CN111220371A - 一种立式正畸支抗钉承受最大扭矩测量装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式正畸支抗钉最大承受扭矩测量装置及使用方法，它涉及口腔正畸测量工具领域，支撑板与底座连接，步进电机安装在底座的电机座上，第一联轴器与步进电机转轴连接，扭矩传感器固接于支撑板上且安装在第一联轴器上端，可嵌入式十字滑块联轴器安装在扭矩传感器上端，支抗钉夹持柱嵌入可嵌入式十字滑块联轴器并且通过夹持柱固定销与可嵌入式十字滑块联轴器固定，旋紧螺母与支抗钉夹持柱螺纹部分配合安装，模拟颌骨组织支撑台安装在丝杠和两根柱形导轨上，并通过旋转丝杠进行高度调节，夹紧螺栓安装于模拟颌骨组织支撑台两侧。本发明可以快速、精准的测量正畸支抗钉最大承受扭矩，具有结构紧凑、误差小等优点。

Description

一种立式正畸支抗钉承受最大扭矩测量装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种立式正畸支抗钉承受最大扭矩测量装置及使用方法，属于口腔正畸测量工具技术领域。

背景技术

支抗控制一直是正畸治疗过程中的重点，正畸支抗钉作为一种临时支抗装置，在正畸治疗过程中能够提供以产生正畸作用的牙齿矫治力，稳定的支抗是决定治疗计划和获得良好治疗效果的基础。正畸支抗钉依靠螺纹与植入处骨组织形成良好的机械锁合而获得良好的初始稳定性，可以即刻负载正畸力。

国内外学者对正畸支抗钉的初始稳定性和即刻负载能力方面进行了广泛的研究和大量的试验，包括扭矩试验和拉出力试验。大多数扭矩试验借助于数显扭力计进行，试验过程中数显扭力计由人手把握，稳定性难以保证，而且对正畸支抗钉夹持困难，正畸支抗钉端头类型、大小多样，尤其以三角形端头正畸支抗钉夹持难度较高。

现有很多卧式扭矩测量装置，适合在被测物体刚度大、承受扭矩大的条件下使用，而正畸支抗钉体积小、重量轻，若采用卧式扭矩测量装置测量，测量装置自身重量会产生径向偏差，对测量精度会产生较大影响。

基于上述现状，本发明所需解决的技术问题为提供一种能够精准测量各种类型的正畸支抗钉最大承受扭矩的装置及使用方法。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题为提供一种立式正畸支抗钉最大承受扭矩测量装置及使用方法。

本发明是这样实现的：一种立式正畸支抗钉最大承受扭矩测量装置及使用方法，它包括底座、电机座、传感器支座、支撑板、丝杠、支抗钉定位孔、夹紧螺栓、模拟颌骨组织支撑台、紧定螺钉、丝杠轴承、滑台调整手柄、滑台限位板、滑台、T型夹紧垫片、模拟颌骨组织夹紧手柄、柱形导轨、支抗钉夹持柱、旋紧螺母、夹持柱固定销、可嵌入式十字滑块联轴器、扭矩传感器、第一联轴器、步进电机、螺栓，其特征在于：电机座与底座固接，步进电机安装在电机座上，步进电机连接第一联轴器，扭矩传感器固定在传感器支座上，扭矩传感器下端连接第一联轴器，扭矩传感器上端与可嵌入式十字滑块联轴器连接，支抗钉夹持柱***可嵌入式十字滑块联轴器上端方形孔，夹持柱固定销同时穿过支抗钉夹持柱上的销孔和可嵌入式十字滑块联轴器上的销孔，使支抗钉夹持柱与可嵌入式十字滑块联轴器固定连接，旋紧螺母配合于支抗钉夹持柱螺纹处以夹紧旋入模拟颌骨组织的支抗钉，支撑板通过螺栓连接固定于底座上，传感器支座通过螺栓连接固定于支撑板，柱形导轨固定于支撑板上端面两侧以保证滑台反复平稳运动，丝杠下端与丝杠轴承配合且固定于支撑板上端面中间位置，丝杠和两根柱形导轨同时穿过滑台，滑台限位板通过紧定螺钉固定于两根柱形导轨上，滑台限位板中央位置安装丝杠轴承，丝杠上端与丝杠轴承配合，滑台调整手柄固接于丝杠最上端，模拟颌骨组织支撑台固定于滑台上，模拟颌骨组织支撑台底面平行于底座，模拟颌骨组织支撑台底部有用于被测正畸支抗钉定位的支抗钉定位孔，支抗钉定位孔与步进电机转轴、第一联轴器、扭矩传感器、支抗钉定位孔同轴心，模拟颌骨组织支撑台两侧挡板配合夹紧螺栓，T型夹紧垫片***夹紧螺栓靠近模拟颌骨组织一端的柱形孔内，T型夹紧垫片与柱形孔间隙配合，模拟颌骨组织夹紧手柄固接于夹紧螺栓远离模具一端，旋转模拟颌骨组织夹紧手柄时T型夹紧垫片不随夹紧螺栓转动，扭矩传感器固定于传感器支座上，并通过螺栓连接固定于支撑板上；

