直角坐標型正畸弓絲彎制機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，用于代替牙科彎絲技師來進行正畸弓絲的彎制工作。
【背景技術】
[0002]醫(yī)學實踐已經證明，正畸弓絲彎制機構能夠輔助正畸弓絲彎制技術人員完成不同種類曲的彎制，降低工作強度，提高正畸弓絲彎制效率，為此出現了多種輔助彎絲機構，一般是通過手動半自動完成或只能實現平面內曲的自動彎制。本實用新型提出一種直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，不僅可以實現空間曲的彎制，并能夠根據不同患者的需要，實現幾種不同曲率轉角的彎制。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型提出了一種解決現有的彎絲機構僅適于平面曲的彎制及輔助技術人員手工半自動彎絲的局限，并可彎制T形曲和不同曲率的轉角的直角坐標型正畸弓絲彎制機器人。
[0004]本實用新型采用以下技術方案來解決現有的技術問題。
[0005]本實用新型直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，其特征在于:包括支撐箱體、正畸弓絲位姿控制機構、絲旋轉機構、正畸弓絲支撐塊、彎絲旋轉模模塊、彎絲固定模模塊、彎絲旋轉模位姿控制機構、擋絲機構，弓絲位姿控制機構由沿X-Y方向相互垂直的兩個絲杠螺母運動平臺交叉構成，主體實現沿X方向的正畸弓絲進給，并可沿Y方向進行微調，絲旋轉機構通過第一 L型板螺紋連接在弓絲位姿控制機構沿X方向運動的螺母運動平臺上，通過固定連接在旋轉電機上的三爪卡盤夾緊并帶動正畸弓絲旋轉，弓絲另一端通過正畸弓絲支撐塊，弓絲支撐塊位于X方向運動的螺母運動平臺末端，與運動平臺一體，彎絲旋轉模位姿控制機構由沿Y-Z方向相互垂直的兩個絲杠螺母運動平臺通過第二 L型板連接構成，沿Y方向安裝在支撐箱上表面，位于弓絲位姿控制機構末端左側，彎絲旋轉模模塊通過第三L型板螺紋連接在彎絲旋轉模位姿控制機構上，彎絲固定模模塊安裝于支撐箱體內部，位于旋轉模下方，固定模透過支撐箱體伸出，擋絲機構沿Y方向安裝在支撐箱體上表面，與旋轉模位姿控制機構沿X方向對稱。
[0006]進一步，所述的弓絲位姿控制機構帶動弓絲沿Y方向微調，改變正畸弓絲與彎曲模的相對位置空間，實現一種新的T形曲的彎制流程。
[0007]進一步，所述的彎絲固定模采用偏心階梯軸式設計，通過第二 Z方向絲杠螺母運動平臺控制彎絲固定模的位置。
[0008]進一步，所述的彎絲旋轉模末端開槽，正畸弓絲嵌入槽內，帶動弓絲上下運動，減小彎制回轉曲弓絲自身干涉，并采用滑塊與頂絲配合，改變固定模與旋轉模的相對位置。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]1.本實用新型具有結構簡單、便于搬運和成本低廉的優(yōu)點；
[0011]2.本實用新型采用現有標準件絲杠螺母運動平臺搭建來完成X、Y、Z三個方向的運動，減少非標的設計和加工，采用組合式直角坐標機器人形式實現正畸弓絲三維空間的位姿控制，既滿足運動要求又減小控制難度；
[0012]3.本實用新型具有改變正畸弓絲彎制角度曲率半徑的特點；
[0013]4.本實用新型采用了一種新的彎制T形曲的流程。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的送絲模塊結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的旋轉模及其位姿控制機構結構示意圖；
[0017]圖4為本實用新型固定模模塊結構示意圖；
[0018]圖5為本實用新型擋絲模塊結構示意圖；
[0019]圖6為本實用新型旋轉模末端結構示意圖；
[0020]圖7為本實用新型T形曲的彎制流程圖。
