一種數控智能牙頜架的製作方法

2023-07-27 07:05:31

專利名稱：一種數控智能牙頜架的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在口腔義齒修復中用於模擬口腔頜骨運動的設備。
背景技術：
在口腔修復、正畸和領面外科的治療中，由於口腔修復體大多以間接工藝製作，牙 醫為了能使在牙列石膏模型上恢復製成的修復體在戴入口腔後，能與機體達到形態和功能 的協調， 一般都需要一個機械裝置，以將人體咀嚼器官的結構和功能在技工室中模擬出來， 這樣一種機械結構就是目前廣泛使用的牙頜架。 除了用於修復體的製作外，此外，牙頜架也是作各種咬合分析、正畸、正領外科治 療的重要輔助工具。牙頜(occlution)也稱咬合，是指上下牙之間的接觸關係；咬合作為動 詞是指上下牙之間的接觸動作或者接觸過程。頜架就是用來模擬這種上下牙之間接觸關係 的機械裝置，因此頜架從本質上講是一個仿真裝置。 但是以往確定牙頜架參數及轉移頜位關係的方法存在不同程度的精確度低、操作 繁瑣，並且現階段哈式頜架價格的原因，使其難以普及到門診。計算機技術，自動控制技術， 網絡化等技術長足發展下，國內外學者們開始探索用計算機技術改造現有設備儀器以提高 精度，簡化操作，而在口腔傳統的領域未見相關報導，本品就是利用單片機精度控制的優 勢，及其強大的數據處理能力把機械哈式牙頜架智能化，探索利用數位技術模擬實現人體 口腔系統的結構和功能，以期完全取代機械牙頜架，把它改造成顳下頜關節的數位化儀，促 進醫學口腔修復以及相關領域的發展。

發明內容以往確定頜架參數及轉移頜位關係的方法存在不同程度的精確度低、操作繁瑣， 並且現階段哈式頜架價格的原因，使其難以普及到門診。本發明提出了一種智能牙頜架， 利用單片機控制步進電機改造哈式頜架，用步進電機控制髁導盤的角度及其它轉動軸的角 度，改人工控制為數控，同時顯示各個軸轉動的角度數據。 根據本發明的目的，提供了一種牙頜架，包括上頜體、下頜體、切導針、切導盤、包 括第一髁導盤、第二髁導盤和髁槽的髁盒、髁球、第一側柱和第二側柱，其特徵在於，進一步 包括第一步進電機，固定在所述第一側柱上，所述第一側柱在下頜體內可轉動，所述第一 髁導盤固定在所述第一步進電機的軸上；第二步進電機，固定在所述第二側柱上，所述第二 側柱在下頜體內可轉動，所述第二髁導盤固定在所述第二步進電機的軸上；第三步進電機， 所述切導盤固定在所述第三步進電機的軸上，通過所述第三步進電機固定在所述下頜體 上；第四步進電機，所述第四步進電機的軸連接所述第二側柱，並帶動所述第二側柱轉動； 第五步進電機，所述第五步進電機的軸連接所述第一側柱，並帶動所述第一側柱轉動；通過 所述第五步進電機固定在下頜體上；以及單片機，所述單片機發出脈衝來控制所述第一步 進電機帶動所述第一髁導盤轉動，控制所述第二步進電機帶動所述第二髁導盤轉動；控制 所述第三步進電機帶動所述切導盤轉動，控制所述第四步進電機帶動所述第二側柱轉動，
3以及控制第五步進電機帶動所述第一側柱轉動。 本發明與現有技術相比有更佳的技術效果，包括步進電機代替頜架的各個軸由 利用單片機高速數據處理能力來控制步進電機，實現了靜止和下領運動狀態下對關節及牙 列模擬、角度的計算；嘗試建立具有智能牙頜架的雛形，。

