專利名稱：一種用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置。
背景技術(shù)：
口腔疾病多發(fā)，牙齒病患最為常見，其中，由齲病誘發(fā)的口腔及全身心疾病嚴(yán)重影響著人體健康，我國(guó)齲病發(fā)病率高達(dá)80%，老年人患病率更高達(dá)98.4%，牙齒護(hù)理與治療刻不容緩。根據(jù)齲損程度，修復(fù)方式主要包括填料修復(fù)齲損(如復(fù)合樹脂、銀汞合金等)和整牙替換齲齒(如陶瓷、金屬種植牙等)，而修復(fù)的關(guān)鍵是口腔修復(fù)材料，研發(fā)可行材料，提高改善產(chǎn)品性能，對(duì)于滿足臨床需求，解決牙齒病患問(wèn)題，提供了直接有效的解決途徑。而在此過(guò)程中，齒科修復(fù)材料性能的準(zhǔn)確表征與評(píng)價(jià)，對(duì)于產(chǎn)品成功研發(fā)以及臨床順利應(yīng)用，具有重要的指導(dǎo)意義。齒科修復(fù)材料在服役過(guò)程中，因在口腔復(fù)雜環(huán)境條件下經(jīng)常進(jìn)行咀嚼、護(hù)理(如刷牙)等行為產(chǎn)生磨耗，從而影響到修復(fù)體美觀性，甚至造成生理功能的缺失，最終導(dǎo)致修復(fù)失敗。因此，模擬口腔環(huán)境下的耐摩擦性能是評(píng)價(jià)齒科修復(fù)材料的重要指標(biāo)之一，但目前，尚無(wú)針對(duì)齒科修復(fù)材料統(tǒng)一而完善的測(cè)試體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。口腔修復(fù)材料耐磨擦性能的相關(guān)研究，多采用自制裝置，建立于口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)，通過(guò)模擬口腔濕環(huán)境、磨損介質(zhì)、運(yùn)動(dòng)方式，對(duì)材料的表面形貌、質(zhì)量和體積進(jìn)行探究，并提出機(jī)理解釋。而刷牙過(guò)程是口腔修復(fù)材料在服役過(guò)程中受摩擦的另一種重要形式，按照每日刷牙三次計(jì)算，牙體受摩擦次數(shù)平均為200次，長(zhǎng)期刷牙過(guò)程勢(shì)必對(duì)材料造成損耗，而目前，刷牙過(guò)程對(duì)口腔修復(fù)材料耗損的測(cè)試裝置、研究評(píng)價(jià)體系鮮有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是設(shè)計(jì)制作一種機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于模擬不同口腔環(huán)境及運(yùn)動(dòng)作用條件下的刷牙過(guò)程，有效的 測(cè)試口腔修復(fù)材料的體外耐摩擦性能，完善口腔修復(fù)材料的性能評(píng)價(jià)體系。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，其特征在于，包括機(jī)架，機(jī)架上固定有角鋼、直線導(dǎo)軌和升降臺(tái)底座，角鋼上固定有電機(jī)，電機(jī)連接往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接牙刷桿的末端，牙刷桿的末端固定在連接塊上，連接塊固定在直線導(dǎo)軌滑塊上，直線導(dǎo)軌滑塊設(shè)于直線導(dǎo)軌上，牙刷桿的頭端連接牙刷頭，升降臺(tái)底座上設(shè)有升降臺(tái)，升降臺(tái)上固定有唾液池，唾液池內(nèi)設(shè)有樣品夾具，樣品夾具設(shè)于牙刷頭下側(cè)。優(yōu)選地，所述的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定滑塊、導(dǎo)桿、連桿和曲柄，固定滑塊固定在角鋼上，固定滑塊上設(shè)有通孔，通孔中設(shè)有可滑動(dòng)的導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的一端鉸鏈連接連桿的一端，連桿的另一端鉸鏈連接曲柄的一端，曲柄的另一端連接電機(jī)的軸，導(dǎo)桿的另一端固定連接牙刷桿的末端。優(yōu)選地，所述的角鋼上還固定有速度調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器連接電機(jī)。
