一种牙齿高周疲劳模拟试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及牙齿磨损技术领域，尤其涉及一种牙齿高周疲劳模拟试验装置及试验方法。

背景技术

咀嚼是人类必不可少的生理活动，人类通过上颌牙和下颌牙的咀嚼来满足人类的生存需要，牙齿在咀嚼过程中必定会受到不同程度的磨损。

牙齿在短时间内磨损量微小，目前没有对牙齿的磨损量进行模拟试验的设备，因此亟需一种牙齿高周疲劳模拟试验装置，从而得出牙齿的磨损情况。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种牙齿高周疲劳模拟试验装置及试验方法，能够对牙齿的耐磨性进行模拟实验，从而可以测试出牙齿的磨损情况。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种牙齿高周疲劳模拟试验装置，包括固定板、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、驱动连杆、第一夹板和第二夹板，所述第一连杆、所述第二连杆和所述驱动连杆均铰接在所述固定板的上端面；所述第三连杆的一端与所述第一连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与所述驱动连杆的一端铰接；所述第四连杆的一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第四连杆的另一端与所述驱动连杆的另一端铰接；所述第一夹板和所述第二夹板分别与所述第一连杆和所述第二连杆的另一端固定连接；所述第一夹板和所述第二夹板相对的一面上分别用于连接第一牙模型和第二牙模型；所述驱动连杆绕自身垂直于所述固定板的中心线做往复旋转摆动时，能够驱动所述第三连杆和所述第四连杆分别带动所述第一连杆和所述第二连杆做往复摆动，所述第一连杆和所述第二连杆做往复摆动时，所述第一夹板和所述第二夹板互相靠近或远离。

进一步地，还包括第一底座、转筒和连接杆，所述第一底座位于所述固定板的下方，所述连接杆的下端垂直固定在所述第一底座的上端面，所述转筒空套在所述连接杆上，所述转筒的上端穿过所述固定板后与所述驱动连杆的中心位置固定连接；所述转筒能够绕自身轴线做做往复旋转运动，所述转筒绕自身轴线做做往复旋转运动时，能够带动所述驱动连杆做往复旋转摆动。

进一步地，还包括滑板和平行设置在所述第一底座上端面的两个导轨，两个所述导轨上分别滑动设置有一个第一滑块，所述滑板的下端面分别与两个所述第一滑块固定连接，两个所述第一滑块能够沿对应的所述导轨滑动；所述滑板的上端面开设有与所述导轨垂直的滑槽，所述滑槽内设置有第二滑块，所述第二滑块与所述转筒之间通过曲柄连接。

进一步地，所述滑板上靠近所述连接杆的一侧开设有限位槽，所述连接杆位于所述限位槽内。

进一步地，还包括与所述第一底座水平连接的第二底座，所述第二底座上设置有能够沿所述导轨的延伸方向滑动的第三滑块，所述第三滑块的一端连接有驱动机构，所述第三滑块的另一端与所述滑板之间通过推杆固定连接。

进一步地，所述驱动机构包括电机和凸轮，所述电机的输出端与所述凸轮固定连接，所述凸轮与所述第三滑块的一端相抵，且所述第二底座上设置有挡板，所述推杆的一端穿过所述挡板后与所述滑板连接，所述推杆与所述挡板间隙配合，所述推杆上套设有弹性件，所述弹性件的一端抵在所述挡板上，另一端抵在所述第三滑块上。

进一步地，所述第二底座上还正对设置有两个导向板，两个所述导向板上分别正对开设有导向槽，所述第三滑块设置在两个所述导向板之间，且所述第三滑块的两侧连接有导向块，两侧的所述导向块对应配合在所述导向槽内。

进一步地，所述第一夹板和所述第二夹板相对的一面上分别设置有第一磁铁，所述第一牙模型和所述第二牙模型的背面分别开设有凹槽，所述凹槽内设置有与所述第一磁铁相互吸引的第二磁铁。

