义齿承载机构、义齿三维扫描仪及其控制方法

技术领域

本发明涉及义齿扫描设备技术领域，特别是涉及一种义齿承载机构、义齿 三维扫描仪及其控制方法。

背景技术

义齿三维扫描仪应用于牙科行业，扫描时，先将义齿模型放置于载物台上， 通过三维面扫描技术扫描载物台上的义齿模型，获得义齿三维模型，广泛应用 于牙齿修复及矫正领域。传统的义齿三维扫描仪每次只能针对一个义齿模型进 行扫描，更换义齿模型的操作较为繁琐，而且耗时较长、效率较低、成本较高。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状提供一种能同 时对超过一个的义齿模型进行高效快速扫描的义齿承载机构。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状提供一种能同 时对超过一个的义齿模型进行高效快速扫描的义齿三维扫描仪。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术现状提供一种义齿 三维扫描仪的控制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：提供一种义齿承载 机构，包括固定座、承载台以及驱动组件，所述固定座可拆卸地安装于义齿三 维扫描仪的置物台上，所述承载台设置于所述固定座上并连接于所述驱动组件， 所述驱动组件用以驱动所述承载台相对于所述固定座运动，所述承载台上设有 至少两个用以放置义齿模型的扫描工位，以在运动状态下各所述扫描工位之间 能够相互切换。

在其中一个实施例中，所述驱动组件能够驱动所述承载台相对于所述固定 座转动，以调节各所述扫描工位的位置。

在其中一个实施例中，各所述扫描工位分别沿所述承载台的转动轴线呈周 向间隔分布。

在其中一个实施例中，所述固定座与各扫描工位之间设有转动锁定结构。

在其中一个实施例中，所述转动锁定结构包括弹性定位件及凹孔，所述弹 性定位件可轴向伸缩地位于所述固定座或扫描工位中的一个，所述凹孔相应设 于所述固定座或扫描工位中的另一个，所述弹性定位件伸长状态并位于所述凹 孔时，所述扫描工位与所述固定座之间锁定，所述弹性定位件压缩状态并脱离 于所述凹孔时，锁定解除，所述扫描工位可相对于所述固定座旋转。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括驱动件、第一传动轮、第二传动 轮、传动带以及转轴，所述驱动件与所述第一传动轮连接，所述传动带连接于 所述第一传动轮与所述第二传动轮之间，所述第二传动轮通过转轴与所述承载 台传动连接，所述转轴上套设有轴承，所述轴承的数量为一个或两个。

在其中一个实施例中，所述驱动组件能够驱动所述承载台相对于所述固定 座水平往复移动，以调节各所述扫描工位的位置。

在其中一个实施例中，各所述扫描工位之间分别沿水平方向相互间隔分布。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括驱动件、丝杆以及螺母，所述驱 动件与所述丝杆连接，所述螺母穿设于所述丝杆外并固定于所述承载台。

在其中一个实施例中，所述固定座的两端分别设有第一限位开关和第二限 位开关，所述第一限位开关和第二限位开关分别与所述驱动组件电连接，所述 螺母上固定有光电挡片。

在其中一个实施例中，所述固定座内设有电接触组件，所述驱动组件通过 所述电接触组件与外部控制器电连接，从而对各扫描工位进行切换控制。

在其中一个实施例中，各所述扫描工位远离所述固定座的端面通过凹凸配 合及/或磁性吸附与外部义齿基座连接；及/或，各所述扫描工位的侧面设有与外 部义齿基座筋槽适配的导向槽或导向筋。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：提供一种义齿三维 扫描仪，包括置物台、控制器、以及设于所述置物台上方的扫描装置，还包括 上述的义齿承载机构，所述义齿承载机构的固定座可拆卸地安装于所述置物台 上，所述承载台设置于所述固定座上并设有至少两个用以放置义齿模型的扫描 工位，所述固定座内设有电接触组件，所述驱动组件通过所述电接触组件与所 述控制器电连接，从而对各扫描工位进行切换控制。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：提供一种义齿三维 扫描仪的控制方法，包括以下步骤：