作为优选，所述可的嵌入式十字滑块联轴器由输入端半联轴器、十字滑块、夹持端半联轴器组成，夹持端半联轴器轴向含有与支抗钉夹持柱配合的方形孔，夹持端半联轴器径向含有与夹持柱固定销配合的销孔。

作为优选，所述支抗钉夹持柱下半部为方形柱体且含有与夹持柱固定销配合的销孔，上半部为“人”字柱形弹性螺栓，旋紧螺母配合于“人”字柱形弹性螺栓。

作为优选，所述柱形导轨数量为两根，柱形导轨下端固接于支撑板上，柱形导轨上端通过紧定螺钉与滑台限位板固定，两根柱形导轨平行布置。

作为优选，所述丝杠两端安装两个丝杠轴承，丝杠下端连接于支撑板，丝杠上端连接于限位板，丝杠与两根柱形导轨平行布置。

本发明的有益效果为：

1、支抗钉夹持柱的“人”字柱形弹性螺栓设计，可以夹持三角端头类正畸支抗钉，并且由于夹持部具有弹性，可根据三角端头类正畸支抗钉端头形状的大小调节夹紧螺母，使支抗钉夹持柱稳固夹持支抗钉。

2、可嵌入式十字滑块联轴器由在端面上开有凹槽的输入端半联轴器、两面带有凸牙的十字滑块和在端面上开有凹槽的夹持端半联轴器组成，凸牙可在输入端半联轴器和夹持端半联轴器的凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移，补偿较大的径向、角向偏差，提高了正畸支抗钉最大承受扭矩的测量精度；夹持端半联轴器轴向含有与支抗钉夹持柱配合的方形孔，夹持端半联轴器径向含有与夹持柱固定销配合的销孔，夹持端半联轴器的方形孔与支抗钉夹持柱配合能够有效避免支抗钉夹持柱与可嵌入式十字滑块联轴器间的周向滑动，夹持柱固定销同时穿过支抗钉夹持柱上的销孔和可嵌入式十字滑块联轴器上的销孔，防止了支抗钉夹持柱与可嵌入式十字滑块联轴器间的轴向位移；可嵌入式设计可以实现根据正畸支抗钉不同端头形状，更换与其端头形状适应的支抗钉夹持柱，结构简单，拆装方便。

3、T型夹紧垫片***夹紧螺栓靠近模拟颌骨组织一端的柱形孔，在进行夹紧动作时T型夹紧垫片不随夹紧螺栓转动，仅实现轴向夹紧，模拟颌骨组织不发生翻转，保证了待测支抗钉与扭矩传感器同轴心，测量时支抗钉只承受轴向扭矩，减少了径向偏差给测量数据带来的影响，提高了正畸支抗钉最大承受扭矩的测量精度。

4、模拟颌骨组织支撑台底部具有支抗钉定位孔，并且支抗钉定位孔与步进电机转轴、第一联轴器、扭矩传感器同轴心，支抗钉穿过支抗钉定位孔后进行夹紧，方便待测支抗钉精准定位，定位时保证不产生较大径向偏差，提高正畸支抗钉最大承受扭矩的测量精度。