进一步地，所述固定板与所述第一底座之间通过支撑杆连接。

一种牙齿高周疲劳模拟试验方法，应用本发明的一种牙齿高周疲劳模拟试验装置，首先对所述第一牙模型和所述第二牙模型进行扫描记录原始尺寸；然后将所述第一牙模型和所述第二牙模型分别安装在所述第一夹板和所述第二夹板上，通过所述驱动连杆驱动所述第三连杆和所述第四连杆分别带动所述第一连杆和所述第二连杆做往复摆动，所述第一连杆和所述第二连杆带动所述第一夹板和所述第二夹板互相靠近或远离，使得所述第一牙模型和所述第二牙模型反复碰撞磨损，最后对所述第一牙模型和所述第二牙模型进行扫描记录碰撞后的尺寸，并与原始尺寸对比得到磨损量。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明在试验前，首先对第一牙模型和第二牙模型进行扫描记录原始尺寸；然后将第一牙模型和第二牙模型分别安装在第一夹板和第二夹板上，通过驱动连杆驱动第三连杆和第四连杆分别带动第一连杆和第二连杆做往复摆动，第一连杆和第二连杆带动第一夹板和第二夹板互相靠近或远离，使得第一牙模型和第二牙模型反复碰撞磨损，最后对第一牙模型和第二牙模型进行扫描记录碰撞后的尺寸，并与原始尺寸对比得到磨损量。可见，本发明能够对牙齿的耐磨性进行模拟实验，从而可以测试出牙齿的磨损情况。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种牙齿高周疲劳模拟试验装置的结构示意图；

图2为本发明一种牙齿高周疲劳模拟试验装置的结构示意图；

图3为第一牙模型和第二牙模型的结构示意图；

图4为第一牙模型和第二牙模型的结构示意图。

图中：1-固定板；2-第一连杆；3-第二连杆；4-第三连杆；5-第四连杆；6-驱动连杆；7-第一夹板；8-第二夹板；9-第一牙模型；10-第二牙模型；11-第一底座；12-转筒；13-连接杆；14-滑板；15-导轨；16-第一滑块；17-滑槽；18-第二滑块；19-曲柄；20-限位槽；21-第二底座；22-第三滑块；23-推杆；24-电机；25-凸轮；26-挡板；27-弹性件；28-导向板；29-导向槽；30-导向块；31-支撑杆；32-第一磁铁；33-凹槽；34-第二磁铁；35-光感计数器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

作为本发明的某一具体实施方式，结合图1至图4所示，一种牙齿高周疲劳模拟试验装置，包括固定板1、第一连杆2、第二连杆3、第三连杆4、第四连杆5、驱动连杆6、第一夹板7和第二夹板8，第一连杆2、第二连杆3和驱动连杆6均铰接在固定板1的上端面。第三连杆4的一端与第一连杆2的一端铰接，第三连杆4的另一端与驱动连杆6的一端铰接；第四连杆5的一端与第二连杆3的一端铰接，第四连杆5的另一端与驱动连杆6的另一端铰接；第一夹板7和第二夹板8分别与第一连杆2和第二连杆3的另一端固定连接。

第一夹板7和第二夹板8相对的一面上分别用于连接第一牙模型9和第二牙模型10，优选的，如图3和图4所示，第一夹板7和第二夹板8相对的一面上分别设置有第一磁铁32，第一牙模型9和第二牙模型10的背面分别开设有凹槽33，凹槽33内设置有与第一磁铁32相互吸引的第二磁铁34。也就是说，利用第一磁铁32和第二磁铁34将第一夹板7和第二夹板8分别与第一牙模型9和第二牙模型10连接，安装拆卸方便。

驱动连杆6绕自身垂直于固定板1的中心线做往复旋转摆动时，能够驱动第三连杆4和第四连杆5分别带动第一连杆2和第二连杆3做往复摆动，第一连杆2和第二连杆3做往复摆动时，第一夹板7和第二夹板8互相靠近或远离。