获取与所述扫描装置对应的扫描工位的位置信息并传输至所述控制器；

所述控制器控制所述扫描装置对位于所述扫描工位上的待扫描件进行扫 描，在扫描完毕后将反馈信息传输至所述控制器；

所述控制器根据所述反馈信息对所述驱动件进行控制，并控制所述驱动件 驱动所述承载台转动预设角度或移动预设距离，以对所述扫描工位进行切换。

与现有技术相比，本发明提供的义齿承载机构、义齿三维扫描仪及其控制 方法能实现两个或两个以上的义齿模型的不间断扫描，显著提高扫描效率，节 约更换义齿模型的时间。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例提供的义齿承载机构的立体结构示意图；

图2为图1所示的义齿承载机构在第一视角的结构示意图；

图3为图1所示的义齿承载机构在第二视角的结构示意图；

图4为图1所示的固定座的一个端面的结构示意图；

图5为图2所示的义齿承载机构去掉承载台的结构示意图；

图6为图1所示的载物台的一个端面的结构示意图；

图7为图1所示的载物台的另一个端面的结构示意图；

图8为图1所示的义齿承载机构在第三视角的结构示意图；

图9为本发明其中一个实施例提供的义齿三维扫描仪的立体结构示意图；

图10为本发明另一个实施例提供的义齿承载机构的立体结构示意图；

图11为图9所示的义齿承载机构在第一视角的结构示意图；

图12为图9所示的义齿承载机构在第二视角的结构示意图；

图13为图9所示的义齿承载机构在第三视角的结构示意图；

图14为图12所示的义齿承载结构的剖视图；

图15为图9所示的固定座的一个端面的结构示意图；

图16为本发明另一个实施例提供的义齿三维扫描仪的立体结构示意图；

图17为本发明另一个实施例提供的义齿三维扫描仪的控制方法图。

附图标号：

义齿承载机构-100、固定座-10、容置孔-11、弹性定位件-12、电接触组件-13、 第一容置槽-14、第二容置槽-15、导轨-151、滑块-152、承载台-20、扫描工位-21、 凹孔-211、导向槽-212、定位部-213、磁性单元-214、驱动组件-30、驱动件-31、 第一传动轮-32、第二传动轮-33、传动带-34、转轴-35、轴承-36、驱动组件-40、 驱动件-41、丝杆-42、螺母-43、第一限位开关-51、第二限位开关-52、光电挡片 -53、义齿三维扫描仪-200、置物台-201、扫描装置-202。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接于”另一个组件，它可以是直 接连接在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固 定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中 组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1至图8所示，为其中一个实施例提供的义齿承载机构100，该义齿 承载机构100用于承载待扫描件，并带动待扫描件运动，以供扫描系统对待扫 描件进行多角度或全方位的扫描，进而为后续的牙齿修复和矫正提供数据支持。 在本实施例中，待扫描件可以为义齿、牙模、印模等，该待扫描件下方连接有 义齿基座(图未示)，通常由铁片制成。

如图1所示，上述义齿承载机构100包括：固定座10、承载台20、以及驱 动组件40。其中，固定座10通过定位结构可拆卸地连接于义齿三维扫描仪200 的置物台201上，承载台20设置于固定座10上并连接于驱动组件40，承载台 20能在驱动组件40作用下相对于固定座10运动，比如水平往复滑移或转动。

承载台20大致呈椭圆形，其上设有两个或两个以上的用以放置义齿模型的 扫描工位21，各扫描工位21的承载面通过凹凸配合及/或磁性吸附与外部义齿 基座固定连接，同时，各扫描工位21的侧面设有与外部义齿基座筋槽适配的导 向槽212或导向筋。相较于传统的每次只能扫描一个义齿模型，该承载台20的 设置可实现一次扫描至少两个义齿模型，可显著提高扫描效率。

参阅图2所示，各扫描工位21上设有定位部213，外部义齿基座上开设有 相应的定位孔，定位部213与定位孔配合以实现各扫描工位21与外部义齿基座 之间的周向固定。可知在其它实施例中，定位部213和定位孔的位置可以互换， 此处不予赘述。

