[发明专利]用于测量咬合力的传感器

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种力传感器，更具体地说，本发明主要涉及一种用于测量咬合力的传感器。

 

背景技术

咬合力是上下牙接触时通过肌肉的作用产生的咀嚼压力，这种力量由牙传递到牙周组织再传递到颌骨而分散，动物咬合力是指食肉动物裂齿上下咬合的力量的大小，一般用kg计算。不同的动物的咬合力相差很大，即使同种动物不同时期的咬合力也有所不同，如：常见的老虎的咬合力为499kg，狮子的咬合力为454kg，狼的咬合力为318kg，等等。20世纪80年代初，以色列人Arcan和美国人Azndman发明了光咬合法，并由美国Vishay公司生产了光咬合片和光咬合仪，可以对咬合接触进行半定定量分析。将光咬合法与计算机图像处理技术相结合，大大提高和改善了分析的效率和准确性；Gibbs等的“传声系统法”是一种间接测定咬合力的方法，其基本原理是在被试者额部放置一个特定的震荡源，以正弦波震荡方式发出震荡波，在额部放置一个传感器接受震荡信号。震荡波通过牙、颞颌关节及肌通道传导到颏部，上下颌间的作用力越大，位于颏部的传感器接收到的震荡波振幅就越大，由此建立一个振幅与咬合力的换算关系，并且利用这一关系计算出咬合力。传感器测量法是利用传感器将咬合力转换为电信号，经模拟调理电路、数模转换电路和微机系统后，在显示器件中以数字量或图片的形式表示与咬合力有关的信息。随着电子技术和集成电路技术的不断发展，传感器测量测量法的测量更加准确，功能更加强大。然而，当此类测量用于测量一些小动物的咬合力时，其测量精度、稳定性、灵敏度尚不能满足测量需求，因此有必要针对此类传感器的结构做进一步的研究和改进。

 

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于测量咬合力的传感器，以期望解决现有技术中传感器测量小动物咬合力的测量精度、稳定性及灵敏度不够等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种用于测量咬合力的传感器，包括弹性体结构的固定区域、贴片区域与咬合区域，所述贴片区域包括测量上颚咬合力的贴片区域与测量下颚咬合力的贴片区域，所述测量上颚咬合力的贴片区域与测量下颚咬合力的贴片区域上均贴有多个应变片，所述弹性体结构上还设有通孔，所述测量上颚咬合力的贴片区域与测量下颚咬合力的贴片区域分别置于所述通孔的边缘；所述咬合区域中包括测量上颚咬合力的咬合区域与测量下颚咬合力的咬合区域，所述测量上颚咬合力的咬合区域与测量下颚咬合力的咬合区域之间常态下保持间隙，且两者分别与测量上颚咬合力的贴片区域与测量下颚咬合力的贴片区域相联动，用于当测量上颚咬合力的咬合区域与测量下颚咬合力的咬合区域运动时，带动测量上颚咬合力的贴片区域与测量下颚咬合力的贴片区域同步运动；所述贴片区域上还设有接线柱；所述多个应变片至少分为两组，每组组成惠斯通电桥，用于分别测量来自于上方与下方的力。

作为优选，进一步的技术方案是：所述多个应变片至少为8个，且平均分为两组，其中由R1、R2、R3、R4组成的第一惠斯通电桥分别位于测量上颚咬合力的贴片区域外表面与内表面，且两两相互对称；由R5、R6、R7、R8组成的第二惠斯通电桥分别位于测量下颚咬合力的贴片区域外表面与内表面，且两两相互对称。

更进一步的技术方案是：所述测量上颚咬合力的贴片区域与测量下颚咬合力的贴片区域在弹性体结构上呈相互对称的结构。

更进一步的技术方案是：所述测量上颚咬合力的咬合区域与测量下颚咬合力的咬合区域在弹性体结构上呈相互对称的结构。

更进一步的技术方案是：所述接线柱为两个，且分别位于测量上颚咬合力的贴片区域与测量下颚咬合力的贴片区域上表面的两个应变片之间，且固定区域上还设有两条分别与两个接线柱的位置相对应的线槽。

更进一步的技术方案是：所述通孔为圆形或近视于圆的形状。

更进一步的技术方案是：所述的多个应变片组成的惠斯通电桥的其中一端均分别通过接线柱接入直流恒压电源，另一端接入传感信号接收装置。

更进一步的技术方案是：所述传感信号接收装置中包括放大电路、数据采集电路与PC终端，用于由各个惠斯通电桥将受力产生的电压值传输置放大电路，由放大电路将电压值进行放大后经数据采集电路传输至PC终端，从而在PC终端得到咬合力传感器当前的力测试值。