優(yōu)選地，所述的曲柄和連桿的連接處設(shè)有一個(gè)吸鐵石，機(jī)架上位于曲柄和連桿的連接處旁的位置上設(shè)有一臺(tái)接近開關(guān)，接近開關(guān)連接速度顯示及計(jì)數(shù)器，速度顯示及計(jì)數(shù)器固定在角鋼上。優(yōu)選地，所述的唾液池中還設(shè)有溫度加熱板和溫度探針，溫度加熱板和溫度探針連接溫控儀，溫控儀固定在角鋼上。優(yōu)選地，所述的樣品夾具上設(shè)有一排樣品槽，樣品夾具的側(cè)壁對(duì)應(yīng)地設(shè)有一排螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)有緊定螺釘，樣品通過(guò)所述的緊定螺釘固定在樣品槽內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的模擬刷牙過(guò)程的機(jī)械傳動(dòng)裝置，能夠完成百萬(wàn)次模擬刷牙的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速和計(jì)數(shù)；能夠根據(jù)測(cè)試要求裝載、更換不同樣品臺(tái)，完成多尺寸、多數(shù)量樣品的同時(shí)模擬測(cè)試；能夠通過(guò)載物臺(tái)容納摩擦介質(zhì)以及溫度、高度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)刷牙環(huán)境模擬及材料受力調(diào)控。從而有效的建立刷牙過(guò)程模型，實(shí)現(xiàn)口腔修復(fù)材料的耐摩擦性能測(cè)試評(píng)價(jià)。本發(fā)明具有加工制備簡(jiǎn)單，使用操作方便，組件更換便捷，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可有效模擬刷牙過(guò)程中溫度、速度、頻次、受力、磨耗介質(zhì)等不同口腔環(huán)境及運(yùn)動(dòng)作用條件，有助于研究口腔修復(fù)材料在該過(guò)程中的磨耗情況，建立模擬刷牙機(jī)械模型，完善口腔修復(fù)材料耐摩擦性能評(píng)價(jià)體系。


圖1為用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置的前視圖；圖2為用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置的后視圖；圖3為導(dǎo)軌滑 塊與牙刷桿的連接塊的示意圖；圖4為樣品夾具示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例如圖1所示，為用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置的前視圖，所述的用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置由機(jī)架1、電機(jī)2、角鋼3、速度調(diào)節(jié)器4、速度顯示及計(jì)數(shù)器5、溫控儀6、牙刷桿7、升降臺(tái)底座8、升降臺(tái)9、牙刷頭10、樣品夾具12、溫度探針13、溫度加熱板14、唾液池15、直線導(dǎo)軌17、直線導(dǎo)軌滑塊18、連接塊19、固定滑塊20、導(dǎo)桿21、連桿22、接近開關(guān)23和曲柄24組成。機(jī)架I上固定有角鋼3、直線導(dǎo)軌17和升降臺(tái)底座8，角鋼3上用螺栓固定有電機(jī)2，電機(jī)2連接往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接牙刷桿7的末端，牙刷桿7的末端用螺栓固定在連接塊19上，連接塊19用螺栓固定在直線導(dǎo)軌滑塊18上，直線導(dǎo)軌滑塊18設(shè)于直線導(dǎo)軌17上，直線導(dǎo)軌滑塊18可以在直線導(dǎo)軌17上來(lái)回自由的滑動(dòng)，牙刷頭10用膠水粘在牙刷桿7的頭端，升降臺(tái)底座8上設(shè)有升降臺(tái)9，升降臺(tái)9上固定有唾液池15，唾液池15內(nèi)設(shè)有樣品夾具12，樣品夾具12設(shè)于牙刷頭10下側(cè)。