5、模拟颌骨组织的高度由手动调节、待测正畸支抗钉的夹持也由手动操作实现，操作方便，省时节能。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明结构总体示意图。

图2为本发明支抗钉夹持柱及旋紧螺母配合示意图。

图3为本发明夹紧螺栓及T型夹紧垫片配合示意图。

图4为本发明可嵌入式十字滑块联轴器结构示意图。

图5为本发明步进电机、第一联轴器、扭矩传感器、可嵌入式十字滑块联轴器、支抗钉夹持柱连接关系示意图。

图中：1、底座；2、电机座；3、传感器支座；4、支撑板；5、丝杠；6、支抗钉定位孔；7、夹紧螺栓；8、模拟颌骨组织支撑台；9、紧定螺钉；10、丝杠轴承；11、滑台调整手柄；12、滑台限位板；13、滑台；14、T型夹紧垫片；15、模拟颌骨组织夹紧手柄；16、柱形导轨；17、支抗钉夹持柱；17-1、“人”字柱形弹性螺栓；17-2、方形柱体；17-3、销孔；18、旋紧螺母；19、夹持柱固定销；20、可嵌入式十字滑块联轴器；20-1、输入端半联轴器；20-2、十字滑块；20-3、夹持端半联轴器；21、扭矩传感器；22、第一联轴器；23、步进电机；24、螺栓。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：一种立式正畸支抗钉最大承受扭矩测量装置及使用方法，它包括底座1、电机座2、传感器支座3、支撑板4、丝杠5、支抗钉定位孔6、夹紧螺栓7、模拟颌骨组织支撑台8、紧定螺钉9、丝杠轴承10、滑台调整手柄11、滑台限位板12、滑台13、T型夹紧垫片14、模拟颌骨组织夹紧手柄15、柱形导轨16、支抗钉夹持柱17、旋紧螺母18、夹持柱固定销19、可嵌入式十字滑块联轴器20、扭矩传感器21、第一联轴器22、步进电机23、螺栓24，其特征在于：电机座2与底座1固接，步进电机23安装于电机座1上，步进电机23连接第一联轴器22，扭矩传感器21固定在传感器支座3上，扭矩传感器21下端连接第一联轴器22，扭矩传感器21上端与可嵌入式十字滑块联轴器20连接，支抗钉夹持柱17***可嵌入式十字滑块联轴器20上端方形孔并通过夹持柱固定销19固定于可嵌入式十字滑块联轴器20，旋紧螺母18配合于支抗钉夹持柱17螺纹处用于夹紧旋入模拟颌骨组织的支抗钉，支撑板4通过螺栓24连接固定于底座1，传感器支座3通过螺栓连接固定于支撑板4，柱形导轨16固定于支撑板4上端面，用于保证滑台13反复平稳运动，丝杠5下端与丝杠轴承10配合且固定于支撑板4上端面中间位置，丝杠5和柱形导轨16同时穿过滑台13，滑台限位板12通过紧定螺钉9固定于柱形导轨16，滑台限位板12中央位置安装丝杠轴承10且与丝杠5上端连接，滑台调整手柄11固接于丝杠5最上端，模拟颌骨组织支撑台8固定于滑台13，模拟颌骨组织支撑台8底部含有支抗钉定位孔6用于被测正畸支抗钉定位，支抗钉定位孔6与步进电机23转轴、第一联轴器22、扭矩传感器21、支抗钉定位孔6同轴心，模拟颌骨组织支撑台8两侧挡板配合夹紧螺栓7，T型夹紧垫片14***夹紧螺栓7靠近模拟颌骨组织一端的柱形孔内，模拟颌骨组织夹紧手柄15固接于夹紧螺栓7远离模具一端。