[0021]圖中，1-X向絲杠螺母運動平臺；2-步進電機；3-三爪卡盤；4-正畸弓絲；5-第一絲杠螺母運動平臺支撐塊；6_第二 Y向絲杠螺母運動平臺；7_第二 L型板；8_第一 Z向絲杠螺母運動平臺；9_步進電機支撐塊；10_步進電機；11-齒形帶；12_帶輪；13_第二 L型板；14-彎絲旋轉模；15-階梯式彎絲固定模；16-擋絲桿；17-支撐箱體；18-第二絲杠螺母運動平臺支撐塊；19_第三Y向絲杠螺母運動平臺；20_正畸弓絲支撐塊；21_第二 Z向絲杠螺母運動平臺；22_第一 Y向絲杠螺母運動平臺；23_第一 L型板；24_滑塊；25_槽；26_頂絲。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖和使用對本實用新型作進一步說明。
[0023]結合圖1~6所示，直角坐標型正畸弓絲彎制機器人由支撐箱體17、正畸弓絲位姿控制系統(tǒng)、彎絲旋轉模及位姿控制系統(tǒng)、彎絲固定模模塊、擋絲機構組成。
[0024]所述的支撐箱體17起到支撐、固定作用，其可以單獨固定，也可以固定到移動裝置上。
[0025]所述的正畸弓絲位姿控制系統(tǒng)下部是第一 Y向絲杠螺母運動平臺22的底部通過螺紋連接在支撐箱體17的上表面，上端是通過與之螺紋連接位于其上方并與之交叉垂直的X向絲杠螺母運動平臺I ;上部是三爪卡盤3的一端夾緊正畸弓絲的一端4，另一端通過卡頭連接套固定連接在步進電機2的伸出軸上，正畸弓絲4的另一端通過正畸弓絲支撐塊20，兩部分通過L型板采用螺紋方式連接，絲杠螺母運動平臺1、22及步進電機2運動相互配合用于正畸弓絲位姿控制。
[0026]所述的彎絲旋轉模及位姿控制系統(tǒng)是第一絲杠螺母運動平臺支撐塊5通過螺紋連接在支撐箱體17上表面，第二 Y向絲杠螺母運動平臺6通過螺紋連接在第一絲杠螺母運動平臺支撐塊5上，第二 L型板7的底部通過螺紋連接在第二 Y向絲杠螺母運動平臺6上，側面通過螺紋連接第一 Z向絲杠螺母運動平臺8，第三L型板13的一面通過螺紋連接在第一 Z向絲杠螺母運動平臺8的滑動平臺上，另一面上部通過螺紋連接步進電機支撐塊9和帶輪12，進電機支撐塊9上方通過螺紋連接步進電機10，步進電機10伸出軸通過齒形帶11帶動帶輪12轉動，帶輪12下方位于第三L型板13下部固定連接彎絲旋轉模14，絲杠螺母運動平臺6、8及步進電機10運動相互配合用于彎絲旋轉模位姿控制。
[0027]所述的彎絲旋轉模14末端開槽25，正畸弓絲嵌入槽25內，帶動弓絲上下運動，減小彎制回轉曲弓絲自身干涉，并采用滑塊24與頂絲26配合，改變固定模與旋轉模的相對位置。
[0028]所述的彎絲固定模模塊是第二 Z向絲杠螺母運動平臺21頂部通過螺紋連接在支撐箱體17內部，階梯式彎絲固定模15固定連接在第二 Z向絲杠螺母運動平臺21的滑動平臺側面，作為正畸弓絲的彎制支點改變彎絲曲率半徑。
[0029]所述的擋絲機構是第二絲杠螺母運動平臺支撐塊18通過螺紋連接在支撐箱體17上表面，第三Y向絲杠螺母運動平臺19通過螺紋連接在第二絲杠螺母運動平臺支撐塊18上，擋絲桿16固定安裝在第三Y向絲杠螺母運動平臺19的滑動平臺側面。
[0030]結合圖7，本實用新型彎制T形曲的流程是這樣實現的:以階梯式彎絲固定模15為支點，通過彎絲旋轉模14帶動正畸弓絲4在指定位置點①?⑧繞固定模旋轉，為減小在按順序彎制時點②與點⑦引起的干涉，本實用新型采用按點①、②、③、④、⑤、⑦、⑧、⑥的彎制順序進行T形曲的彎制。
[0031]使用前，各絲杠螺母運動平臺先進行復位、歸零到預先設定好的零位置，并通過手動將正畸弓絲的一端通過正畸弓絲支撐塊20，另一端夾緊在三爪卡盤3上。
