[发明专利]一种用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置

权利要求书

1.一种用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：底座(1)、二自由度进给控制装置(2)、根管锉夹持装置(3)、离体牙模型夹持装置(4)、多维力学信息检测装置(5)和二自由度偏移控制装置(6)；以Z轴作为水平轴；

所述二自由度进给控制装置(2)包括Z轴直线进给电机(401)、L型支架(402)和Z轴旋转步进电机(403)；Z轴直线进给电机(401)包括缸体I、伸缩轴I和U型支撑架，缸体I固定在底座(1)上，U型支撑架与伸缩轴I固定连接并与伸缩轴I同步直线移动，U型支撑架罩设在缸体I外侧，并以缸体I作为导向相对缸体I直线移动；Z轴旋转步进电机(403)包括缸体II和旋转轴II，缸体II固定在L型支架(402)上，L型支架(402)固定在U型支撑架上；所述伸缩轴I的移动平行于Z轴，旋转轴II的中心转轴平行于Z轴；

所述根管锉夹持装置(3)包括钻夹(502)、钻夹套筒(501)和根管锉(503)，钻夹套筒(501)与旋转轴II固定连接并与旋转轴II同步旋转运动，钻夹(502)与钻夹套筒(501)不定连接并与钻夹套筒(501)同步旋转运动，钻夹(502)夹持住根管锉(503)；根管锉(503)的中心线平行于Z轴；

所述离体牙模型夹持装置(4)包括上夹具(602)、下夹具(603)和传感器过渡板(604)，所述上夹具(602)和下夹具(603)均固定在传感器过渡板(604)上，通过上夹具(602)和下夹具(603)夹持住离体牙模型(601)，离体牙模型(601)正面朝向根管锉(503)；

所述多维力学信息检测装置(5)包括移动平台过渡板(702)和力学传感器(701)，力学传感器(701)的固定端安装在移动平台过渡板(702)，传感器过渡板(604)安装在力学传感器(701)的感应端；力学传感器(701)垂直Z轴安装并对Z轴方向的分力进行测量；

所述二自由度偏移控制装置(6)包括千分尺二维移动平台(801)、支撑板(802)和三角形支撑架(803)，支撑板(802)通过三角支撑架(803)固定在底座(1)上，千分尺二维移动平台(801)的固定端安装在支撑板(802)，移动平台过渡板(702)安装在千分尺二维移动平台(801)的移动端；千分尺二维移动平台(801)垂直Z轴安装，通过千分尺二维移动平台(801)调节移动平台过渡板(702)在X轴方向和Y轴方向的直线移动。

2.根据权利要求1所述的用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：所述底座(1)通过螺纹结构与缸体I和三角支撑架(803)固定连接，在底座(1)上设置有缸体I连接孔(301)和三角支撑架连接孔(302)。

3.根据权利要求1所述的用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：所述L型支架(402)的一个连接面上设置有圆形通孔，旋转轴II穿过圆形通孔后伸出；L型支架(402)的一个连接面上设置有缸体II连接孔，L型支架(402)的另一个连接面上设置有U型支撑架连接孔，缸体II放置在L型支架(402)的该另一个连接面上。

4.根据权利要求1所述的用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：所述U型支撑架上设置有连接轴承，连接轴承的外圈与U型支撑架固定，内圈与伸缩轴I固定。

5.根据权利要求1所述的用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：所述传感器过渡板(604)沿中心轴均匀设置有三个连接孔，力学传感器(701)设置有对应连接孔，传感器过渡板(604)与力学传感器(701)通过螺纹结构以及连接孔和对应连接孔连接。

6.根据权利要求1所述的用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：采用PC上位机作为控制终端，以PC上位机发送串行指令的方式实现对Z轴直线进给电机(401)和Z轴旋转步进电机(403)的运动控制。

7.根据权利要求6所述的用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：采用工业以太网现场总线EtherCAT技术与PC上位机进行实时数据通信。

8.根据权利要求6所述的用于牙科根管治疗的运动控制与力检测模拟实验装置，其特征在于：PC上位机包括设备调试模块、运动控制模块、实验操作模块和力学信息采集模块；设备调试模块用于实现设备启停、急停、节点编号配置、端口号与波特率设置，运动控制模块用于实现电机与电缸启停、电机正反转、回零点、电缸往复运动、运动参数设置与保存、运动参数的实时显示、故障代码显示与报警清除；实验操作模块用于实现根管预备各项实验操作的模拟，根据实际预备需求对进给速度、进给转速、进给距离、前进后退距离进行设置；力学信息采集模块用于实现多维力学信息的实时显示与采集，以导出文本文件的形式实现数据的存储。