如圖2所示，所述的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定滑塊20、導(dǎo)桿21、連桿22和曲柄24，固定滑塊20固定在角鋼3上，固定滑塊20上設(shè)有通孔，通孔中設(shè)有可滑動(dòng)的導(dǎo)桿21，導(dǎo)桿21的一端鉸鏈連接連桿22的一端，連桿22的另一端鉸鏈連接曲柄24的一端，曲柄24的另一端連接電機(jī)2的軸，牙刷桿7的末端上有一孔，將導(dǎo)桿21穿過(guò)這一孔，用螺母將牙刷桿7和導(dǎo)桿21的另一端相連，從而將往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給牙刷桿7。所述的曲柄24和連桿22的連接處設(shè)有一個(gè)吸鐵石，機(jī)架I上位于曲柄24和連桿22的連接處旁的位置上設(shè)有一臺(tái)接近開關(guān)23，接近開關(guān)23連接速度顯示及計(jì)數(shù)器5，速度顯示及計(jì)數(shù)器5固定在角鋼3上。通過(guò)接近開關(guān)23將速度和總轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿俣蕊@示及計(jì)數(shù)器5上。所述的角鋼3上還用螺栓固定有速度調(diào)節(jié)器4，速度調(diào)節(jié)器4連接電機(jī)2，通過(guò)速度調(diào)節(jié)器4來(lái)控制電機(jī)2的轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂仆鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的頻率。所述的唾液池15中還設(shè)有溫度加熱板14和溫度探針13，溫度加熱板14和溫度探針13連接溫控儀6，溫控儀6固定在角鋼3上。通過(guò)溫控儀6控制溫度加熱板14是否加熱來(lái)調(diào)節(jié)測(cè)試時(shí)磨耗介質(zhì)的溫度，通過(guò)溫度探針13將磨耗介質(zhì)溫度反饋到溫控儀顯示屏上。如圖3所示，連接塊19底部有四個(gè)通孔，用于將連接塊19固定在直線導(dǎo)軌滑塊18上，上面有4個(gè)M3的螺紋孔，用螺栓將牙刷桿7固定在連接塊19上。如圖4所示，所述的樣品夾具12上設(shè)有一排5個(gè)樣品槽，樣品夾具12的側(cè)壁對(duì)應(yīng)地設(shè)有一排5個(gè)M3的螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)六角平端緊釘螺釘，樣品16通過(guò)所述的溫度加熱板14固定在樣品槽內(nèi)。樣品槽有兩種不同規(guī)格，可以將不同規(guī)格的樣品16置于樣品槽內(nèi)，用內(nèi)六角平端緊定螺釘將樣品其固定住在樣品槽內(nèi)(例如樣品槽直徑為4.5_，則小于4.5mm的樣品16都可以通過(guò)緊定螺釘固定在樣品槽內(nèi))，磨耗材料樣品夾具用4個(gè)螺栓固定在唾液池15中的四個(gè)未打穿的螺紋孔中。唾液池內(nèi)可以盛裝人造唾液等磨耗介質(zhì)11，唾液池15用4個(gè)螺栓固定在升降臺(tái)9上并用四氟乙烯墊片密封，升降臺(tái)9固定在升降臺(tái)底座8上，升降臺(tái)底座8固定在機(jī)架I上。

使用時(shí)，將磨耗材料的樣品16固定在樣品夾具12上的樣品槽內(nèi)，接通電源，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)牙刷頭10進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)牙刷頭10在樣品16表面來(lái)回磨刷，通過(guò)設(shè)定溫控儀控制測(cè)試時(shí)所需的磨耗介質(zhì)溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)升降臺(tái)9的高低控制樣品相對(duì)于牙刷頭10的位置來(lái)調(diào)節(jié)刷牙過(guò)程中樣品所承受的摩擦力。
權(quán)利要求
