口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人，主要由基座、正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)、正畸弓絲自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、正畸弓絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)、正畸弓絲彎曲模塊組成。正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)固定在基座上，正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)L型支撐架與正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連接，這樣能實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的自轉(zhuǎn)和進(jìn)給。正畸弓絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)由正畸弓絲夾緊機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)組成，用于避免正畸弓絲彎制過程中出現(xiàn)震顫現(xiàn)象。正畸弓絲彎曲模塊由正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和正畸弓絲彎曲模具組成，在正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)和正畸弓絲自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的配合下，用于實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的空間三維彎制。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可以實(shí)現(xiàn)超彈性正畸弓絲的定量化彎制，提高正畸弓絲彎制效率和精度。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人，用于替代牙科醫(yī)師來進(jìn)行正畸弓 絲的彎制工作。 口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人

【背景技術(shù)】
[0002] 錯(cuò)頜畸形是一種常見的口腔疾病，主要表現(xiàn)形式為牙齒排列不齊、上下牙弓間的 牙頜關(guān)系異常、頜骨大小形態(tài)位置異常。錯(cuò)頜畸形不僅影響口腔健康和口腔功能，而且影響 容貌外觀；更甚者有可能造成因咀嚼功能降低而引起消化不良及胃腸疾病。我國是一個(gè)錯(cuò) 頜畸形疾病高發(fā)的國家。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前我國錯(cuò)頜畸形患病率達(dá)68%。固定矯治技術(shù) 是目前常見且有效的正畸治療的方法，固定矯治技術(shù)主要由矯治器與正畸弓絲來實(shí)現(xiàn)，矯 治器粘接于牙面，通過形變弓絲的形狀記憶性功能產(chǎn)生持續(xù)的生物力，移動(dòng)牙齒趨于平整， 恢復(fù)正常咬合。由于人體牙齒存在明顯的個(gè)體差異，矯治效率與效果在很大程度上取決于 正畸弓絲彎制的技巧。正畸?？漆t(yī)師往往需要較長時(shí)間的弓絲彎制訓(xùn)練，才能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn) 正畸治療的目的。盡管如此，基于手工的弓絲彎制不可以避免會(huì)產(chǎn)生手工勞動(dòng)的誤差，而且 手工的彎制，工作效率較低，在我國目前醫(yī)療資源短缺的情況下，不能滿足大量需要矯治人 口的需要。另一方面，正畸矯治弓絲具有多種材質(zhì)，除了不銹鋼絲以外，最常用的還有鎳鈦 合金絲、鈦鑰合金絲、澳大利亞絲（澳絲）。每種弓絲具有不同的彈性模量，對于非線性應(yīng)力 應(yīng)變的正畸弓絲，手工準(zhǔn)確彎制是非常困難的，而且耗時(shí)長、精度低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對以上問題，本實(shí)用新型提出一種口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人，利用機(jī)器人的位 姿精確控制能力和剛性保持能力，來替代醫(yī)師完成正畸弓絲的彎制工作，不僅操作精確，而 且能克服手工操作效率低、精度低、穩(wěn)定性差和強(qiáng)度大的缺點(diǎn)。
[0004] 基本技術(shù)方案是：
[0005] 口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人由基座、正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)、正畸弓絲自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、正畸弓 絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)、正畸弓絲彎曲模塊組成。正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)固定在基座上，采用X向絲 杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將電機(jī)的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為正畸弓絲X向的水平移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的進(jìn) 給；正畸弓絲自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用一個(gè)正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的三維彎制；正 畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)L型支撐架與正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連接，這樣既能 實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的自轉(zhuǎn)，又能實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的進(jìn)給；正畸弓絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)由正畸弓絲夾 緊機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)組成，正畸弓絲固定夾具一端固定在正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸上，一端用于 夾緊正畸弓絲，以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的夾緊并帶動(dòng)正畸弓絲旋轉(zhuǎn)到設(shè)定位置，弓絲支撐機(jī)構(gòu)由 正畸弓絲支撐架和L型支撐架組成，通過L型支撐架固定在基座上，正畸弓絲支撐架和L型 支撐架通過螺栓連接，正畸弓絲支撐架內(nèi)部帶有通孔，使得正畸弓絲可以從正畸弓絲支撐 架內(nèi)部穿過實(shí)現(xiàn)對正畸弓絲的支撐作用；正畸弓絲彎曲模塊由正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整 機(jī)構(gòu)、同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和正畸弓絲彎曲模具組成，正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)由Z 向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Y向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和L型連接架一組成，Z向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 