真部件31與下頜仿真部件32相接觸，從而使佩戴在上、下頜仿真部上的待測牙齒矯治器發(fā)生接觸。上述過程重復(fù)進(jìn)行，可以模擬人體上、下頜的反復(fù)咬合動(dòng)作。通過所述控制系統(tǒng)，可以控制上、下頜咬合的頻率和速度即力度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，擺動(dòng)系統(tǒng)與上、下頜仿真部件之間的耦連關(guān)系并不限于上面借助附圖所示的具體實(shí)施例，而是可以作出各種替代和變體。例如，可以使擺動(dòng)系統(tǒng)與下頜仿真部件相耦連。

本申請中的控制系統(tǒng)可以是專用或通用的計(jì)算機(jī)，也可以是具有數(shù)據(jù)處理和控制能力的控制器。例如，所述計(jì)算機(jī)或控制器可具有集成的處理器、存儲器和/或顯示設(shè)備。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱，包括箱體1，由工程塑料內(nèi)襯保溫材料制作，頂部留有可封閉的通道，用于固定內(nèi)部設(shè)備。

箱體外設(shè)有控制面板，控制面板上設(shè)有咬合啟動(dòng)/停止按鍵和次數(shù)輸入按鍵；箱體內(nèi)設(shè)有唾液箱，唾液箱內(nèi)注有仿真唾液，下頜摘戴仿真部件92和下頜仿真部件32浸沒在仿真唾液中。

下頜仿真部件32的結(jié)構(gòu)參考圖3。下頜摘戴仿真部件92的結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括摘戴基體921，摘戴基體921上與上、下頜仿真部件上的齒列對應(yīng)的位置平行設(shè)有兩排彈性鉤922，具體結(jié)構(gòu)如圖7所示，彈性鉤922的自由端具有一定的彈性形變能力，平行設(shè)置的兩排彈性之間的距離允許頜或下頜仿真部件進(jìn)出。

下頜仿真部件32被固定在設(shè)置在唾液箱1中，下頜摘戴仿真部件92以可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與擺動(dòng)系統(tǒng)7相連接，使得擺動(dòng)系統(tǒng)7可驅(qū)動(dòng)下頜摘戴仿真部件92上、下轉(zhuǎn)。

在試驗(yàn)箱控制面板上設(shè)置預(yù)置動(dòng)作次數(shù)，按下咬合按鍵，控制系統(tǒng)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送啟動(dòng)命令，通過伺服驅(qū)動(dòng)器使步進(jìn)電機(jī)開始工作，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后，如圖8所示，擺動(dòng)系統(tǒng)開始運(yùn)行，該擺動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下頜摘戴仿真部件92圍繞其與傳動(dòng)軸上、下擺動(dòng)。當(dāng)下頜摘戴仿真部件92向上運(yùn)動(dòng)，彈性鉤將矯治器摘下，向下運(yùn)動(dòng)，將矯治器壓入下頜仿真部件32的齒列上。通過所述控制系統(tǒng)，可以控制摘戴的頻率。彈性鉤的結(jié)構(gòu)使矯治器在摘到過程中準(zhǔn)備到位，其受力方式接近實(shí)際摘戴過程中的受力方式。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實(shí)施例經(jīng)過簡單變形可將上頜仿真部件固定，將上頜摘戴仿真部件進(jìn)行上、下擺動(dòng)，當(dāng)下頜摘戴仿真部件向上運(yùn)動(dòng)，彈性鉤將矯治器摘下，向下運(yùn)動(dòng)，將矯治器壓入下頜仿真部件的齒列上。

實(shí)施例3

一種無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱，包括箱體，箱體外設(shè)有控制面板，控制面板上設(shè)有咬合啟動(dòng)/停止按鍵和次數(shù)輸入按鍵；箱體內(nèi)設(shè)有唾液箱，唾液箱內(nèi)注有仿真唾液，一體式摘戴仿真部件92、上頜仿真部件31和下頜仿真部件32均浸沒在仿真唾液中。

上、下頜仿真部件31、32的結(jié)構(gòu)參考圖2和圖3。一體式摘戴仿真部件10的結(jié)構(gòu)如圖9所示，包括摘戴基體921，摘戴基體921的上、下兩面分別設(shè)有與上、下頜仿真部件上的齒列對應(yīng)的彈性鉤922，彈性鉤的具體結(jié)構(gòu)參考圖6和圖7所示。

