口腔正畸牙周膜力學性能綜合測試實驗臺的製作方法

2023-07-31 13:58:56

專利名稱：口腔正畸牙周膜力學性能綜合測試實驗臺的製作方法
技術領域：
本發明屬於口腔牙齒正畸中力學測試技術領域，具體涉及正畸牙齒移動中牙周膜力學性能體外綜合測試實驗臺。
背景技術：
口腔正畸是指將正畸力直接或間接作用於牙齒及其支持組織上，從而引起一系列的組織生化反應，達到牙齒移動的目的，在這一過程中，正畸力是牙齒移動的外在誘因，牙周膜生物力學響應是引起牙齒移動和牙齒移動速度的決定因素。牙周膜生物力學性能是正確理解正畸牙齒移動、組織響應和制定正畸治療計劃的關鍵。當前對牙周組織生物力學性能的研究主要是數值模擬和測試實驗相結合的方法，準確的數值模擬能夠精確地預測正畸中牙周膜生物力學響應，然而良好的模擬預測需要建立準確的生物力學模型，模型的建立離不開牙周膜生物力學材料特性的實驗測試數據的支撐和驗證。由於牙周膜結構的複雜性和微小性，傳統的大件金屬材料測試試驗機對於較小結構的牙周膜不能奏效，使得牙周膜的力學性能測試實驗較少，且測試項目比較單一，測試裝置結構複雜。牙周膜力學性能實驗數據的缺少，對牙周膜力學模型的研究產生不利的影響。因此，開展牙周膜力學性能多項目的實驗測試是十分必要的，而相關的實驗測試裝置的開發是不可缺少的。本發明是牙齒正畸牙周膜力學性能體外綜合測試實驗臺，測試項目較多，包括單軸拉伸、單軸壓縮、剪切以及牙齒移動模擬測試。

發明內容
技術問題:本發明提供一種結構簡單、可進行多項測試的口腔正畸牙周膜力學性能綜合測試實驗臺。技術方案:本發明的口腔正畸牙周膜力學性能綜合測試實驗臺，包括底板、設置在底板上的支座和裝夾模塊、設置在支座上端的測量模塊，底板上設置有縱嚮導軌和與縱嚮導軌垂直的橫嚮導軌，支座和測量模塊分別與縱嚮導軌滑動連接，裝夾模塊與橫嚮導軌滑動連接；
測量模塊包括依次連接設置的千分尺、夾緊套、板銷、連接軸、力傳感器、內螺紋夾具和第一夾板，千分尺的固定螺絲筒穿過支座上端的安裝孔，第一夾板位於臨近裝夾模塊的一側，連接軸的下側連接有支架，支架與縱嚮導軌滑動連接，第一夾板上側設置有沿測量模塊軸向排列的第一螺釘和第二螺釘；
裝夾模塊包括橫向滑塊、設置於橫向滑塊的橫向一側的豎嚮導軌、與豎嚮導軌滑動連接的豎向滑塊、設置於橫向滑塊上部面向第一夾板一側的第二夾板、設置於第二夾板端部的外螺紋夾具，豎向滑塊上側設置有前夾板，豎向滑塊與前夾板通過前外螺紋夾具連接安裝。有益效果:與現有技術相比，本發明具有如下優點:
由於本發明的測試實驗臺的裝夾模塊可以滑動調節位置，通過調整裝夾模塊和測量模塊中的夾具類型以及相對位置，可以進行牙周膜試樣的單軸拉伸/壓縮和剪切測試，而且還可以進行模擬牙齒矯正條件下的牙周膜力學性能的測試，因此本實驗臺測試項目較多。而現有的測試裝置往往僅能進行單一項目的牙周膜力學性能測試；本實驗臺的主要部分是測量模塊和裝夾模塊，而測試模塊中的主體測試元件力傳感器和千分尺轉換套同軸線連接，軸向相對靜止，其測試精度主要取決於力傳感器和千分尺，因此測試精度相對較高，能夠滿足測試的精度要求；本實驗臺的組件較少，且結構簡單，因此加工成本較低，操作簡單；此外，本裝置的各組件尺寸較小，因此攜帶方便。


