專利名稱：一種數(shù)控智能牙頜架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在口腔義齒修復(fù)中用于模擬口腔頜骨運(yùn)動(dòng)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在口腔修復(fù)、正畸和領(lǐng)面外科的治療中，由于口腔修復(fù)體大多以間接工藝制作，牙 醫(yī)為了能使在牙列石膏模型上恢復(fù)制成的修復(fù)體在戴入口腔后，能與機(jī)體達(dá)到形態(tài)和功能 的協(xié)調(diào)， 一般都需要一個(gè)機(jī)械裝置，以將人體咀嚼器官的結(jié)構(gòu)和功能在技工室中模擬出來， 這樣一種機(jī)械結(jié)構(gòu)就是目前廣泛使用的牙頜架。 除了用于修復(fù)體的制作外，此外，牙頜架也是作各種咬合分析、正畸、正領(lǐng)外科治 療的重要輔助工具。牙頜(occlution)也稱咬合，是指上下牙之間的接觸關(guān)系；咬合作為動(dòng) 詞是指上下牙之間的接觸動(dòng)作或者接觸過程。頜架就是用來模擬這種上下牙之間接觸關(guān)系 的機(jī)械裝置，因此頜架從本質(zhì)上講是一個(gè)仿真裝置。 但是以往確定牙頜架參數(shù)及轉(zhuǎn)移頜位關(guān)系的方法存在不同程度的精確度低、操作 繁瑣，并且現(xiàn)階段哈式頜架價(jià)格的原因，使其難以普及到門診。計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)， 網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)長足發(fā)展下，國內(nèi)外學(xué)者們開始探索用計(jì)算機(jī)技術(shù)改造現(xiàn)有設(shè)備儀器以提高 精度，簡化操作，而在口腔傳統(tǒng)的領(lǐng)域未見相關(guān)報(bào)道，本品就是利用單片機(jī)精度控制的優(yōu) 勢，及其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力把機(jī)械哈式牙頜架智能化，探索利用數(shù)字技術(shù)模擬實(shí)現(xiàn)人體 口腔系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，以期完全取代機(jī)械牙頜架，把它改造成顳下頜關(guān)節(jié)的數(shù)字化儀，促 進(jìn)醫(yī)學(xué)口腔修復(fù)以及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容以往確定頜架參數(shù)及轉(zhuǎn)移頜位關(guān)系的方法存在不同程度的精確度低、操作繁瑣， 并且現(xiàn)階段哈式頜架價(jià)格的原因，使其難以普及到門診。本發(fā)明提出了一種智能牙頜架， 利用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)改造哈式頜架，用步進(jìn)電機(jī)控制髁導(dǎo)盤的角度及其它轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角 度，改人工控制為數(shù)控，同時(shí)顯示各個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度數(shù)據(jù)。 根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種牙頜架，包括上頜體、下頜體、切導(dǎo)針、切導(dǎo)盤、包 括第一髁導(dǎo)盤、第二髁導(dǎo)盤和髁槽的髁盒、髁球、第一側(cè)柱和第二側(cè)柱，其特征在于，進(jìn)一步 包括第一步進(jìn)電機(jī)，固定在所述第一側(cè)柱上，所述第一側(cè)柱在下頜體內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一 髁導(dǎo)盤固定在所述第一步進(jìn)電機(jī)的軸上；第二步進(jìn)電機(jī)，固定在所述第二側(cè)柱上，所述第二 側(cè)柱在下頜體內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二髁導(dǎo)盤固定在所述第二步進(jìn)電機(jī)的軸上；第三步進(jìn)電機(jī)， 所述切導(dǎo)盤固定在所述第三步進(jìn)電機(jī)的軸上，通過所述第三步進(jìn)電機(jī)固定在所述下頜體 上；第四步進(jìn)電機(jī)，所述第四步進(jìn)電機(jī)的軸連接所述第二側(cè)柱，并帶動(dòng)所述第二側(cè)柱轉(zhuǎn)動(dòng)； 第五步進(jìn)電機(jī)，所述第五步進(jìn)電機(jī)的軸連接所述第一側(cè)柱，并帶動(dòng)所述第一側(cè)柱轉(zhuǎn)動(dòng)；通過 所述第五步進(jìn)電機(jī)固定在下頜體上；以及單片機(jī)，所述單片機(jī)發(fā)出脈沖來控制所述第一步 進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第一髁導(dǎo)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第二髁導(dǎo)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；控制 所述第三步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述切導(dǎo)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第四步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第二側(cè)柱轉(zhuǎn)動(dòng)，
3以及控制第五步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第一側(cè)柱轉(zhuǎn)動(dòng)。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有更佳的技術(shù)效果，包括步進(jìn)電機(jī)代替頜架的各個(gè)軸由 利用單片機(jī)高速數(shù)據(jù)處理能力來控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了靜止和下領(lǐng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對關(guān)節(jié)及牙 列模擬、角度的計(jì)算；嘗試建立具有智能牙頜架的雛形，。