[0032]使用時，所述的正畸弓絲位姿控制系統(tǒng)通過正畸弓絲支撐塊20將正畸弓絲4送至固定模15的右端，絲杠螺母運動平臺6、8將彎絲旋轉模14送至正畸弓絲4的右端，正畸弓絲4位于旋轉模14和固定模15之間，通過絲杠螺母運動平臺22控制正畸弓絲4在旋轉模14和固定模15之間的相對位置，既正畸弓絲4彎制支點的位置，通過控制旋轉模14相對固定模15的逆時針轉動實現在平面內彎制正畸弓絲4，通過第二 Z向絲杠螺母運動平臺21推動固定模15沿Z方向運動，用不同階梯軸的固定模15控制正畸弓絲彎角的曲率半徑，通過步進電機2帶動三爪卡盤3從而帶動正畸弓絲4相對旋轉模14和固定模15產生轉動，實現更換彎絲平面的效果，從而實現空間內曲的彎制，通過第三Y向絲杠螺母運動平臺19推動擋絲桿16限制弓絲在彎制過程中彎絲支點與正畸弓絲支撐塊20之間產生的凸翹變形。
[0033]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，包括支撐箱體、正畸弓絲位姿控制機構、絲旋轉機構、正畸弓絲支撐塊、彎絲旋轉模、彎絲固定模、彎絲旋轉模位姿控制機構、擋絲機構，其特征在于:所述的弓絲位姿控制機構由沿X-Y方向交叉垂直的兩個絲杠螺母運動平臺構成，絲旋轉機構安裝在弓絲位姿控制機構螺母運動平臺上，由旋轉電機和夾緊機構組成，正畸弓絲支撐塊位于X向螺母運動平臺末端，彎絲旋轉模位姿控制機構由沿Y-Z方向相互垂直的兩個絲杠螺母運動平臺構成，位于弓絲位姿控制機構末端左側，彎絲旋轉模通過第二 L型板安裝在彎絲旋轉模位姿控制機構上，彎絲固定模安裝于支撐箱體內部，位于旋轉模下方，固定模透過支撐箱體伸出，擋絲機構安裝在支撐箱上表面，與旋轉模位姿控制機構沿X方向對稱。
2.根據權利要求1所述的直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，其特征在于:所述的正畸弓絲位姿控制機構由交叉垂直的絲杠螺母運動平臺組成，可實現正畸弓絲沿X、Y兩個方向位置控制，從而與彎絲模配合實現新的T形曲的彎制流程。
3.根據權利要求1所述的直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，其特征在于:所述的彎絲固定模采用偏心階梯軸式設計。
4.根據權利要求1所述的直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，其特征在于:所述的彎絲旋轉模由旋轉電機通過帶輪傳動，以增大彎絲扭矩。
5.根據權利要求1所述的直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，其特征在于:所述的彎絲旋轉模末端開槽，并采用滑塊與頂絲配合的方式，改變固定模與旋轉模的相對位置。
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供直角坐標型正畸弓絲彎制機器人，包括支撐箱體、正畸弓絲位姿控制機構、絲旋轉機構、正畸弓絲支撐塊、彎絲旋轉模、彎絲固定模、彎絲旋轉模位姿控制機構、擋絲機構，弓絲位姿控制機構由沿X-Y方向交叉垂直的兩個絲杠螺母運動平臺構成，絲旋轉機構安裝在弓絲位姿控制機構螺母運動平臺上，由旋轉電機和夾緊機構組成，正畸弓絲支撐塊位于X向螺母運動平臺末端，彎絲旋轉模位姿控制機構由沿Y-Z方向相互垂直的兩個絲杠螺母運動平臺構成，位于弓絲位姿控制機構末端左側，彎絲旋轉模通過第二L型板安裝在彎絲旋轉模位姿控制機構上，彎絲固定模安裝于支撐箱體內部，位于旋轉模下方，固定模透過支撐箱體伸出，擋絲機構安裝在支撐箱上表面，與旋轉模位姿控制機構沿X方向對稱。
【IPC分類】A61C7-02
【公開號】CN204562423
【申請?zhí)枴緾N201520063481
【發(fā)明人】姜金剛, 王釗, 張永德, 金明亮
【申請人】哈爾濱理工大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年1月29日