口腔正畸牙周膜恒速拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種口腔正畸牙周膜拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括底板，在底板上設(shè)置導(dǎo)軌和伺服電機(jī)，在伺服電機(jī)的輸出軸上連接有絲杠且所述絲杠由設(shè)在底板上的前軸承支座及后軸承支座支承，在所述絲杠上螺紋連接有螺母座且所述螺母座與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，在螺母座上設(shè)有移動(dòng)臺(tái)，在移動(dòng)臺(tái)上設(shè)有移動(dòng)端夾具，在移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)端夾具之間設(shè)有力傳感器且力傳感器用于測(cè)量夾具拉力，在后軸承支座上設(shè)有固定端夾具，在所述底板上還設(shè)有激光測(cè)距儀且所述激光測(cè)距儀用于測(cè)量移動(dòng)臺(tái)的位移，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)還包括計(jì)時(shí)器且所述計(jì)時(shí)器用于記錄移動(dòng)臺(tái)的位移所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。本發(fā)明能夠測(cè)得恒速拉伸、恒速壓縮，能夠更直接的反映牙周膜的應(yīng)力-應(yīng)變特性，測(cè)量精度很高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】口腔正畸牙周膜恒速拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于口腔牙齒正畸中力學(xué)測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及正畸牙齒移動(dòng)中牙周膜力學(xué)性能體外綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]口腔正畸是指將正畸力直接或間接作用于牙齒及其支持組織上，從而引起一系列的組織生化反應(yīng)，達(dá)到牙齒移動(dòng)的目的，在這一過(guò)程中，正畸力是牙齒移動(dòng)的外在誘因，牙周膜生物力學(xué)響應(yīng)是引起牙齒移動(dòng)和牙齒移動(dòng)速度的決定因素。牙周膜屬于生物軟組織，其力學(xué)性質(zhì)與硬體截然不同。研宄并探明牙周膜的生物力學(xué)性能及其影響因素，對(duì)于認(rèn)識(shí)口頒系統(tǒng)的生理，指導(dǎo)牙體或牙列缺損的修復(fù)及牙齒的矯正，開(kāi)展與之相關(guān)力學(xué)性能研宄有重要的意義。牙周膜屬于非線性材料，研宄牙周膜應(yīng)力、應(yīng)變的主要方法是單軸拉伸實(shí)驗(yàn)，而影響牙周膜應(yīng)力、應(yīng)變的主要因素是加載速率。同時(shí)，牙周膜具有粘彈性，研宄牙周膜粘彈性主要采用施加恒定的載荷測(cè)量形變變化或確定形變測(cè)量應(yīng)力變化。牙齒正畸過(guò)程中，作為連接牙齒與牙槽骨的牙周膜軟組織主要做著拉伸與壓縮的運(yùn)動(dòng)。因此，開(kāi)發(fā)一種在恒定速率下牙周膜單軸拉伸、壓縮測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)研宄牙周膜的生物力學(xué)性能具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種口腔正畸牙周膜恒速拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，本發(fā)明能夠測(cè)得恒速拉伸、恒速壓縮，能夠更直接的反映牙周膜的應(yīng)力-應(yīng)變特性，測(cè)量精度很高。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種口腔正畸牙周膜拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括底板，在底板上設(shè)置導(dǎo)軌和伺服電機(jī)，在伺服電機(jī)的輸出軸上連接有絲杠且所述絲杠由設(shè)在底板上的前軸承支座及后軸承支座支承，在所述絲杠上螺紋連接有螺母座且所述螺母座與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，在螺母座上設(shè)有移動(dòng)臺(tái)，在移動(dòng)臺(tái)上設(shè)有移動(dòng)端夾具，在移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)端夾具之間設(shè)有力傳感器且力傳感器用于測(cè)量夾具拉力，在后軸承支座上設(shè)有固定端夾具，在所述底板上還設(shè)有激光測(cè)距儀且所述激光測(cè)距儀用于測(cè)量移動(dòng)臺(tái)的位移，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)還包括計(jì)時(shí)器且所述計(jì)時(shí)器用于記錄移動(dòng)臺(tái)的位移所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明能夠測(cè)得恒速拉伸、恒速壓縮，能夠更直接的反映牙周膜的應(yīng)力-應(yīng)變特性，與傳統(tǒng)的拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)相比，