和Y向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過L型連接架1連接在一起，實(shí)現(xiàn)正畸弓絲彎曲模塊Z向和Y 向的移動(dòng)；同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由同步齒形帶、帶輪、彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)支撐架和彎曲模具 旋轉(zhuǎn)電機(jī)組成，彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過螺栓固定在彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)支撐架上，通過聯(lián)軸 器與帶輪連接；正畸弓絲彎曲模具由固定軸和壓模組成，固定軸和壓模焊接在正畸弓絲彎 曲模具上，正畸弓絲彎曲模具通過軸承和同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 和正畸弓絲彎曲模具通過L型連接架二與正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相連接。本實(shí)用 新型結(jié)構(gòu)簡單，可以實(shí)現(xiàn)超彈性正畸弓絲的定量化彎制，提高正畸弓絲彎制效率和精度。
[0006] 本實(shí)用新型的有益效果是：1.本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、便于搬運(yùn)和成本低廉 的優(yōu)點(diǎn)；2.本實(shí)用新型通過三個(gè)絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)來完成X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，采用 組合式的方式實(shí)現(xiàn)正畸弓絲三維空間的位置移動(dòng)，既滿足了運(yùn)動(dòng)的要求又減小了控制的 難度；3.本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)正畸弓絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)，避免了正畸弓絲彎制過程中的震 顫，提高了正畸弓絲彎制的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0007]
[0008] 附圖1 : 口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 圖中：1 Ζ向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，2 L型連接架一，3 Υ向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，4 L型 連接架二，5同步齒形帶，6軸承，7正畸弓絲，8彎曲模具，9基座，10正畸弓絲支撐架， 11 L型支撐架，12正畸弓絲固定夾具，13 X向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，14正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī) L型支撐架，15正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)，16帶輪，17彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)支撐架，18彎曲模具旋 轉(zhuǎn)電機(jī)
[0010] 附圖2 : 口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人彎絲機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖中：19固定軸，20壓模。

【具體實(shí)施方式】 [0012]
[0013] 以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)及實(shí)施方式。
[0014] 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖如圖1和圖2所不。口腔正崎弓絲彎制機(jī)器人由基座 (9 )、正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)、正畸弓絲自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、正畸弓絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)、正畸弓絲彎曲模塊 組成。正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)固定在基座（9)上，采用X向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（13)將電機(jī)的自轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為正畸弓絲X向的水平移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的進(jìn)給；正畸弓絲自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用一 個(gè)正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)（15)實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲（7)的三維彎制；正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)（15) 通過正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)L型支撐架（14)與正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連接，這樣既能實(shí)現(xiàn)正畸弓 絲（7 )的自轉(zhuǎn)，又能實(shí)現(xiàn)正畸弓絲（7 )的進(jìn)給；正畸弓絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)由正畸弓絲夾緊機(jī) 構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)組成，正畸弓絲固定夾具（12)-端固定在正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸上，一端用于 夾緊正畸弓絲（7)，以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲（7)的夾緊并帶動(dòng)正畸弓絲（7)旋轉(zhuǎn)到設(shè)定位置，弓絲 支撐機(jī)構(gòu)由正畸弓絲支撐架（10 )和L型支撐架（11)組成，通過L型支撐架（11)固定在基 座（9 )上，正畸弓絲支撐架（10 )和L型支撐架（11)通過螺栓連接，正畸弓絲支撐架（10 )內(nèi) 部帶有通孔，使得正畸弓絲（7)可以從正畸弓絲支撐架（10)內(nèi)部穿過實(shí)現(xiàn)對正畸弓絲（7) 的支撐作用；正畸弓絲彎曲模塊由正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 和正畸弓絲彎曲模具（8)組成，正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)固定在基座（9)上，由Ζ向 絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（1 )、Υ向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（3)和L型連接架一（2)組成，Ζ向絲杠螺母 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（1)和Y向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（3)通過L型連接架一（2)連接在一起，實(shí)現(xiàn)正畸 