下頜仿真部件32被固定在設(shè)置在唾液箱1中，一體式摘戴仿真部件10設(shè)置在上、下頜仿真部件31、32之間，以可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與擺動(dòng)系統(tǒng)7相連接，使得擺動(dòng)系統(tǒng)7可驅(qū)動(dòng)一體式摘戴仿真部件10上、下轉(zhuǎn)。

在試驗(yàn)箱控制面板上設(shè)置預(yù)置動(dòng)作次數(shù)，按下咬合按鍵，控制系統(tǒng)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送啟動(dòng)命令，通過伺服驅(qū)動(dòng)器使步進(jìn)電機(jī)開始工作，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后，如圖10所示，擺動(dòng)系統(tǒng)開始運(yùn)行，該擺動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)一體式摘戴仿真部件10圍繞其與傳動(dòng)軸上、下擺動(dòng)。在上下往復(fù)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下上、下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)上下兩個(gè)矯治器的摘戴，工作效率大大提高。當(dāng)一體式摘戴仿真部件10向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，基體上方的彈性鉤將上頜仿真部件上的矯治器摘下，同時(shí)基體將矯治器推入下頜仿真機(jī)構(gòu)；當(dāng)一體式摘戴仿真部件10向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，基體下方的彈性鉤將下頜仿真部件上的矯治器摘下，同時(shí)基體將矯治器推入上頜仿真機(jī)構(gòu)。

實(shí)施例4

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，增加仿真唾液補(bǔ)充機(jī)構(gòu)。如圖11所示，仿真唾液補(bǔ)充機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)液箱121、壓液配重122、滑輪123和補(bǔ)液馬達(dá)124，補(bǔ)液箱121底部與唾液箱2連通，補(bǔ)液馬達(dá)124通過滑輪123實(shí)現(xiàn)壓液配重122的下移，從而將補(bǔ)液箱121內(nèi)的液體壓入唾液箱2中。

疲勞度試驗(yàn)箱還包括一監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測佩戴在上、下頜仿真部件上的牙齒矯治器是否斷裂。該監(jiān)測裝置在本實(shí)施例中例如可通過攝像頭來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的無托槽隱形正畸矯治器膜片疲勞度試驗(yàn)箱具有極限模式和勝任模式。

(1)極限模式

測定最大咬合次數(shù)：在試驗(yàn)箱控制面板上設(shè)置預(yù)置動(dòng)作次數(shù)，咬合仿真運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作，記錄動(dòng)作次數(shù)，到執(zhí)行完畢后，若矯治器仍完整，再次設(shè)置預(yù)置動(dòng)作次數(shù)，繼續(xù)動(dòng)作，一直到矯治器破裂。記錄下最終的工作次數(shù)。

測定最大咬合次數(shù)：當(dāng)上、下摘戴仿真部件的移動(dòng)次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)后，控制系統(tǒng)發(fā)出命令，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。若矯治器仍具有復(fù)合要求的彈性，再次設(shè)置預(yù)置動(dòng)作次數(shù)，繼續(xù)動(dòng)作，一直到矯治器發(fā)生的塑形形變超出范圍。記錄下最終的工作次數(shù)。

(2)勝任模式

此模式下為測試矯治器的指定摘戴次數(shù)或者咬合次數(shù)下矯治器的勝任長度，即完整性和功能性測試。方法為在試驗(yàn)箱控制面板上設(shè)置預(yù)置動(dòng)作次數(shù)，開始動(dòng)作，摘戴記錄動(dòng)作次數(shù)，到執(zhí)行完畢后，檢查矯治器的完整，以及外形尺寸的保持程度，判斷矯治器是否能提供足夠的功能。

在使用時(shí)，咬合仿真運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝樹脂制作的仿真牙列，矯治器佩戴在牙列上，注入仿真唾液，控制試驗(yàn)箱內(nèi)溫度到人類口腔溫度范圍內(nèi)。選擇一種測試模式，開始測試并在測試完成后記錄該測試的結(jié)果，并以圖形圖像等方式分析該型矯治器的測試表現(xiàn)，提出破壞形式原因分析和改進(jìn)意見。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”、“相連”等術(shù)語均應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接或一體連接；可以使直接連接，也可以通過中間媒介間接連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

以上所述的實(shí)施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。