1.本發(fā)明實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)量精度高，牙周膜拉伸量是通過(guò)激光位移傳感器通過(guò)測(cè)量螺母座上的被測(cè)量塊的位移來(lái)實(shí)現(xiàn)，其測(cè)量精度可達(dá)I μπι。
[0006]2.夾具一端可在導(dǎo)軌上移動(dòng)，摩擦力小、靈密度高，能夠減小測(cè)試過(guò)程中位移誤差，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可滿足以不同恒定速率加載情況下的實(shí)驗(yàn)要求。與可移動(dòng)端夾具連接的力傳感器可精確的測(cè)量牙周膜拉伸、壓縮過(guò)程中載荷力的變化情況。
[0007]3.研宄牙周膜的力學(xué)特性需對(duì)牙周膜進(jìn)行連續(xù)且恒定的拉伸測(cè)量力的變化情況。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過(guò)伺服電機(jī)控制絲杠轉(zhuǎn)速帶動(dòng)平臺(tái)提供連續(xù)且恒定的移動(dòng)，通過(guò)控制伺服電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速來(lái)提供不同的加載率。此外，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)示意圖。
[0009]圖2是測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)剖視圖。
[0010]圖3是滾珠絲杠示意圖。
[0011 ]圖4是滾珠絲杠剖視圖。
[0012]圖5是絲杠示意圖。
[0013]圖6是絲杠螺母示意圖。
[0014]圖7是絲杠螺母剖視圖。
[0015]圖8是螺母座不意圖。
[0016]圖9是滾動(dòng)軸承示意圖。
[0017]圖10是前軸承支座示意圖。
[0018]圖11是底板示意圖。
[0019]圖12是聯(lián)軸器示意圖。
[0020]圖13是聯(lián)軸器剖視圖。
[0021 ]圖14是后軸承支座示意圖。
[0022]圖15是移動(dòng)臺(tái)示意圖。
[0023]圖16是移動(dòng)端夾具示意圖。
[0024]圖17是力傳感器示意圖。
[0025]圖18是固定端夾具示意圖。
[0026]圖19是夾板片。
[0027]圖20是牙周膜樣本示意圖。
[0028]圖中有:1.絲杠，2.絲杠螺母，7.螺母座，8.滾動(dòng)軸承，9.前軸承支座，10.底板，
11.聯(lián)軸器，12.伺服電機(jī)，13.后軸承支座，14.移動(dòng)臺(tái)，15.移動(dòng)端夾具，16.力傳感器，17.固定端夾具，18.激光測(cè)距儀，19.夾板片，23.被檢測(cè)塊，24.控制柜，30.滾珠。

【具體實(shí)施方式】
[0029]一種口腔正畸牙周膜拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括底板10，在底板10上設(shè)置導(dǎo)軌6和伺服電機(jī)12，在伺服電機(jī)12的輸出軸上連接有絲杠I且所述絲杠I由設(shè)在底板10上的前軸承支座9及后軸承支座13支承，在所述絲杠I上螺紋連接有螺母座7且所述螺母座7與導(dǎo)軌6滑動(dòng)連接，在螺母座7上設(shè)有移動(dòng)臺(tái)14，在移動(dòng)臺(tái)14上設(shè)有移動(dòng)端夾具15，在移動(dòng)臺(tái)14與移動(dòng)端夾具15之間設(shè)有力傳感器16且力傳感器16用于測(cè)量夾具拉力，在后軸承支座13上設(shè)有固定端夾具17，在所述底板10上還設(shè)有激光測(cè)距儀18且所述激光測(cè)距儀18用于測(cè)量移動(dòng)臺(tái)14的位移，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)還包括計(jì)時(shí)器25且所述計(jì)時(shí)器25用于記錄移動(dòng)臺(tái)14的位移所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。