进一步的，所述扭矩传感器21固定于传感器支座3上，并通过螺栓连接固定于支撑板4，扭矩传感器21与步进电机23转轴、第一联轴器22、支抗钉定位孔6同轴心。

进一步的，所述T型夹紧垫片14***夹紧螺栓7靠近模具一端的柱形孔内，与柱形孔间隙配合，旋转模拟颌骨组织夹紧手柄15时T型夹紧垫片14不随夹紧螺栓7转动。

进一步的，所述可嵌入式十字滑块联轴器20由输入端半联轴器20-1、十字滑块20-2、夹持端半联轴器20-3组成，夹持端半联轴器20-3轴向含有与支抗钉夹持柱17配合的方形孔，夹持端半联轴器20-3径向含有与夹持柱固定销19配合的销孔。

进一步的，所述支抗钉夹持柱17下半部为方形柱体17-2且含有与夹持柱固定销19配合的销孔17-3，上半部为“人”字柱形弹性螺栓17-1，旋紧螺母18配合于“人”字柱形弹性螺栓17-1。

进一步的，所述模拟颌骨组织支撑台8固接于滑台13，模拟颌骨组织支撑台8底面平行于底座1。

进一步的，所述柱形导轨16数量为两根，柱形导轨16下端固接于支撑板4，柱形导轨16上端通过螺钉连接于滑台限位板12，两根柱形导轨16平行布置。

进一步的，所述丝杠5两端安装两个丝杠轴承10，丝杠5下端连接于支撑板4，丝杠5上端连接于限位板12，丝杠5与两根柱形导轨16平行布置。

本发明具体实施方式的工作原理为：将待测支抗钉旋入模拟颌骨组织，模拟颌骨组织为长方体，模拟颌骨组织放入模拟颌骨组织支撑台8，待测支抗钉端头部分穿过支抗钉定位孔6，模拟颌骨组织夹紧手柄15将模拟颌骨组织夹紧，支抗钉夹持柱17***可嵌入式十字滑块联轴器20的夹持端，夹持柱定位销19同时穿过支抗钉夹持柱17上的销孔及可嵌入式十字滑块联轴器20上的销孔使支抗钉夹持柱17与可嵌入式十字滑块联轴器20固定连接，旋转滑台调整手柄11调整滑台13高度至支抗钉夹持柱17的位置，使支抗钉夹持柱17配合待测支抗钉端头部分，并调整旋紧螺母18夹紧待测支抗钉，启动步进电机23，带动第一联轴器22、扭矩传感器21及可嵌入式十字滑块联轴器20沿待测支抗钉旋出模拟颌骨组织方向同轴心转动，扭矩传感器21将数据采集并传输到计算机，扭矩数据出现的最大峰值即为该支抗钉最大承受扭矩。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种立式正畸支抗钉最大承受扭矩测量装置，它包括底座(1)、电机座(2)、传感器支座(3)、支撑板(4)、丝杠(5)、支抗钉定位孔(6)、夹紧螺栓(7)、模拟颌骨组织支撑台(8)、紧定螺钉(9)、丝杠轴承(10)、滑台调整手柄(11)、滑台限位板(12)、滑台(13)、T型夹紧垫片(14)、模拟颌骨组织夹紧手柄(15)、柱形导轨(16)、支抗钉夹持柱(17)、旋紧螺母(18)、夹持柱固定销(19)、可嵌入式十字滑块联轴器(20)、扭矩传感器(21)、第一联轴器(22)、步进电机(23)、螺栓(24)，其特征在于：所述的电机座(2)与底座(1)固接，步进电机(23)安装于电机座(2)上，步进电机(23)连接第一联轴器(22)，扭矩传感器(21)固定在传感器支座(3)上，扭矩传感器(21)下端连接第一联轴器(22)，扭矩传感器(21)上端与可嵌入式十字滑块联轴器(20)连接，支抗钉夹持柱(17)***可嵌入式十字滑块联轴器(20)上端方形孔并通过夹持柱固定销(19)固定于可嵌入式十字滑块联轴器(20)上，旋紧螺母(18)配合于支抗钉夹持柱(17)螺纹处以夹紧旋入模拟颌骨组织的支抗钉，支撑板(4)通过螺栓(24)连接固定于底座(1)上，传感器支座(3)通过螺栓连接固定于支撑板(4)，柱形导轨(16)固定于支撑板(4)上端面两侧以保证滑台(13)反复平稳运动，丝杠(5)下端与丝杠轴承(10)配合且固定于支撑板(4)上端面中间位置，丝杠(5)和两根柱形导轨(16)同时穿过滑台(13)，滑台限位板(12)通过紧定螺钉(9)固定于两根柱形导轨(16)上，滑台限位板(12)中心位置安装丝杠轴承(10)，丝杠(5)上端与丝杠轴承(10)配合，滑台调整手柄(11)固接于丝杠(5)最上端，模拟颌骨组织支撑台(8)固定于滑台(13)上，模拟颌骨组织支撑台(8)底面平行于底座(1)，模拟颌骨组织支撑台(8)底部有用于被测正畸支抗钉定位的支抗钉定位孔(6)，支抗钉定位孔(6)与步进电机(23)转轴、第一联轴器(22)、扭矩传感器(21)同轴心，模拟颌骨组织支撑台(8)两侧挡板配合夹紧螺栓(7)，T型夹紧垫片(14)***夹紧螺栓(7)靠近模拟颌骨组织一端的柱形孔内，T型夹紧垫片(14)与柱形孔间隙配合，模拟颌骨组织夹紧手柄(15)固接于夹紧螺栓(7)远离模拟颌骨组织一端，旋转模拟颌骨组织夹紧手柄(15)时T型夹紧垫片(14)不随夹紧螺栓(7)转动；扭矩传感器(21)固定于传感器支座(3)上，并通过螺栓连接固定于支撑板(4)上；可嵌入式十字滑块联轴器(20)由输入端半联轴器(20-1)、十字滑块(20-2)、夹持端半联轴器(20-3)组成，输入端半联轴器(20-1)的端面上开有凹槽，夹持端半联轴器(20-3)的端面上开有凹槽，十字滑块(20-2)的两面带有凸牙，凸牙可在输入端半联轴器(20-1)和夹持端半联轴器(20-3)的凹槽中滑动，夹持端半联轴器(20-3)轴向含有与支抗钉夹持柱(17)配合的方形孔，夹持端半联轴器(20-3)径向含有与夹持柱固定销(19)配合的销孔；支抗钉夹持柱(17)下半部为方形柱体(17-2)且含有与夹持柱固定销(19)配合的销孔(17-3)，上半部为“人”字柱形弹性螺栓(17-1)，旋紧螺母(18)配合于“人”字柱形弹性螺栓(17-1)；柱形导轨(16)数量为两根，柱形导轨(16)下端固接于支撑板(4)上，柱形导轨(16)上端通过紧定螺钉(9)与滑台限位板(12)固定，两根柱形导轨(16)平行布置；丝杠(5)两端安装两个丝杠轴承(10)，丝杠(5)下端连接于支撑板(4)，丝杠(5)上端连接于限位板(12)，丝杠(5)与两根柱形导轨(16)平行布置。