1.一種用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，其特征在于，包括機(jī)架(1)，機(jī)架(I)上固定有角鋼(3)、直線導(dǎo)軌(17)和升降臺(tái)底座(8)，角鋼(3)上固定有電機(jī)(2)，電機(jī)(2)連接往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接牙刷桿(7)的末端，牙刷桿(7)的末端固定在連接塊(19)上，連接塊(19)固定在直線導(dǎo)軌滑塊(18)上，直線導(dǎo)軌滑塊(18)設(shè)于直線導(dǎo)軌(17)上，牙刷桿(7)的頭端連接牙刷頭(10)，升降臺(tái)底座(8)上設(shè)有升降臺(tái)(9)，升降臺(tái)(9)上固定有唾液池(15)，唾液池(15)內(nèi)設(shè)有樣品夾具(12)，樣品夾具(12)設(shè)于牙刷頭(10)下側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，其特征在于，所述的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定滑塊(20)、導(dǎo)桿(21)、連桿(22)和曲柄(24)，固定滑塊(20)固定在角鋼(3)上，固定滑塊(20)上設(shè)有通孔，通孔中設(shè)有可滑動(dòng)的導(dǎo)桿(21)，導(dǎo)桿(21)的一端鉸鏈連接連桿(22)的一端，連桿(22)的另一端鉸鏈連接曲柄(24)的一端，曲柄(24)的另一端連接電機(jī)(2)的軸，導(dǎo)桿(21)的另一端固定連接牙刷桿(7)的末端。
3.如權(quán)利要求1所述的用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，其特征在于，所述的角鋼(3)上還固定有速度調(diào)節(jié)器(4)，速度調(diào)節(jié)器(4)連接電機(jī)(2)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，其特征在于，所述的曲柄(24)和連桿(22)的連接處設(shè)有一個(gè)吸鐵石，機(jī)架(I)上位于曲柄(24)和連桿(22)的連接處旁的位置上設(shè)有一臺(tái)接近開關(guān)(23)，接近開關(guān)(23)連接速度顯示及計(jì)數(shù)器(5)，速度顯示及計(jì)數(shù)器(5)固定在角鋼(3)上。
5.如權(quán)利要求1所述的用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，其特征在于，所述的唾液池(15)中還設(shè)有溫度加熱板(14)和溫度探針(13)，溫度加熱板(14)和溫度探針(13)連接溫控儀(6)，溫控儀(6)固定在角鋼(3)上。
6.如權(quán)利要求1所述的用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，其特征在于，所述的樣品夾具(12)上設(shè)有一排樣品槽，樣品夾具(12)的側(cè)壁對(duì)應(yīng)地設(shè)有一排螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)有緊定螺釘，樣品通過(guò)所述的緊定螺釘固定在樣品槽內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于口腔修復(fù)材料耐磨性測(cè)試的模擬刷牙裝置，包括機(jī)架，機(jī)架上固定有角鋼、直線導(dǎo)軌和升降臺(tái)底座，角鋼上固定有電機(jī)，電機(jī)連接往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接牙刷桿的末端，牙刷桿的末端固定在連接塊上，連接塊固定在直線導(dǎo)軌滑塊上，直線導(dǎo)軌滑塊設(shè)于直線導(dǎo)軌上，牙刷桿的頭端連接牙刷頭，升降臺(tái)底座上設(shè)有升降臺(tái)，升降臺(tái)上固定有唾液池，唾液池內(nèi)設(shè)有樣品夾具，樣品夾具設(shè)于牙刷頭下側(cè)。本發(fā)明能夠完成百萬(wàn)次模擬刷牙的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速和計(jì)數(shù)；能夠根據(jù)測(cè)試要求裝載、更換不同樣品臺(tái)，完成多尺寸、多數(shù)量樣品的同時(shí)模擬測(cè)試；能夠通過(guò)載物臺(tái)容納摩擦介質(zhì)以及溫度、高度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)刷牙環(huán)境模擬及材料受力調(diào)控。
文檔編號(hào)G09B23/28GK103226911SQ201310119598
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者朱美芳, 劉豐維, 劉博鑫, 嚴(yán)慧芳, 江曉澤, 陳冰冰, 王偉偉, 包爽, 劉振通 申請(qǐng)人:東華大學(xué)