專利名稱：一種咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種試驗(yàn)機(jī)，尤其是一種針對口腔修復(fù)材料的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
口腔環(huán)境是涉及溫度變化，多種溶劑，微生物的復(fù)雜環(huán)境?？谇恍迯?fù)材料的疲勞老化是與冷熱循環(huán)，酸堿度變化，載荷循環(huán)等因素密切相關(guān)的復(fù)雜過程。一種材料，一種修復(fù)方法的實(shí)際效果往往需要幾年、幾十年的觀察才能確定，所需時(shí)間很長。從時(shí)間和安全性方面考慮，新材料、新技術(shù)應(yīng)用于口腔臨床之前進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)是十分必要的。
以往多是從材料的理化性能方面進(jìn)行評價(jià)，由此得出的結(jié)論與材料在真實(shí)口腔環(huán)境內(nèi)的表現(xiàn)差別很大。因此，實(shí)際的研究急需模擬口腔條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)中有一種用來模擬咀嚼運(yùn)動(dòng)和冷熱循環(huán)情況的試驗(yàn)機(jī)，但該機(jī)只是模擬了垂直加載，不能體現(xiàn)咀嚼中的水平研磨運(yùn)動(dòng)，而且不能同時(shí)觀察到冷熱循環(huán)的影響。另外，現(xiàn)有的試驗(yàn)機(jī)一般一次只能進(jìn)行一個(gè)試件的疲勞實(shí)驗(yàn)，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能同步實(shí)施冷熱循環(huán)，并能在進(jìn)行垂直加載的同時(shí)可進(jìn)行水平研磨的多功能的人工口腔咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提供一種能同時(shí)進(jìn)行多組試件試驗(yàn)的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置和冷熱水供給裝置，所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置包括試件臺和加載臺，所述試件臺可水平移動(dòng)地設(shè)于機(jī)架上，其與水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，該試件臺上設(shè)有卡具；所述加載臺可垂直移動(dòng)地設(shè)于機(jī)架上，與垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，該加載臺上設(shè)有加載頭，其與所述試件臺上的所述卡具位置相對應(yīng)，同時(shí)，該加載頭的寬度與所述試件臺的水平運(yùn)動(dòng)的行程相匹配，以使在該加載頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對固定在水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的試件臺卡具上的牙齒或修復(fù)體試件施加壓力，在該加載頭上設(shè)有配重件，可以改變和調(diào)節(jié)負(fù)荷；所述冷熱水供給裝置包括與供水系統(tǒng)連接的管路系統(tǒng)，其中包括一個(gè)進(jìn)水口，使用中與供水系統(tǒng)連接；還包括一個(gè)出水口，該出水口設(shè)于所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載系統(tǒng)中的試件臺上；在該管路系統(tǒng)中包括并聯(lián)的兩個(gè)管路，該兩個(gè)管路上分別設(shè)有加熱器和冷卻器，使得在所述管路系統(tǒng)的出水口可以得到熱水和/或冷水。
本實(shí)用新型提供的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)，由于其中的試件臺與一水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，使試件臺上的試件在承受加載頭的垂直方向的循環(huán)作用力的同時(shí)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即進(jìn)行水平研磨，試件的受力更趨近于在口腔中的咀嚼的受力情況。另外，通過對冷熱水供給裝置中的加熱器和冷卻器的調(diào)節(jié)，可以模擬出口腔內(nèi)以及牙齒所接觸的食物溫度高低的情況。
在所述加載頭上連接牙刷頭，其壓在試驗(yàn)臺上的試件上，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)所述水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，此時(shí)，本試驗(yàn)機(jī)具有可單獨(dú)做水平研磨的試驗(yàn)的功能，即可用本試驗(yàn)機(jī)實(shí)施刷牙模擬。
在所述加載頭上設(shè)有夾持器，其上夾持義齒，在所述試件臺的對應(yīng)位置上固定牙齒，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)所述垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，此時(shí)，本試驗(yàn)機(jī)就可以進(jìn)行義齒摘戴疲勞試驗(yàn)。
為了方便地實(shí)施上述幾種試驗(yàn)的相互轉(zhuǎn)換，即或同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，或是單獨(dú)驅(qū)動(dòng)所述水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)或垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選與同一主軸連接驅(qū)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，具體地，可以是如下結(jié)構(gòu)在機(jī)架上設(shè)有電機(jī)，在所述電機(jī)輸出軸上設(shè)有傳動(dòng)裝置連接一個(gè)設(shè)于機(jī)架上的主軸，所述傳動(dòng)裝置可以是皮帶傳動(dòng)裝置等機(jī)構(gòu)，在所述主軸上設(shè)有兩個(gè)偏心軸，所述試驗(yàn)臺可移動(dòng)地置于機(jī)架上，該試驗(yàn)臺與所述主軸上的的其中一個(gè)偏心軸鉸接；所述加載臺套設(shè)在豎直導(dǎo)柱上，該加載臺與所述主軸上的另一個(gè)偏心軸鉸接。
