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CN107260188A - 一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置 - Google Patents

一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置，包括可拆卸的外壳以及设于外壳内的若干组测量系统，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述若干组测量系统包括一端连接于外壳内壁，另一端抵触于外壳内壁的主测量系统，以及一端连接于主测量系统，另一端连接于上壳体或下壳体内壁的副测量系统。本发明的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，克服了现有仪器不能测出咬合力具体方向的缺点，基于在四个方向上测量系统的压力传感器测得实时正压力，能实现针对上下一对牙齿在咀嚼物体时咬合力大小与方向的实时测量，可用于口腔疾病的诊断与治疗，且本发明的咬合力测量装置可以反复使用，球状的外壳还可给人测量咬合力时以真实的咀嚼感。

Description

一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置
技术领域
本发明涉及一种测量装置，具体涉及一种咬合力测量装置。
背景技术
咬合力是反映咀嚼功能大小的重要指标，牙周组织正常的组织结构和功能的维持依赖于正常的咬合力的作用。咬合力与口腔中许多疾病的诊断、治疗有关，它被广泛应用疾病的手术后咀嚼功能恢复疗效的评价指标。咀嚼食物时牙齿，特别是后槽牙不仅有对食物的压力，还有对食物研磨的切向力作用。
目前市面上广泛应用的测量咬合力的装置是T-Scan咬合分析仪，由很薄的感应片来测量出咬合时力随时间的变化。其中最重要的感应片是消耗品，不能用于多次测量，大人群测量时成本较高，其测得的力只是感应片所在平面的正压力，并不能测出实际咬合力的方向与大小随时间的变化，且被咬的物体仅为很薄的感应片，没有咀嚼食物时的实体感。咬合分析仪应用于整排牙列，对于单对牙齿的咬合的方向不能明确给出。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置，实现对上下一对牙齿在咀嚼物体时咬合力大小与方向的实时测量。
技术方案：本发明所述的一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置，包括可拆卸的外壳以及设于外壳内的若干组测量系统，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述若干组测量系统包括一端连接于外壳内壁，另一端抵触于外壳内壁的主测量系统，以及一端连接于主测量系统，另一端连接于上壳体或下壳体内壁的副测量系统。
优选的，所述主测量系统和副测量系统均包括顺次连接的压缩测量机构、支撑杆和转向机构，所述主测量系统的压缩测量机构自由端通过受力板抵触于一半外壳内壁，所述主测量系统的转向机构连接于另一半外壳内壁，所述副测量系统的压缩测量机构自由端连接于主测量系统的支撑杆，副测量系统的转向机构连接于主测量系统的转向机构所在外壳的内壁。
优选的，所述压缩测量机构包括顺次连接的压缩筒、压缩杆、套设于压缩杆外的弹簧以及设于压缩杆平台内部的力传感器，所述力传感器一端与压缩杆平台连接，另一端与弹簧连接，所述弹簧支撑于压缩筒开口端面与压缩杆平台之间。
优选的，所述副测量系统为三至四组且均匀环绕设于主测量系统上，所述主测量系统与副测量系统轴向方向的夹角为45°～60°。
优选的，所述副测量系统的压缩测量机构自由端与主测量系统的支撑杆侧壁通过挂钩组件连接。
优选的，所述转向机构包括螺纹连接于支撑杆自由端的铰链球，所述铰链球容纳于底座收容腔内，所述支撑杆穿设有将铰链球固定于底座内的铰链盖。
优选的，所述底座收容腔为半球状凹槽，铰链盖与底座螺纹连接。
优选的，所述外壳开设有电线口，所述电线口设有包覆有数据线保护套的数据线，所述数据线一端连接于若干组测量系统，另一端连接于计算机。
有益效果：本发明的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，克服了现有仪器不能测出咬合力具体方向的缺点，基于在四个方向上测量系统的压力传感器测得实时正压力，通过电线口的数据线将数据输入计算机进行整合，能实现针对上下一对牙齿在咀嚼物体时咬合力大小与方向的实时测量，可用于口腔疾病的诊断与治疗，且本发明的咬合力测量装置可以反复使用，球状的外壳还可给人测量咬合力时以真实的咀嚼感。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明装置的断面图；
图3为本发明装置的使用示意图；
图4为本发明装置的受力示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1至图4所示，本发明的一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置，包括可拆卸的外壳以及设于外壳内的若干组测量系统，外壳包括上壳体1和下壳体2，上壳体1为无毒、弹性较大的外壳，下壳体2为无毒、较硬的外壳，所述下壳体2底部为平面，所述若干组测量系统包括一端连接于外壳内壁，另一端抵触于外壳内壁的主测量系统3，以及一端连接于主测量系统3，另一端连接于上壳体1或下壳体2内壁的副测量系统4，主测量系统3和副测量系统4均包括顺次连接的压缩测量机构51,52、支撑杆61,62和转向机构71,72，主测量系统3的压缩测量机构51自由端通过受力板8抵触于一半外壳内壁，主测量系统3的转向机构71螺纹连接于另一半外壳内壁，副测量系统4的压缩测量机构52自由端连接于主测量系统3的支撑杆61，副测量系统4的转向机构72螺纹连接于主测量系统3的转向机构71所在外壳的内壁，压缩测量机构51,52包括顺次连接的压缩筒511,521、压缩杆512,522