圖1是測試實驗臺示意圖。圖2是測試實驗臺剖視圖。圖3是支座結構示意圖。圖4是夾緊套結構示意圖。圖5是夾緊套剖視圖。圖6是連接軸示意圖。圖7是內螺紋夾具結構示意圖。圖8是夾板結構示意圖。圖9是外螺紋夾具結構示意圖。圖10是橫向滑塊結構示意圖。圖11是豎向滑塊結構示意圖。圖12是支架結構示意圖。圖13是板銷結構示意圖。圖14是力傳感器結構示意圖。圖15是底板結構示意圖。圖16是L型夾具結構示意圖。圖17是L型夾具剖視圖。圖18是牙周膜結構示意圖。圖19是牙周膜拉伸實驗示意圖。圖20是牙周膜剪切實驗示意圖。圖21是正崎牙齒移動模擬測試不意圖。圖中有:1.底板，2.支座，3.千分尺，8.夾緊套，9.板銷，10.連接軸，11.力傳感器，12.內螺紋夾具，13.第一螺釘，14.第二螺釘，15.第一夾板，16.外螺紋夾具，17.第二夾板，18.前夾板，19.前外螺紋夾具，20.豎向滑塊，21.橫向滑塊，22.支架，23.縱嚮導軌，24.橫嚮導軌，25.豎嚮導軌，31.旋轉棘輪，32.圓形墊片，33.微分圓筒，34.固定螺絲筒，35.測微螺絲軸。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發明做進一步說明。本發明的口腔正畸牙周膜力學性能綜合測試實驗臺，包括:底板1、支座2、測量模塊、支架22、裝夾模塊，底板I上的縱向滑塊與支座2的一端滑動連接，並通過螺釘固定支座2的位置，支座2的另一端設有通孔，測量模塊上的固定螺絲筒34與通孔通過螺釘固定連接，支架22 —端與測量模塊上的連接軸10滑動連接，支架22另一端與底板I上的縱嚮導軌23滑動連接，裝夾模塊與底板I上的橫嚮導軌24滑動連接。測量模塊包括:千分尺3、夾緊套8、板銷9、連接軸10、力傳感器11、內螺紋夾具12、第一夾板15、左螺釘13及右螺釘14。千分尺3 —端的固定螺絲筒34與支座2的通孔通過螺釘固定連接，千分尺3另一端的測微螺絲軸35與連接軸10的一端之間設有夾緊套8，並且在夾緊套8的一端設有通孔，在夾緊套8的另一端設有卡槽，通過板銷9與千分尺3的測微螺絲軸35轉動連接，測微螺絲軸35與夾緊套8相連的一端外圓柱面上開有環形槽與板銷9轉動配合，夾緊套8的另一端內部設有螺紋孔與連接軸10的一端固定連接，連接軸10底部設有凹槽，連接軸10上的凹槽與支架22的一端滑動連接，支架22的另一端與底板I的縱嚮導軌23滑動連接，並通過螺釘固定支架相對於縱嚮導軌23的位置，連接軸10的另一端與力傳感器11 一端通過螺紋固定連接，力傳感器11另一端與內螺紋夾具12的一端通過螺紋固定連接，內螺紋夾具12與第一夾板15通過第一螺釘13和第二螺釘14固定連接。千分尺3包括旋轉棘輪31、圓形墊片32、微分圓筒33、固定螺絲筒34及測微螺絲軸35(千分尺較為普遍，千分尺的結構較為常見，因此其內部結構以及連接關係不作詳細說明)。裝夾模塊包括:橫向滑塊21、豎向滑塊20、外螺紋夾具16、第二夾板17、前外螺紋夾具19及前夾板18，橫向滑塊21 —端與底板I上的橫嚮導軌24滑動連接，滑塊21另一端設有螺紋孔，外螺紋夾具16 —端的外螺紋與橫向滑塊21上的螺紋孔螺紋連接，外螺紋夾具16另一端通過螺栓與第二夾板17連接，橫向滑塊21上設有豎嚮導軌25，豎向滑塊20 —端與橫向滑塊21上的豎嚮導軌25滑動連接，並通過螺釘固定豎向滑塊20的位置，豎向滑塊20的另一端上設有螺紋孔，前外螺紋夾具19 一端的外螺紋與豎向滑塊20上的螺紋孔螺紋連接，前外螺紋夾具19另一端通過螺栓與前夾板18連接。採用本測試實驗臺進行測試的操作步驟:
1.移動橫向滑塊21使外螺紋夾具16與內螺紋夾具12對齊，根據實驗樣件的長度要求移動支座2，使內螺紋夾具12和外螺紋夾具16的距離適中，通過螺釘固定支座2和底板I之間的相對位置，根據圖19所示，樣件一端夾緊於第一夾板15和內螺紋夾具12之間，樣件另一端夾緊於第二夾板17和外螺紋夾具16之間，旋轉千分尺3上的旋轉棘輪31，測量模塊記錄樣件被拉伸的位移和拉伸力以及牙周膜壓縮的位移和壓縮力。2.根據附圖20，移動橫向滑塊21使前外螺紋夾具16與L型夾具(見附圖16)對齊，根據實驗樣件的長度要求移動支座2，使前外螺紋夾具16和L型夾具的距離適中，通過螺釘固定支座2和底板I之間的相對位置，樣件一端夾緊於前夾板18和前外螺紋夾具19之間，樣件另一端夾緊於第一夾板15和L型夾具之間，旋轉千分尺3上的旋轉棘輪31，測量模塊記錄樣件被剪切的位移和剪切力。3.根據附圖21，移動橫向滑塊21使前外螺紋夾具16與內螺紋夾具12對齊，根據測試對象的高度和長度分別移動調節豎向滑塊20和支座2，使前外螺紋夾具16和內螺紋夾具12的高度和距離適中，通過螺釘固定支座2和底板I之間的相對位置，樣件一端夾緊於前夾板18和前外螺紋夾具19之間，旋轉千分尺3上的旋轉棘輪31，測量模塊記錄牙齒移動的位移和施加的載荷大小。
權利要求
1.一種口腔正畸牙周膜力學性能綜合測試實驗臺，其特徵在於，該測試實驗臺包括底板(I)、設置在所述底板(I)上的支座(2)和裝夾模塊、設置在所述支座(2)上端的測量模塊，所述底板(I)上設置有縱嚮導軌(23)和與所述縱嚮導軌(23)垂直的橫嚮導軌(24)，所述支座(2)和測量模塊分別與縱嚮導軌(23)滑動連接，所述裝夾模塊與橫嚮導軌(24)滑動連接； 所述測量模塊包括依次連接設置的千分尺(3)、夾緊套(8)、板銷(9)、連接軸(10)、力傳感器(11)、內螺紋夾具(12)和第一夾板(15)，所述千分尺(3)的固定螺絲筒(34)穿過所述支座(2)上端的安裝孔，所述第一夾板(15)位於臨近裝夾模塊的一側，所述連接軸(10)的下側連接有支架(22 )，所述支架(22 )與縱嚮導軌(23 )滑動連接，所述第一夾板(15 )上側設置有沿測量模塊軸向排列的第一螺釘(13)和第二螺釘(14)； 所述裝夾模塊包括橫向滑塊(21)、設置於所述橫向滑塊(21)的橫向一側的豎嚮導軌(25)、與所述豎嚮導軌(25)滑動連接的豎向滑塊(20)、設置於所述橫向滑塊(21)上部面向第一夾板(15) —側的第二夾板(17)、設置於所述第二夾板(17)端部的外螺紋夾具(16)，所述豎向滑塊(20)上側設置有前夾板(18)，所述豎向滑塊(20)與前夾板(18)通過前外螺紋夾具(19)連接安裝。
全文摘要
本發明的口腔正畸牙周膜力學性能綜合測試實驗臺，包括底板、設置在底板上的支座和裝夾模塊、設置在支座上端的測量模塊，底板上設置有縱嚮導軌和與縱嚮導軌垂直的橫嚮導軌，支座和測量模塊分別與縱嚮導軌滑動連接，裝夾模塊與橫嚮導軌滑動連接。本發明的測試實驗臺的裝夾模塊可以滑動調節位置，通過調整裝夾模塊和測量模塊中的夾具類型以及相對位置，可以進行牙周膜試樣的單軸拉伸/壓縮和剪切測試，而且還可以進行模擬牙齒矯正條件下的牙周膜力學性能的測試。本發明裝置的測試精度相對較高，能夠滿足測試的精度要求，組件較少，且結構簡單，加工成本較低，操作簡單。
文檔編號G01N3/24GK103196748SQ201310134859
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者湯文成, 黃輝祥, 吳斌, 嚴斌, 張帆, 吳文娟, 徐楠楠, 龔俊 申請人:東南大學