弓絲彎曲模塊Z向和Y向的移動(dòng)；同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由同步齒形帶（5)、帶輪（16)、彎曲 模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)支撐架（17 )和彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)（18 )組成，彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)（18 )通過螺 栓固定在彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)支撐架（17)上，通過聯(lián)軸器與帶輪（16)連接；正畸弓絲彎曲模 具（8)由固定軸（19)和壓模（20)組成，固定軸（19)和壓模（20)焊接在正畸弓絲彎曲模具 (8)上，正畸弓絲彎曲模具（8)通過軸承（6)和同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；同步齒形帶傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)和正畸弓絲彎曲模具（8)通過L型連接架二（4)與正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相 連接。這樣就形成了口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人。
[0015] 本實(shí)用新型在使用時(shí)的過程如下：
[0016] 將正畸弓絲（7)的一端固定在正畸弓絲固定夾具（12)中，另一端穿過正畸弓絲支 撐架（10)到達(dá)彎曲模具（8)處；單片機(jī)控制口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人的X向絲杠螺母運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)（13)、Y向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（3)和Z向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（1)回到零點(diǎn)位置；X向絲杠 螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（13)正向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)送絲，正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)（15)實(shí)現(xiàn)正畸弓絲（7)的自轉(zhuǎn)， 彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)（18)旋轉(zhuǎn)通過帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使得彎曲模具（8)的固定軸（19)中線和壓模 (20)中線形成的平面與正畸弓絲（7)垂直，Υ向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（3)和Ζ向絲杠螺母運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)（1)移動(dòng)使得正畸弓絲（7)在彎曲模具（8)內(nèi)，正畸弓絲（7)的一端被正畸弓絲固定夾 具夾緊（12)以防止正畸弓絲（7)在彎制過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，固定軸（19)在彎制過程中 固定不動(dòng)，彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)（18)旋轉(zhuǎn)通過帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓模（20)繞著固定軸（19)的 回轉(zhuǎn)中心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋壓正畸弓絲（7)，這樣便完成正畸弓絲（7)-個(gè)彎制點(diǎn)的彎制成形。 依次這樣的過程，便可以實(shí)現(xiàn)三維空間正畸弓絲（7)的彎制。
【權(quán)利要求】
1. 口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人，其組成包括：基座、正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)、正畸弓絲自轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)、正畸弓絲夾緊與支撐機(jī)構(gòu)、正畸弓絲彎曲模塊；其特征在于：所述的正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu) 固定在基座上，正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過正畸弓絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)L型支撐架與正畸弓絲進(jìn)給機(jī)構(gòu) 相連接，這樣既能實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的自轉(zhuǎn)，又能實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的進(jìn)給。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人，其特征在于：所述的正畸弓絲夾 緊與支撐機(jī)構(gòu)由正畸弓絲夾緊機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)組成，正畸弓絲固定夾具一端固定在正畸弓 絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸上，一端用于夾緊正畸弓絲，以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲的夾緊并帶動(dòng)正畸弓絲旋轉(zhuǎn)到 設(shè)定位置，弓絲支撐機(jī)構(gòu)由正畸弓絲支撐架和L型支撐架組成，通過L型支撐架固定在基座 上，正畸弓絲支撐架內(nèi)部帶有通孔，使得正畸弓絲可以從正畸弓絲支撐架內(nèi)部穿過實(shí)現(xiàn)對 正畸弓絲的支撐作用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人，其特征在于：所述的正畸弓絲彎 曲模塊由正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和正畸弓絲彎曲模具組 成，正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)由Z向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Y向絲杠螺母運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和L 型連接架一組成，實(shí)現(xiàn)正畸弓絲彎曲模塊Z向和Y向的移動(dòng)；同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由同步齒 形帶、帶輪、彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)支撐架和彎曲模具旋轉(zhuǎn)電機(jī)組成；正畸弓絲彎曲模具由固定 軸和壓模組成，固定軸和壓模焊接在正畸弓絲彎曲模具上；同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和正畸弓 絲彎曲模具通過L型連接架二與正畸弓絲彎曲模塊位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相連接。
【文檔編號(hào)】A61C7/02GK203898469SQ201420143025
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】張永德, 姜金剛, 蔣濟(jì)雄 申請人:哈爾濱理工大學(xué)