进一步地，定位部213的数量设为至少一个，优选为3个，且3个定位部 213相互连接后以等边三角形的形式分布于各扫描工位21上，该3个定位部213 呈等边三角形的设置能提高安装的可靠性和稳定性。可知，定位部213的数量 在本优选实施例中仅为示例，并不予以限制。并且，定位部213优选为凸出的 定位钢珠，定位孔优选为半球凹孔。

定位结构还包括磁性单元214，以实现各扫描工位21与外部义齿基座之间 的轴向固定，各扫描工位21与外部义齿基座分别开设有数量和大小适配的安装 槽，安装槽内嵌设有磁性相反的磁铁，外部义齿基座坐落于各扫描工位21上时， 可通过异性相吸的原理实现各扫描工位21与外部义齿基座之间的磁性连接。具 体地，磁性单元214的数量设为一个，位于等边三角形的中心，当然磁性单元 214的数量也可设为三个，三个磁性单元214相连以后也呈等边三角形的分布， 且三个磁性单元214与三个定位部213相互交错设置。以上通过凹凸配合及/或 磁性吸附的固定方式不仅固定牢靠，而且易于对准和装卸，方便使用。

通过凹凸配合及/或磁性吸附与外部义齿基座的固定方式可保证完成一个义 齿模型的扫描后，可以快速高效地更换另一义齿模型，更换方式简单方便，易 于对准和操作，此外义齿模型在各扫描工位21上的固定方式兼顾了轴向固定和 周向固定，较为可靠。

参阅图4所示，固定座10和置物台201之间的定位结构也可以为凹凸配合 及/或磁性吸附，具体的固定方式可参考上述各扫描工位21与外部义齿基座之间 的连接，此处不予赘述。同样的，采用该固定方式不仅固定牢靠，而且易于对 准和装卸，方便使用。

在其中一个实施例中，承载台20由驱动组件30驱动而能相对于固定座10 水平往复滑移，相应的，承载台20上两个以上的扫描工位21沿承载台20的长 度方向间隔分布，并带动义齿模型同步水平移动，各扫描工位21在水平移动过 程中依次被扫描。

上述驱动组件40包括驱动件41以及与驱动件41连接的传动组件，驱动件 41固定于固定座10，固定座10内设有电接触组件13，驱动件31通过电接触组 件13与外部置物台201的控制器电连接，控制器根据设置或反馈信号对驱动件 41进行控制，从而对扫描工位21及位于其上的义齿模型的停放位置进行控制。 该电接触组件13可以包括导电触点。

进一步，传动组件包括丝杆42及与丝杆42啮合的螺母43，驱动件41与丝 杆42连接，丝杆42与螺母43形成丝杆螺母副，螺母43穿设于丝杆42外并固 定于承载台20。其中，螺母43可以通过螺钉与承载台20固定，也可以通过胶 固、焊接、铆接等方式实现固定。

如图5和图7分别所示，固定座10上开设有第一容置槽14和第二容置槽 15，驱动件31设于第一容置槽14内，第二容置槽15内设有导轨151及与其滑 动连接的滑块152，滑块152能够在承载台20的带动下沿导轨151水平滑动， 第一容置槽14和第二容置槽15之间相互平行设置。

参阅图8所示，固定座10的两端分别设有与驱动组件30电连接的第一限 位开关51和第二限位开关52，螺母43上固定有光电挡片53。通过控制器控制 驱动件41的旋转，以实现各扫描工位21在水平方向任意位置的移动，且可根 据扫描的需要，控制各扫描工位21的停放位置。初始状态时，一侧的扫描工位21位于扫描中心，光电挡片53位于其中一个限位开关中心，该限位开关被接通 并向控制器反馈信号，驱使驱动件41旋转，丝杆42带动螺母43及与螺母43 固定的载物台20水平移动，直至光电挡片53移动至另一限位开关的中心，此时，另一侧的扫描工位21位于扫描中心，可更换义齿模型，在载物台20的水 平往复滑移过程中，可完成两个义齿模型的扫描，该电控方式无需人工干涉， 精度较高。

