[发明专利]一种无痕矫治器的三维力测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种无痕矫治器的三维力测量方法，其特征在于，利用真空成型技术制作原始整体牙颌石膏模型的无痕矫治器，用金刚石磨盘切割原始整体牙颌石膏模型，将单颗待矫治牙从原始整体牙颌石膏模型中分离出来，并保持单颗待矫治牙和原始整体牙颌石膏模型相对位置关系不变；将无痕矫治器正确佩戴在切割后的整体牙颌石膏模型上，用恒温箱模拟真实口腔环境，通过X,Y,R轴位移微调平台控制单颗待矫治牙齿的移动和旋转以模拟口腔正畸矫治过程，同时通过六维力传感器测量由无痕矫治器施加给牙齿的变形回复力，包括X,Y,Z轴3个方向的移动力和3个方向的转矩。

2.根据权利要求1所述的一种无痕矫治器的三维力测量方法，其特征在于：所述的测量矫治力方法是牙齿无痕矫治的逆过程，即先使牙齿按照正畸方案发生位置变化，迫使无痕矫治器发生变形，产生变形回复力和回复转矩。

3.根据权利要求1所述的一种无痕矫治器的三维力测量方法，其特征在于：所述的测试结果是单颗牙在三维方向受到的整体力，该力包括X,Y,Z轴3个方向上的移动力和3个方向的转矩，以综合分析牙齿在无痕矫治过程中在三维方向上的受力情况。

4.一种无痕矫治器的三维力测量系统，其特征在于包括：

双层固定平台；

X,Y,R轴位移微调平台，设置于所述双层固定平台的下层，用以牙齿正畸过程的模拟；

六维力传感器，设置于所述X,Y,R轴位移微调平台上，用于测量由无痕矫治器施加给牙齿的变形回复力，包括X,Y,Z轴3个方向上的移动力和3个方向的转矩；

恒温箱，设置于所述述双层固定平台的上层，用以模拟真实口腔环境；以及

数据采集系统，用以接收六维力传感器采集的数据，并发送给上位机。

5.根据权利要求4所述的一种无痕矫治器的三维力测量系统，其特征在于：所述的X,Y,R轴位移微调平台既能单独模拟无痕矫治过程中单颗牙齿在X,Y方向的移动或Z轴转动，也能通过微调平台的复合运动精确模拟无痕矫治过程中单颗牙齿在X,Y平面任意方向的移动和Z轴任意角度的转动。

6.一种利用权利要求4所述的无痕矫治器的三维力测量系统的测量方法，其特征在于：按以下步骤进行：

（1）由牙科医生按常规方法获得患者的牙颌石膏模型，通过真空成型技术制作原始整体牙颌石膏模型的无痕矫治器； 

（2）分离待矫治牙；用金刚石磨盘切割原始整体牙颌石膏模型，将待矫治的单颗牙分离出来，并保持单颗待矫治牙和原始整体牙颌石膏模型相对位置关系不变，将无痕矫治器正确佩戴在切割后的整体牙颌石膏模型上；

（3）切割后的整体牙颌石膏模型的固定；将单颗待矫治牙通过连接装置固定在六维力传感器的一侧，将去除单颗待矫治牙后的牙颌石膏模型固定在双层固定平台上；按原始牙颌整体石膏模型中牙齿的排列规律，保持所切割下的单颗待矫治牙齿与剩余牙列的相对位置关系不变；

（4）设置恒温箱的温度和湿度，模拟真实口腔环境；

（5）模拟矫治过程；通过X,Y,R轴位移微调平台有步骤地控制单颗待矫治牙齿的移动和旋转，以模拟实际口腔正畸矫治过程；

（6）矫治力的测量；随着单颗待矫治牙齿的移动和旋转，通过连接在该牙齿上的六维力传感器测量由无痕矫治器施加给牙齿的变形回复力，包括X,Y,Z轴3个方向上的移动力和3个方向的转矩。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，单颗待矫治牙是与传感器固定连接，去除单颗待矫治牙后的牙颌石膏模型是与固定平台的上层平台固定连接，即在模拟口腔正畸过程中，用X,Y,R轴位移微调平台控制单颗待矫治牙的位置变化，而保持去除单颗待矫治牙后的牙颌石膏模型的位置固定不动。

8.根据权利要求2所述的一种无痕矫治器的三维力测量方法及系统，所述的测力系统不仅可以用于测无痕矫治器的三维力，也可以用于口腔咬合力的测量，模拟口腔咬合，测量单科牙齿在咬合时受到的三维力。