下面描述本發(fā)明的附圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的牙頜架的正視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的牙頜架的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式圖1是根據(jù)本發(fā)明的牙頜架的正視圖。根據(jù)圖1可知，全可調(diào)牙頜架包括上頜 體9、下頜體8、切導(dǎo)針7、切導(dǎo)盤6、髁盒(包括髁導(dǎo)盤髁槽)，髁球等幾部分。上下頜體用 于固定上下頜模型；切導(dǎo)針7與水平面垂直，可上下調(diào)節(jié)領(lǐng)間距；切導(dǎo)盤6用以調(diào)節(jié)切導(dǎo)斜 度，髁盒內(nèi)側(cè)是髁槽22內(nèi)有髁球12和外側(cè)髁導(dǎo)盤102，牙頜架的裸盒和人體顳下頜關(guān)節(jié)結(jié) 構(gòu)類似，髁導(dǎo)盤102置于下頜體，髁球12連于上頜體9 一側(cè)。通過調(diào)節(jié)髁導(dǎo)盤102，側(cè)柱42 位于下頜體8內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)?？墒棍敛?2處于不同角度，髁球12在不同的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，對側(cè)同 理。即可模擬人體的顳下頜關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。 下面參考圖1和圖2，描述頜架模擬口腔運(yùn)動(dòng)的步驟 (1)髁導(dǎo)盤102固定在步進(jìn)電機(jī)32的軸52上，這個(gè)步進(jìn)電機(jī)32的機(jī)體固定在側(cè) 柱42上，側(cè)柱42在下頜體8內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)34的軸54連接側(cè)柱42，步進(jìn)電機(jī)34可帶 動(dòng)側(cè)柱42轉(zhuǎn)動(dòng)。 (2)利用單片機(jī)發(fā)出脈沖控制步進(jìn)電機(jī)32帶動(dòng)髁導(dǎo)盤102轉(zhuǎn)動(dòng)使髁槽22處于不 同的角度，使髁球12在不同的范圍內(nèi)移動(dòng)，當(dāng)上頜體9與下頜體8之間的牙體石膏模型處 于吻合或者咬合狀態(tài)時(shí)步進(jìn)電機(jī)32停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并鎖定在此角度。單片機(jī)根據(jù)脈沖得出角度 數(shù)即髁導(dǎo)斜度。 (3)側(cè)柱42的轉(zhuǎn)角度=(髁導(dǎo)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角/8)+12，單片機(jī)根據(jù)髁導(dǎo)盤102的轉(zhuǎn)動(dòng) 角再套用公式，發(fā)出脈沖控制步進(jìn)電機(jī)34轉(zhuǎn)動(dòng)，使側(cè)柱42轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度就是側(cè)方髁導(dǎo)斜 度。 (4)對側(cè)的髁導(dǎo)盤101，側(cè)柱41的轉(zhuǎn)角度數(shù)按(2) (3)方法得到。 (5)切導(dǎo)盤6固定在步進(jìn)電機(jī)的軸55上通過步進(jìn)電機(jī)35體固位于下頜體8上，步 進(jìn)電機(jī)35帶動(dòng)切導(dǎo)盤6轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)切導(dǎo)針7與切導(dǎo)盤6接觸時(shí)，步進(jìn)電機(jī)35停轉(zhuǎn)并鎖定，此 時(shí)單片機(jī)根據(jù)脈沖得到的切導(dǎo)盤6度數(shù)是切導(dǎo)斜度。 (6)髁導(dǎo)斜度，側(cè)方髁導(dǎo)斜度，和切導(dǎo)斜度可以在屏幕顯示并保存。 利用ARCUSdigma下領(lǐng)運(yùn)動(dòng)軌跡記錄儀獲得了下領(lǐng)運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)記錄，并在其自 帶的頜架上進(jìn)行了精度校驗(yàn)。通過一系列實(shí)驗(yàn)，可以看到ARCuSdigma系統(tǒng)具有很高的精 度，用它測量的數(shù)據(jù)基本能滿足臨床需要。利用這些數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)數(shù)字頜架的下領(lǐng)運(yùn)動(dòng)是有 較高可信度的。本部分是數(shù)字頜架下領(lǐng)運(yùn)動(dòng)模擬實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 步進(jìn)電機(jī)的原理步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角度位置的機(jī)械裝置，角度數(shù)值取決于脈沖的數(shù)量，步進(jìn)電機(jī)與其配套的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器共同組成控制簡單的開環(huán) 系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) 1、位置控制可通過發(fā)出的脈沖數(shù)量得到需要輸出的角度 2、正/反，急停及鎖定功能 3、低轉(zhuǎn)速及高精度位置功能 4、單片機(jī)是一種簡單的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過軟件的控制具有一定的智能，可以發(fā)出 脈沖并控制脈沖的數(shù)量。 智能頜架系統(tǒng)把計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)引入到牙醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。使原來各種在機(jī)械頜架上實(shí) 現(xiàn)起來煩瑣的模擬功能在智能數(shù)控環(huán)境下簡單直觀的實(shí)現(xiàn)，并提供了許多在機(jī)械頜架上不 敢想象的功能。智能頜架系統(tǒng)的發(fā)展和完善是一個(gè)長久的過程，但是它所蘊(yùn)涵的廣闊應(yīng)用 前景，相對于機(jī)械頜架無比的優(yōu)越性必將使智能頜架獲得廣泛的應(yīng)用，并對整個(gè)牙醫(yī)領(lǐng)域 產(chǎn)生深刻的影響。