當(dāng)用本試驗(yàn)機(jī)實(shí)施刷牙模擬或類似試驗(yàn)時(shí)，將與所述加載臺連接偏心軸的鉸接結(jié)構(gòu)拆分開，所述加載頭上設(shè)牙刷頭，并配以一定重量的配重壓在所述試驗(yàn)臺上的試件上，啟動(dòng)所述電機(jī)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)所述水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，此時(shí)，本試驗(yàn)機(jī)就可以具有可單獨(dú)做水平研磨試驗(yàn)的功能，進(jìn)行刷牙模擬。
當(dāng)本試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行義齒摘戴疲勞試驗(yàn)時(shí)，將與所述試驗(yàn)臺連接的偏心軸的鉸接結(jié)構(gòu)拆分開，在所述加載頭上設(shè)有用來夾持義齒的夾持器，與此對應(yīng)地，在所述試驗(yàn)臺上對應(yīng)設(shè)有義齒固位基牙，啟動(dòng)所述電機(jī)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)所述垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即可實(shí)施摘戴義齒疲勞試驗(yàn)。
本實(shí)用新型提供的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)1、在垂直加載的同時(shí)可進(jìn)行水平研磨，更加逼真地模擬了牙齒在口腔中使用時(shí)的受力情況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加真實(shí)可靠。
2、進(jìn)一步地，通過同一主軸驅(qū)動(dòng)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證了垂直作用力接觸牙齒后水平研磨模擬在口腔內(nèi)牙齒承載和研磨的逼真性和準(zhǔn)確性。采用同一曲柄輪上連接兩個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)十分簡單，操作也很方便。
3、本試驗(yàn)機(jī)所采用的機(jī)械傳動(dòng)裝置為同軸驅(qū)動(dòng)水平和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以很方便地使本試驗(yàn)機(jī)變型，進(jìn)行口腔領(lǐng)域多種常用的疲勞試驗(yàn)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型提供的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)中機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)中冷熱水供給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和2所示，本實(shí)用新型提供的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置A和冷熱水供給裝置B，機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置A如圖1所示，步進(jìn)電機(jī)1通過皮帶傳動(dòng)裝置101帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)2，主軸2設(shè)有兩個(gè)偏心軸3和4，一個(gè)偏心軸3通過連桿31使加載臺5在固于機(jī)架0上的垂直導(dǎo)向柱6上做上下垂直運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上下循環(huán)加載；另一個(gè)偏心軸4通過連桿41使試件臺7在機(jī)架上做前后水平運(yùn)動(dòng)，模擬咀嚼過程中上下牙齒接觸后的水平滑行。垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)的范圍由偏心軸軸心與主軸軸心之間的距離確定；循環(huán)加載頻率由電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)輪與主動(dòng)軸輪的直徑比例確定；水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)的作用先后次序可通過兩個(gè)所述偏心軸之間的夾角的調(diào)整來設(shè)定。在加載臺5上設(shè)有加載頭51，在加載頭上設(shè)有固定配重塊的裝置52，垂直加載的載荷大小由配重塊確定。
在機(jī)架0上設(shè)支架8支承固定冷熱水供給裝置B的出水口9，出水口9設(shè)于所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載系統(tǒng)中的試件臺7上。試驗(yàn)臺7的四周設(shè)有封閉的四壁構(gòu)成積水槽，在槽底設(shè)有泄水口70。如圖2所示，冷熱水供給裝置B還包括一個(gè)進(jìn)水口10，使用中與供水系統(tǒng)連接，進(jìn)水口10連接一個(gè)管路系統(tǒng)，其中包括并聯(lián)的兩個(gè)管路11和12，該兩個(gè)管路上分別設(shè)有加熱器13和制冷機(jī)組14，使得在所述管路系統(tǒng)的出水口9可以得到熱水和/或冷水。制冷機(jī)組14包括由壓縮機(jī)141、散熱器142、冷凝管143和蒸發(fā)器144，蒸發(fā)器144置于管路12中，在管路12中還設(shè)有溫度傳感器和對壓縮機(jī)141進(jìn)行控制的自動(dòng)控制器(圖中未示出)。加熱器13包括一個(gè)電熱水器131，還包括一個(gè)溫度控制器(圖中未示出)。在管路11和12的出水口9一側(cè)設(shè)有電磁閥111和121控制冷熱水的通斷。
另外，本咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括機(jī)電控制系統(tǒng)(圖中未示出)。其中包括總電源開關(guān)控制整機(jī)電源，制冷機(jī)組控制開關(guān)，熱水器控制開關(guān)分別控制制冷與加熱。循環(huán)時(shí)間繼電器連接管路11和12上的電磁閥，控制冷熱水的通斷。電機(jī)開關(guān)控制循環(huán)加載和水平運(yùn)動(dòng).該機(jī)的啟動(dòng)采用手動(dòng)控制，啟動(dòng)后自動(dòng)循環(huán)工作。
