[发明专利]对象的结构特性的确定

说明书

本发明一般涉及用于测量对象的结构特性的系统和方法。该对象受到能量施加过程的影响，并提供对对象结构特性的客观定量测量。该系统可以包括一个设备，例如一个敲击器械，能够可再现地放置在经受这种测量的对象上以进行可重现的定位。该系统包括用于调节施加到能量施加工具的能量以补偿设备相对于水平的朝向的特征件。该系统还包括一次性特征件或组件，用于使测试之间的交叉污染最小化。如本文所定义的结构特征可以包括振动阻尼能力，声阻尼能力，结构完整性或结构稳定性。

相关申请的交叉引用

该专利合作条约国际申请要求以下专利的优先权及权益：2018年6月29日递交的发明名称为“用于确定对象的结构特性的系统和方法”的美国临时专利申请号No.62/692,618，2018年6月29日递交的发明名称为“用于确定对象的结构特性的系统和方法”的美国临时专利申请号No.62/687,730，以及2017年12月30日递交的发明名称为“用于确定对象的结构特性的系统和方法”的美国临时专利申请号No.62/612,440，上述所有申请的内容通过引用而全部包含于此。

技术领域

本发明一般地涉及评估对象的结构属性，尤其涉及使用对对象的受控能量施加来评估反映该对象的完整性的结构特性。

背景技术

当对象经受碰撞力时，应力波传递通过对象。该应力波导致对象的内部结构的变形。当对象变形时，其部分地作为减振器，从而耗散与碰撞相关联的一部分机械能。对象耗散机械能的能力(通常被称为对象的“阻尼容量”)取决于若干因素，包括形成对象的材料的类型和结构完整性。

存在能够测量对象的阻尼容量的器械。在美国专利No.6,120,466(“'466专利”)中描述了这种器械的一个例子。在'466专利中所公开的器械提供了对对象的阻尼容量的客观的定量测量，称为损耗系数17。弹性波的能量在具有较高损耗系数的材料中相对快地衰减，而弹性波的能量在具有较低损耗系数的材料中相对慢地衰减。

对象的阻尼容量是多种应用中的重要参数。例如，在牙科领域中，当健康的牙齿经受碰撞力时，与碰撞相关联的机械能主要由牙周膜耗散。能够通过测量牙齿的损耗系数来检测牙周膜的结构变化，这种结构变化降低其耗散与碰撞力相关联的机械能的能力并且由此降低总体的牙齿稳定性。

发明内容

本发明涉及用于以非侵入性方式和/或使用非破坏性的测量方法测量对象的结构特性的系统和方法，其中具有如下设备：能够通过将该设备保持在与水平方向不同的角度并在测量过程中调节能量施加过程以模仿大致水平的位置来进行操作。用于确定对象的结构特征的设备包括：壳体，该壳体具有开口前端和纵轴；能量施加工具，安装于壳体内部，具有搁置配置和激活配置；驱动机构，支撑在壳体内部，用于在搁置配置和激活配置之间激活能量施加工具，以在水平方向施加设定量的能量；以及测斜仪，适于测量能量施加工具相对于水平的倾角。驱动机构基于该倾角来改变在搁置配置和激活配置之间激活能量施加工具所施加的能量的量，以使能量的设定量至少近似于倾斜而非水平。驱动机构可以包括电磁线圈，并且可以改变施加的能量的量(例如，改变电压、电流或两者)，可以改变线圈的驱动时间(改变线圈被通电或激活的时间长度)，可以改变线圈延迟时间(改变驱动活动之间的时间)，可以改变线圈通电的次数(即改变施加的驱动脉冲的次数)，可以改变线圈的极性和/或其组合。这些因素，包括变化的功率、驱动时间、极性和延迟时间，可以通过更改针对功率、驱动时间、驱动次数、线圈的极性和通电的驱动延迟的固件设置来进行管理，以获得期望的结果。不希望受任何特定理论的束缚，据推测可以采用多种变形例来实现期望的结果，并且可以将固件设计为针对特定情况选择特定解决方案或选择最佳解决方案。