權(quán)利要求一種牙頜架，包括上頜體(9)、下頜體(8)、切導(dǎo)針(7)、切導(dǎo)盤(6)、包括第一髁導(dǎo)盤(101)、第二髁導(dǎo)盤(102)和髁槽(21)的髁盒、髁球(11)、第一側(cè)柱(41)和第二側(cè)柱(42)，其特征在于，進(jìn)一步包括第一步進(jìn)電機(jī)(31)，固定在所述第一側(cè)柱(41)上，所述第一側(cè)柱(41)在下頜體(8)內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一髁導(dǎo)盤(101)固定在所述第一步進(jìn)電機(jī)(31)的軸(51)上；第二步進(jìn)電機(jī)(32)，固定在所述第二側(cè)柱(42)上，所述第二側(cè)柱(42)在下頜體(8)內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二髁導(dǎo)盤(102)固定在所述第二步進(jìn)電機(jī)(32)的軸(52)上；第三步進(jìn)電機(jī)(35)，所述切導(dǎo)盤(6)固定在所述第三步進(jìn)電機(jī)(35)的軸(55)上，通過所述第三步進(jìn)電機(jī)(35)固定在所述下頜體(8)上；第四步進(jìn)電機(jī)(34)，所述第四步進(jìn)電機(jī)(34)的軸(54)連接所述第二側(cè)柱(42)，并帶動(dòng)所述第二側(cè)柱(42)轉(zhuǎn)動(dòng)；第五步進(jìn)電機(jī)(33)，所述第五步進(jìn)電機(jī)(33)的軸(53)連接所述第一側(cè)柱(41)，并帶動(dòng)所述第一側(cè)柱(41)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過所述第五步進(jìn)電機(jī)(33)固定在下頜體(8)上；以及單片機(jī)，所述單片機(jī)控制所述第一步進(jìn)電機(jī)(31)帶動(dòng)所述第一髁導(dǎo)盤(101)轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第二步進(jìn)電機(jī)(32)帶動(dòng)所述第二髁導(dǎo)盤(102)轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第三步進(jìn)電機(jī)(33)帶動(dòng)所述切導(dǎo)盤(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第四步進(jìn)電機(jī)(34)帶動(dòng)所述第二側(cè)柱(42)轉(zhuǎn)動(dòng)，以及控制第五步進(jìn)電機(jī)(33)帶動(dòng)所述第一側(cè)柱(41)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙頜架，其特征在于，還包括顯示設(shè)備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的牙頜架，其特征在于，可以在顯示設(shè)備上顯示髁導(dǎo)斜度，側(cè)方 髁導(dǎo)斜度，和切導(dǎo)斜度的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙頜架，其特征在于，還包括存儲設(shè)備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的牙頜架，其特征在于，可以在存儲設(shè)備上存儲髁導(dǎo)斜度，側(cè)方 髁導(dǎo)斜度，和切導(dǎo)斜度的值。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種牙頜架，包括第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、第三步進(jìn)電機(jī)、第四步進(jìn)電機(jī)和第五步進(jìn)電機(jī)；以及單片機(jī)，所述單片機(jī)控制所述第一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第一髁導(dǎo)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第二髁導(dǎo)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第三步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述切導(dǎo)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，控制所述第四步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第二側(cè)柱轉(zhuǎn)動(dòng)，以及控制第五步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述第一側(cè)柱轉(zhuǎn)動(dòng)。為了解決現(xiàn)有的牙頜架精確度低、操作繁瑣的問題，本實(shí)用新型公開了一種數(shù)控智能牙頜架，其利用單片機(jī)高速數(shù)據(jù)處理能力來控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了靜止和下領(lǐng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對關(guān)節(jié)及牙列模擬和角度的計(jì)算，嘗試建立具有智能牙頜架的雛形。
文檔編號A61C11/00GK201453393SQ200920015090
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者陳捷 申請人:陳捷