作为优选的实施方式，本发明还包括第一底座11、转筒12和连接杆13，第一底座11位于固定板1的下方，固定板1与第一底座11之间通过支撑杆31连接。连接杆13的下端垂直固定在第一底座11的上端面，转筒12空套在连接杆13上，转筒12的上端穿过固定板1后与驱动连杆6的中心位置固定连接。转筒12能够绕自身轴线做做往复旋转运动，转筒12绕自身轴线做做往复旋转运动时，能够带动驱动连杆6做往复旋转摆动。也就是说，通过转筒12往复旋转驱动连杆6做往复旋转摆动，进而驱动第三连杆4和第四连杆5分别带动第一连杆2和第二连杆3做往复摆动。

作为优选的实施方式，本发明还包括滑板14和平行设置在第一底座11上端面的两个导轨15，两个导轨15上分别滑动设置有一个第一滑块16，滑板14的下端面分别与两个第一滑块16固定连接，两个第一滑块16能够沿对应的导轨15滑动。滑板14的上端面开设有与导轨15垂直的滑槽17，滑槽17内设置有第二滑块18，第二滑块18与转筒12之间通过曲柄19连接。也就是说，通过第一滑块16带动滑板14沿着导轨15往复滑动，进而使得滑槽17内的第二滑块18沿着滑槽17做往复滑动，进而带动曲柄19做曲柄运动，进而带动转筒12做往复旋转运动。优选的，在滑板14上靠近连接杆13的一侧开设有限位槽20，连接杆13位于限位槽20内，限位槽20起到对滑板14的限位作用。

作为优选的实施方式，本发明还包括与第一底座11水平连接的第二底座21，第二底座21上设置有能够沿导轨15的延伸方向滑动的第三滑块22，第三滑块22的一端连接有驱动机构，第三滑块22的另一端与滑板14之间通过推杆23固定连接。通过驱动机构驱动第三滑块22沿导轨15的延伸方向滑动，进而驱动滑板14沿着导轨15往复滑动。

作为优选的实施方式，驱动机构包括电机24和凸轮25，电机24的输出端与凸轮25固定连接，凸轮25与第三滑块22的一端相抵，且第二底座21上设置有挡板26，推杆23的一端穿过挡板26后与滑板14连接，推杆23与挡板26间隙配合，推杆23上套设有弹性件27，弹性件27的一端抵在挡板26上，另一端抵在第三滑块22上。通过电机24驱动凸轮25运动，凸轮25驱动第三滑块22滑动，通过弹性件27使得第三滑块22复位。本实施例中，弹性件27为弹簧。本实施例中，电机24为伺服电机。

优选的，第二底座21上还正对设置有两个导向板28，两个导向板28上分别正对开设有导向槽29，第三滑块22设置在两个导向板28之间，且第三滑块22的两侧连接有导向块30，两侧的导向块30对应配合在导向槽29内。导向板28确保第三滑块22能沿着预定的方向做往复运动。

优选的，在第一夹板7和第二夹板8之间的固定板1上还安装有光感计数器35，通过第一牙模型9和第二牙模型10的闭合，利用光感计数器35可以测量出牙齿咬合次数，从而计算出咬合次数和牙齿磨损的关系。

本发明一种牙齿高周疲劳模拟试验方法位：首先对第一牙模型9和第二牙模型10进行扫描记录原始尺寸；然后将第一牙模型9和第二牙模型10分别安装在第一夹板7和第二夹板8上，通过驱动连杆6驱动第三连杆4和第四连杆5分别带动第一连杆2和第二连杆3做往复摆动，第一连杆2和第二连杆3带动第一夹板7和第二夹板8互相靠近或远离，使得第一牙模型9和第二牙模型10反复碰撞磨损，最后对第一牙模型9和第二牙模型10进行扫描记录碰撞后的尺寸，并与原始尺寸对比得到磨损量。具体的说，第一牙模型9和第二牙模型10在试验前，首先通过扫描仪器对第一牙模型9和第二牙模型10进行扫描建立牙齿模型；其次在模拟试验结束以后，再次通过扫描仪器，对磨损后的第一牙模型9和第二牙模型10进行建模；将两次扫描后的模型以stl格式保存下来；最后将两个stl模型，导入到GEOMAGIC CONTROL软件中，将两个模型通过最佳拟合的方式进行数据拟合，通过3D和2D比较，可以比较出，第一牙模型9和第二牙模型10在模拟试验后的磨损量，从而得知磨损情况。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。