再有，本試驗(yàn)機(jī)還包括計(jì)數(shù)系統(tǒng)(圖中未示出)，該系統(tǒng)由電磁接近開關(guān)、脈沖繼電器、電子數(shù)字繼電器組成，接近開關(guān)感應(yīng)加載臺運(yùn)動(dòng)，每一周期發(fā)出一脈沖，經(jīng)繼電器濾波后將信號傳到計(jì)數(shù)器，記錄載荷的循環(huán)次數(shù)。
試件臺7上的試件71在承受帶有配重53的加載頭51的垂直方向的循環(huán)作用力的同時(shí)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即進(jìn)行水平研磨，試件的受力更趨近于在口腔中的咀嚼的受力情況。另外，通過對冷熱水供給裝置中的加熱器和冷卻器的調(diào)節(jié)，可以模擬出口腔內(nèi)以及牙齒所接觸的食物溫度高低的情況。
當(dāng)用本試驗(yàn)機(jī)實(shí)施刷牙模擬時(shí)，將與加載臺5連接的偏心軸3的鉸接結(jié)構(gòu)拆分開，加載頭51上設(shè)牙刷頭，并配以一定重量的配重52壓在試驗(yàn)臺7上的試件71上，啟動(dòng)電機(jī)1，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，此時(shí)，本試驗(yàn)機(jī)就具有可單獨(dú)做水平研磨試驗(yàn)的功能，進(jìn)行刷牙模擬。
當(dāng)本試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行義齒摘戴疲勞試驗(yàn)時(shí)，將與試驗(yàn)臺7連接的偏心軸4的鉸接結(jié)構(gòu)拆分開，在加載頭51上設(shè)有用來夾持義齒的夾持器，與此對應(yīng)地，在試驗(yàn)臺7上對應(yīng)設(shè)有義齒固位基牙，啟動(dòng)電機(jī)1，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)所述垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即可實(shí)施摘戴義齒疲勞試驗(yàn)。
本咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)可以在5-10天內(nèi)完成50-100萬次循環(huán)加載，5千-1萬個(gè)冷熱循環(huán)，模擬材料及修復(fù)體在口腔功能狀態(tài)下3-5年的疲勞老化情況。該試驗(yàn)機(jī)操作簡便，運(yùn)行穩(wěn)定，較真實(shí)的模擬了咀嚼運(yùn)動(dòng)與冷熱循環(huán)，為口腔新材料，新技術(shù)方法的運(yùn)用提供了比較可靠的試驗(yàn)條件。
權(quán)利要求1.一種咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置和冷熱水供給裝置，所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置包括試件臺和加載臺，所述試件臺可水平移動(dòng)地設(shè)于機(jī)架上，其與水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，該試件臺上設(shè)有卡具；所述加載臺可垂直移動(dòng)地設(shè)于機(jī)架上，與垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，該加載臺上設(shè)有加載頭，其與所述試件臺上的所述卡具位置相對應(yīng)，同時(shí)，該加載頭的寬度與所述試件臺的水平運(yùn)動(dòng)的行程相匹配，以使在該加載頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對卡固在水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的試件臺卡具上的牙齒試件施加壓力，在該加載頭上設(shè)有配重件；所述冷熱水供給裝置包括與供水系統(tǒng)連接的管路系統(tǒng)，其中包括一個(gè)進(jìn)水口，使用中與供水系統(tǒng)連接，還包括一個(gè)出水口，該出水口設(shè)于所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載系統(tǒng)中的試件臺上；在該管路系統(tǒng)中包括并聯(lián)的兩個(gè)管路，該兩個(gè)管路上分別設(shè)有加熱器和冷卻器，使得在所述管路系統(tǒng)的出水口可以得到熱水和/或冷水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與同一驅(qū)動(dòng)主軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為在所述機(jī)架上設(shè)有電機(jī)，在所述電機(jī)輸出軸上設(shè)有傳動(dòng)裝置連接一個(gè)設(shè)于所述機(jī)架上的主軸，在所述主軸上設(shè)有兩個(gè)偏心軸，該試驗(yàn)臺與所述主軸上的其中一個(gè)偏心軸鉸接，所述加載臺套設(shè)在固于所述機(jī)架上的豎直導(dǎo)柱上，該加載臺與所述主軸上的另一個(gè)偏心軸鉸接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種咀嚼模擬疲勞試驗(yàn)機(jī)，其包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置和冷熱水供給裝置，機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載裝置包括試件臺和加載臺，分別與水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，冷熱水供給裝置包括與供水系統(tǒng)連接的管路系統(tǒng)，其中包括一個(gè)進(jìn)水口，使用中與供水系統(tǒng)連接，還包括一個(gè)出水口，該出水口設(shè)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)加載系統(tǒng)中的試件臺上；在該管路系統(tǒng)中包括并聯(lián)的兩個(gè)管路，該兩個(gè)管路上分別設(shè)有加熱器和冷卻器，使得在管路系統(tǒng)的出水口可以得到熱水和/或冷水。本試驗(yàn)機(jī)在垂直加載的同時(shí)可進(jìn)行水平研磨，更加逼真地模擬牙齒在口腔中使用時(shí)的受力情況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加真實(shí)可靠。同時(shí)，可方便地使試驗(yàn)機(jī)變型，完成口腔中各種常用的模擬疲勞試驗(yàn)。
文檔編號G01N33/15GK2708314SQ200420073080
公開日2005年7月6日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者林寶山, 姜婷 申請人:林寶山, 姜婷