[发明专利]一种牙颌模型测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，具体涉及一种牙颌模型测量装置。

背景技术

随着我国人民物质生活水平的提高和人口老龄化发展，需要进行口腔修复的人群在不断增长，而传统的修复体制造技术由于设计制作周期长，修复体质量难以保证，已无法满足临床需要，国外在上世纪70年代开始将数字化口腔CAD/CAM技术引入口腔修复体的设计与制作中来，并已经有成熟的商品化系统投入使用，极大地提高了修复质量与效率。然而我国在这方面起步相对较晚，目前国内还没有实用化的产品，口腔CAD/CAM技术被国外垄断。因此，开发具有自己知识产权的口腔CAD/CAM系统是一个亟需解决的问题。建立牙齿的三维数字化模型是实现牙齿修复体数字化设计加工的前提，是口腔CAD/CAM技术的重要组成部分，修复体的设计加工精度很大程度上取决于牙齿数字模型的测量精度。基于光栅投影的牙颌模型三维点云测量系统的研制正是为了解决这一问题，它采用非接触拍照式测量技术，可以快速获得高精度的牙颌模型三维点云数据，建立牙齿的三维数字化模型，为后续的计算机口腔辅助设计制造提供基础。

由于建立牙颌三维数字化模型，对于精度、速度和稳定性有较高的要求，牙颌模型测量装置需要有相应的机构和结构来保证这些要求的实现。但现有牙齿三维光学测量设备存在以下问题：(1)光路相对固定，难以大范围调节，可实现的测量角度有限；(2)光路多采用悬臂结构支撑，测量系统刚性不够好，难以保持系统定标后长时间有效；(3)测量完整的牙模需要从多个角度获取点云数据进行拼合，现有设备多采用在待测物上贴标记点的方式来进行特征匹配实现拼合，操作较繁琐，且会影响到牙模表面的原貌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种牙颌模型测量装置，基于光栅投影，对牙颌模型的三维形貌进行测量。本发明可实现光路的快速调整、牙颌模型的可靠装夹和测量过程的操作稳定、以及点云的精确获取。

实现本发明的目的所采用的具体技术方案如下：

一种牙颌模型测量装置，包括牙模定位模块、光路调整模块和视觉测量模块三个模块。所述牙模定位模块由牙模夹具与两自由度旋台组成，两自由度旋台由轴线正交的翻转台和水平旋转台组成，手动定位后可通过螺钉锁紧；光路调整模块由底座、两自由度龙门结构横梁、夹持微调装置组成，龙门横梁安装在底座的两根竖直导向轴上并能上下移动，夹持微调装置安装在横梁的两根水平导向轴上并能水平移动；视觉测量模块由微型投影仪及夹具、工业相机及夹具组成。

本发明的技术效果体现在：该测量设备采用精密导向轴与支座组成龙门结构的支架支撑光路系统，保证测量系统具有很好的刚性，标定结果可以长时间保持稳定；通过调整竖直和水平方向的滑块可以实现测量光路在竖直平面内两自由度的大范围移动，通过调整4自由度的投影仪及相机夹持装置，可以小范围调整拍摄角度，从而实现光路的灵活调整；牙模定位模块中，夹具上设计有圆孔阵列，不仅可以减重，还可以用于特征匹配，因此无需在牙模上贴标记点就可以实现多角度点云的拼合，简化操作，实现牙颌模型点云数据的精确获取，提高了测量效率和质量。

附图说明

图1是本发明牙颌模型测量装置较佳实施方式的立体组合图；

图2是本发明牙颌模型测量装置中光路调整模块的立体组合图；

图3是本发明牙颌模型测量装置中牙模定位模块的立体分解图；

图4是本发明牙颌模型测量装置中视觉测量模块中工业相机及夹具的立体图；

图5是本发明牙颌模型测量装置中视觉测量模块中微型投影仪及夹具的立体图。

具体实施方式

本发明的牙颌模型测量装置包括光路调整模块、牙模定位模块和视觉测量模块三个模块。图1为本发明的一种具体实施方式的总体结构示意图，下面结合图1～5对其进行详细介绍。

如图1、2所示，光路调整模块包括底座11，龙门横梁12，夹持微调装置13。

其中，底座由底板111、导向轴支座112、内六角螺钉113、竖直导向轴114组成。导向轴支座112通过内六角螺钉113与底板111联接，竖直导向轴114插入导向轴支座112内，并通过内置定位销固定。