下面描述本發明的附圖。
圖1是根據本發明的牙頜架的正視圖。
圖2是根據本發明的牙頜架的側視圖。
具體實施方式圖1是根據本發明的牙頜架的正視圖。根據圖1可知，全可調牙頜架包括上頜 體9、下頜體8、切導針7、切導盤6、髁盒(包括髁導盤髁槽)，髁球等幾部分。上下頜體用 於固定上下頜模型；切導針7與水平面垂直，可上下調節領間距；切導盤6用以調節切導斜 度，髁盒內側是髁槽22內有髁球12和外側髁導盤102，牙頜架的裸盒和人體顳下頜關節結 構類似，髁導盤102置於下頜體，髁球12連於上頜體9 一側。通過調節髁導盤102，側柱42 位於下頜體8內可轉動。可使髁槽22處於不同角度，髁球12在不同的範圍內轉動，對側同 理。即可模擬人體的顳下頜關節的運動機理。 下面參考圖1和圖2，描述頜架模擬口腔運動的步驟 (1)髁導盤102固定在步進電機32的軸52上，這個步進電機32的機體固定在側 柱42上，側柱42在下頜體8內可轉動，步進電機34的軸54連接側柱42，步進電機34可帶 動側柱42轉動。 (2)利用單片機發出脈衝控制步進電機32帶動髁導盤102轉動使髁槽22處於不 同的角度，使髁球12在不同的範圍內移動，當上頜體9與下頜體8之間的牙體石膏模型處 於吻合或者咬合狀態時步進電機32停止轉動，並鎖定在此角度。單片機根據脈衝得出角度 數即髁導斜度。 (3)側柱42的轉角度=(髁導盤的轉動角/8)+12，單片機根據髁導盤102的轉動 角再套用公式，發出脈衝控制步進電機34轉動，使側柱42轉動一定的角度就是側方髁導斜 度。 (4)對側的髁導盤101，側柱41的轉角度數按(2) (3)方法得到。 (5)切導盤6固定在步進電機的軸55上通過步進電機35體固位於下頜體8上，步 進電機35帶動切導盤6轉動，當切導針7與切導盤6接觸時，步進電機35停轉並鎖定，此 時單片機根據脈衝得到的切導盤6度數是切導斜度。 (6)髁導斜度，側方髁導斜度，和切導斜度可以在屏幕顯示並保存。 利用ARCUSdigma下領運動軌跡記錄儀獲得了下領運動軌跡數據記錄，並在其自 帶的頜架上進行了精度校驗。通過一系列實驗，可以看到ARCuSdigma系統具有很高的精 度，用它測量的數據基本能滿足臨床需要。利用這些數據來驅動數字頜架的下領運動是有 較高可信度的。本部分是數字頜架下領運動模擬實現的基礎。 步進電機的原理步進電機是一種將電脈衝信號轉化為角度位置的機械裝置，角度數值取決於脈衝的數量，步進電機與其配套的步進電機驅動器共同組成控制簡單的開環 系統具有以下特點 1、位置控制可通過發出的脈衝數量得到需要輸出的角度 2、正/反，急停及鎖定功能 3、低轉速及高精度位置功能 4、單片機是一種簡單的計算機系統，通過軟體的控制具有一定的智能，可以發出 脈衝並控制脈衝的數量。 智能頜架系統把計算機數控技術引入到牙醫學領域。使原來各種在機械頜架上實 現起來煩瑣的模擬功能在智能數控環境下簡單直觀的實現，並提供了許多在機械頜架上不 敢想像的功能。智能頜架系統的發展和完善是一個長久的過程，但是它所蘊涵的廣闊應用 前景，相對於機械頜架無比的優越性必將使智能頜架獲得廣泛的應用，並對整個牙醫領域 產生深刻的影響。
權利要求一種牙頜架，包括上頜體(9)、下頜體(8)、切導針(7)、切導盤(6)、包括第一髁導盤(101)、第二髁導盤(102)和髁槽(21)的髁盒、髁球(11)、第一側柱(41)和第二側柱(42)，其特徵在於，進一步包括第一步進電機(31)，固定在所述第一側柱(41)上，所述第一側柱(41)在下頜體(8)內可轉動，所述第一髁導盤(101)固定在所述第一步進電機(31)的軸(51)上；第二步進電機(32)，固定在所述第二側柱(42)上，所述第二側柱(42)在下頜體(8)內可轉動，所述第二髁導盤(102)固定在所述第二步進電機(32)的軸(52)上；第三步進電機(35)，所述切導盤(6)固定在所述第三步進電機(35)的軸(55)上，通過所述第三步進電機(35)固定在所述下頜體(8)上；第四步進電機(34)，所述第四步進電機(34)的軸(54)連接所述第二側柱(42)，並帶動所述第二側柱(42)轉動；第五步進電機(33)，所述第五步進電機(33)的軸(53)連接所述第一側柱(41)，並帶動所述第一側柱(41)轉動，通過所述第五步進電機(33)固定在下頜體(8)上；以及單片機，所述單片機控制所述第一步進電機(31)帶動所述第一髁導盤(101)轉動，控制所述第二步進電機(32)帶動所述第二髁導盤(102)轉動，控制所述第三步進電機(33)帶動所述切導盤(6)轉動，控制所述第四步進電機(34)帶動所述第二側柱(42)轉動，以及控制第五步進電機(33)帶動所述第一側柱(41)轉動。
2. 根據權利要求1所述的牙頜架，其特徵在於，還包括顯示設備。
3. 根據權利要求2所述的牙頜架，其特徵在於，可以在顯示設備上顯示髁導斜度，側方 髁導斜度，和切導斜度的值。
4. 根據權利要求1所述的牙頜架，其特徵在於，還包括存儲設備。
5. 根據權利要求4所述的牙頜架，其特徵在於，可以在存儲設備上存儲髁導斜度，側方 髁導斜度，和切導斜度的值。
專利摘要本實用新型提供了一種牙頜架，包括第一步進電機、第二步進電機、第三步進電機、第四步進電機和第五步進電機；以及單片機，所述單片機控制所述第一步進電機帶動所述第一髁導盤轉動，控制所述第二步進電機帶動所述第二髁導盤轉動，控制所述第三步進電機帶動所述切導盤轉動，控制所述第四步進電機帶動所述第二側柱轉動，以及控制第五步進電機帶動所述第一側柱轉動。為了解決現有的牙頜架精確度低、操作繁瑣的問題，本實用新型公開了一種數控智能牙頜架，其利用單片機高速數據處理能力來控制步進電機，實現了靜止和下領運動狀態下對關節及牙列模擬和角度的計算，嘗試建立具有智能牙頜架的雛形。
文檔編號A61C11/00GK201453393SQ200920015090
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月3日 優先權日2009年7月3日
發明者陳捷 申請人:陳捷