、套设于压缩杆512,522外的弹簧513,523以及设于压缩杆512,522平台内部的力传感器514，524，力传感器514，524一端与压缩杆512,522平台连接，另一端与弹簧513,523连接，弹簧513,523支撑于压缩筒511,521开口端面与压缩杆512,522平台之间，副测量系统4为三或四组且均匀环绕设于主测量系统3上，主测量系统3与副测量系统4轴向方向的夹角为45°～60°，副测量系统4的压缩测量机构52自由端与主测量系统3的支撑杆61侧壁通过挂钩组件9连接，转向机构71,72包括螺纹连接于支撑杆61,62自由端的铰链球101,102，铰链球101,102容纳于底座111,112收容腔内，支撑杆61,62穿设有将铰链球固定于底座111,112内的铰链盖121,122，底座111,112收容腔为半球状凹槽，铰链盖121,122与底座111,112螺纹连接，外壳开设有电线口13，电线口13设有包覆有数据线保护套的数据线14，数据线保护套为无毒、防水的橡胶材料制成，利用其弹性较大的特点，与电线口13实行过盈配合，数据线14一端连接于若干组测量系统，另一端连接于计算机，进行数据处理。
使用时，将装置通过包覆有数据线保护套的数据线14与计算机连接，将装置底部平面放置在所要测量的一对牙的下牙上，下颌骨慢慢上升，上牙接触装置，开始咬合测量，测量完成后，慢慢松开装置，通过数据线保护套，将装置取出，完成测量，使用前后，对装置进行消毒处理，内部测量部分的转向机构71,72与外壳内壁为螺纹连接，将上壳体1和下壳体2旋离，解开副测量系统4的压缩测量机构52自由端与主测量系统3的支撑杆61之间的挂钩组件9，旋开底座111,112，取出内部测量系统，并对其进行机械消毒后按反向顺序安装组合，底部平面放置在下牙上，咬合时由于牙尖交错，产生的咬合力不一定是垂直于下牙的正压力，可能与底部平面产生一个较小的角度，咬合力可以分解为垂直于底部平面的正压力与平行于底部的切向力，受力板8上表面初始状态下与上壳体1内表面接触却不产生力，弹性较大的上壳体1受到压力产生变形，将受力板8向下方、向侧方挤压，受力板8与压缩筒511连接，压缩筒511受力向下压缩弹簧513，弹簧套513在压缩杆512外，压缩杆512直径略小于压缩筒511内径，受力板8受到的力越大，压缩杆512进入压缩筒511的量越多，弹簧513被压缩的越厉害，与弹簧513相连的力传感器514测到的力越大，转向机构71中的铰链球放置在底座111的半球状凹槽内，其直径略小于底座111和铰链盖121的直径，可在底座111和铰链盖121形成的空心部分内转动，受力板8受到切向力时，内部测量系统相当于受到了以铰链球为中心的力矩，使受力板8和主测量系统3转动，此时，与主测量系统3的支撑杆61通过挂钩组件9相连的副测量系统4受到不同的拉力或者压力，通过副测量系统4上的压缩测量机构52测得三个方向上的正压力，副测量系统4的转向机构72和压缩筒521上的挂钩组件9不断转动调整角度，弹簧523不断的压缩变形调整长度，以确保机构之间的正常连接与转动，主测量系统3的力传感器514测得的为咬合力的正压力，三个副测量系统4的力传感器524测得的为咬合力的切向力，通过计算机考虑误差的计算，得到正压力的大小和切向力的大小与方向。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：包括可拆卸的外壳以及设于外壳内的若干组测量系统，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述若干组测量系统包括一端连接于外壳内壁，另一端抵触于外壳内壁的主测量系统，以及一端连接于主测量系统，另一端连接于上壳体或下壳体内壁的副测量系统。
2.根据权利要求1所述的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：所述主测量系统和副测量系统均包括顺次连接的压缩测量机构、支撑杆和转向机构，所述主测量系统的压缩测量机构自由端通过受力板抵触于一半外壳内壁，所述主测量系统的转向机构连接于另一半外壳内壁，所述副测量系统的压缩测量机构自由端连接于主测量系统的支撑杆，副测量系统的转向机构连接于主测量系统的转向机构所在外壳的内壁。
3.根据权利要求2所述的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：所述压缩测量机构包括顺次连接的压缩筒、压缩杆、套设于压缩杆外的弹簧以及设于压缩杆平台内部的力传感器，所述力传感器一端与压缩杆平台连接，另一端与弹簧连接，所述弹簧支撑于压缩筒开口端面与压缩杆平台之间。
4.根据权利要求3所述的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：所述副测量系统为三至四组且均匀环绕设于主测量系统上，所述主测量系统与副测量系统轴向方向的夹角为45°～60°。
5.根据权利要求1所述的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：所述副测量系统的压缩测量机构自由端与主测量系统的支撑杆侧壁通过挂钩组件连接。
6.根据权利要求1所述的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：所述转向机构包括螺纹连接于支撑杆自由端的铰链球，所述铰链球容纳于底座收容腔内，所述支撑杆穿设有将铰链球固定于底座内的铰链盖。
7.根据权利要求6所述的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：所述底座收容腔为半球状凹槽，铰链盖与底座螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的基于力传感器的多方向咬合力测量装置，其特征在于：所述外壳开设有电线口，所述电线口设有包覆有数据线保护套的数据线，所述数据线一端连接于若干组测量系统，另一端连接于计算机。
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