需要说明的是，上述实施例中的轴向指的是垂直于承载台20的承载面的方 向，轴向的描述并不限定承载台20一定为规则的圆形。

参阅图9所示，义齿三维扫描仪200还包括设于所述置物台201上方的扫 描装置202，包括扫描头，用以对待扫描件进行扫描，以建立待扫描件的三维数 据及模型。

参阅图10至图15所示，为另一个实施例提供的义齿承载机构100，该义齿 承载机构100由驱动组件30驱动能相对于固定座10转动预设角度，两个以上 的扫描工位21沿承载台20的转动轴线呈周向间隔分布，承载台20可以呈椭圆 形、圆形、方形、哑铃型、有三个以上分支的哑铃型。如图10所示的承载台20 上设有两个扫描工位21，承载台20相应为哑铃型，可知扫描工位21的数量可 以为三个、四个或更多，相应的，承载台20可以为有三个分支的哑铃型、有四 个分支的哑铃型或方形或圆形，只要能分别承载各义齿模型，其形状并不予以 限制。

参阅图13所示，驱动组件30包括驱动件31、第一传动轮32、第二传动轮 33、以及连接于第一传动轮32与第二传动轮33之间的传动带34，第一传动轮 32与驱动件31连接，第二传动轮33与承载台20之间通过转轴35传动连接。

第一传动轮32在驱动件31的带动下转动，从而带动与自身连接的第二传 动轮33转动，第二传动轮33的转动又带动承载台20转动，从而实现驱动件31 通过带传动的传动方式带动承载台20转动。

在本发明的一个实施方式中，第一传动轮32的半径小于第二传动轮33的 半径，也即第一传动轮32的转动速度大于第二传动轮33的转动速度，此时带 传动的传动方式表现为对驱动件31的减速传动，也即此时带传动起到减速器作 用。通过带传动的减速作用，驱动件31的高速转动转变为承载台20的低速转 动并且增大承载台20的驱动扭力，使得承载台20能够相对稳定地带动义齿模 型转动并且该转速与扫描速度配适，避免承载台20回转速度太快而干扰正常的 扫描。当然，在其他的实施方式中，承载台20也可以通过齿轮传动等其他的传 动方式带动承载台20回转，此处不予赘述。

进一步，参阅图13至图15所示，固定座10与各扫描工位21之间设有转 动锁定结构。固定座10的上表面开设有容置孔11，容置孔11内设有能沿承载 台20的轴向方向伸缩的弹性定位件12，各扫描工位21靠近固定座10的端面上 分别开设有相应的供弹性定位件12伸入的凹孔211，弹性定位件12处于压缩状 态时，承载台20能相对于固定座10转动，当转动至设定位置时，弹性定位件 12与其中一个凹孔211配合实现定位，此时弹性定位件12处于自由状态，承载 台20相对于固定座10锁定。可以理解的是，该转动锁定结构仅为示例，该转动锁定结构可反向设置于固定座10与各扫描工位21之间，此处不予赘述。在 其中一个实施例中，该弹性定位件12为弹簧波珠。

为使承载台20的转动过程更为平稳，转轴35上套设有轴承36，轴承36的 数量为一个或两个。特别地，当轴承36的数量为两个时，其结构更加稳定，转 轴35在转动过程中不易晃动或摆动。

参阅图16所示，为其中一个实施例提供的义齿三维扫描仪200的示意图， 扫描装置202位于置物台201上方，承载台20可带动各扫描工位21相对于置 物台201转动，转动角度可由控制器控制转动180°、360°、90°或其它。

在承载台20的转动过程中，可及时更换扫描完的义齿模型，实现无间断扫 描工作，能显著提高扫描效率，并节约更换义齿模型的时间。

参阅图17所示，为其中一个实施例提供的义齿三维扫描仪200的控制方法 示意图，该控制方法包括以下步骤：

获取与扫描装置202对应的扫描工位21的位置信息并传输至控制器；

控制器控制述扫描装置202对位于扫描工位21上的待扫描件进行扫描，在 扫描完毕后将反馈信息传输至控制器；

控制器根据反馈信息对驱动件31和41进行控制，并控制驱动件31和41 驱动承载台20转动预设角度或移动预设距离，以对扫描工位21进行切换。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。