2.根据权利要求1所述的一种立式正畸支抗钉最大承受扭矩测量装置，其特征在于：将待测支抗钉旋入模拟颌骨组织，模拟颌骨组织为长方体，模拟颌骨组织放入模拟颌骨组织支撑台(8)，待测支抗钉端头部分穿过支抗钉定位孔(6)，旋转模拟颌骨组织夹紧手柄(15)将模拟颌骨组织夹紧，支抗钉夹持柱(17)***可嵌入式十字滑块联轴器(20)的夹持端，夹持柱固定销(19)同时穿过支抗钉夹持柱(17)上的销孔及可嵌入式十字滑块联轴器(20)上的销孔使支抗钉夹持柱(17)与可嵌入式十字滑块联轴器(20)固定连接，旋转滑台调整手柄(11)调整滑台(13)高度至支抗钉夹持柱(17)的位置，使支抗钉夹持柱(17)配合待测支抗钉端头部分，并调整旋紧螺母(18)夹紧待测支抗钉，启动步进电机(23)，带动第一联轴器(22)、扭矩传感器(21)及可嵌入式十字滑块联轴器(20)沿待测支抗钉旋出模拟颌骨组织方向同轴心转动，扭矩传感器(21)将数据采集并传输到计算机，扭矩数据出现的最大峰值即为该支抗钉最大承受扭矩。

Images