[0030]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括底板10、設(shè)置在底板上的導(dǎo)軌6、計(jì)時(shí)器25、前后軸承支座9、13和激光測(cè)距儀18，兩支座間的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，連接所述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的動(dòng)力控制系統(tǒng)模塊和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)上的移動(dòng)工作臺(tái)，前端軸承支座9和移動(dòng)工作臺(tái)上的夾具模塊。
[0032]所述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括絲杠1、絲杠I上的絲杠螺母2、使所述絲杠螺母2平動(dòng)的一系列滾珠30。
[0033]所述動(dòng)力控制系統(tǒng)包括滾動(dòng)軸承8、伺服電機(jī)12連接絲杠I 一端與伺服電機(jī)的聯(lián)軸器11、控制伺服電機(jī)進(jìn)給速率的控制柜24。
[0034]所述移動(dòng)工作臺(tái)包括螺母座7、螺母座7上端移動(dòng)臺(tái)14、與所述移動(dòng)臺(tái)14連接測(cè)量夾具拉力大小的力傳感器16、通過(guò)所述激光測(cè)距儀18測(cè)量工作臺(tái)位移的被檢測(cè)塊23。
[0035]夾具模塊包括固定端夾具17、固定端夾具17上端的第一塊夾板19、固定第一塊夾板19的第一緊固螺釘20和第二緊固螺釘21 ;與所述力傳感器通過(guò)螺紋連接的移動(dòng)端夾具15、所述移動(dòng)端夾具上端的第二塊夾板片22。
[0036]采用本測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試的操作步驟:
1.使私服電機(jī)12空轉(zhuǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)樣件的長(zhǎng)度要求，軸向移動(dòng)工作臺(tái)使工作臺(tái)上的移動(dòng)端夾具15與另一端固定夾具17的距離適中。根據(jù)圖20所示，樣件的一端裝夾在移動(dòng)端夾具15和第二塊夾板片22之間，樣件另一端夾緊與固定端夾具17和第一塊夾板片之間，并用螺釘20夾緊(為防止在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中樣件與夾具產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，在加工工藝中可適當(dāng)提高與樣件接觸的兩面的粗糙度)。
[0037]2.在控制柜中輸入所需實(shí)驗(yàn)參;H；，啟動(dòng)動(dòng)力控制系統(tǒng)使移動(dòng)臺(tái)以一定速率軸向平動(dòng)同時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。在移動(dòng)過(guò)程中力傳感器記錄拉力載荷隨時(shí)間的變化情況，同時(shí)激光測(cè)距儀18記錄被檢測(cè)塊23的位移隨時(shí)間的變化情況即牙周膜的拉伸量，通過(guò)電腦軟件可繪制牙周膜在拉伸過(guò)程中應(yīng)力-應(yīng)變曲線。且通過(guò)控制柜調(diào)節(jié)絲杠轉(zhuǎn)速，可研宄不同加載速率率對(duì)牙周膜力學(xué)特性的影響。
【權(quán)利要求】
1.一種口腔正畸牙周膜拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括底板(10),其特征在于，在底板(10)上設(shè)置導(dǎo)軌(6)和伺服電機(jī)(12),在伺服電機(jī)(12)的輸出軸上連接有絲杠(1)且所述絲杠(1)由設(shè)在底板(10)上的前軸承支座(9)及后軸承支座(13)支承，在所述絲杠(1)上螺紋連接有螺母座(7 )且所述螺母座(7 )與導(dǎo)軌(6 )滑動(dòng)連接，在螺母座(7 )上設(shè)有移動(dòng)臺(tái)(14)，在移動(dòng)臺(tái)(14)上設(shè)有移動(dòng)端夾具(15),在移動(dòng)臺(tái)(14)與移動(dòng)端夾具(15)之間設(shè)有力傳感器(16)且力傳感器(16)用于測(cè)量夾具拉力，在后軸承支座(13)上設(shè)有固定端夾具(17),在所述底板(10)上還設(shè)有激光測(cè)距儀(18)且所述激光測(cè)距儀(18)用于測(cè)量移動(dòng)臺(tái)(14)的位移，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)還包括計(jì)時(shí)器(25)且所述計(jì)時(shí)器(25)用于記錄移動(dòng)臺(tái)(14)的位移所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01N3/04GK104483198SQ201410834671
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】湯文成, 楊宇, 黃輝祥, 吳斌, 嚴(yán)斌, 王耀駿 申請(qǐng)人:東南大學(xué)