[实用新型]一种仿真口腔加工机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于体外消化仿真领域，具体而言，本实用新型涉及一种仿真口腔加工机器人及其控制方法。

背景技术

传统体外消化实验忽略了口腔在消化食物过程中的重要性，往往使用简单的切割和搅拌来打碎食物，而人的咀嚼是一个复杂的过程，其主要作用：将食物自身结构分割和研磨成小颗粒，并加入唾液使其软化形成可吞咽的食糜。食物在口腔加工过程中的结构产生了巨大的变化，产生颗粒的大小及分布直接影响了酶解反应速率、胃清空速率甚至是血糖的变化。所以单纯的将食物机械地打磨成统一大小的颗粒，将严重制约了现有常规的体外模拟系统对食物真实消化过程和预测其血糖值的能力。

实用新型内容

因此，本实用新型所解决的技术问题在于：革新传统体外口腔加工的方法，使其更加贴近真实的人体咀嚼过程，从而更加准确的利用体外消化系统模拟人体消化和测量食物的消化吸收过程。因此，本实用新型提供了一种仿真口腔加工机器人及其控制方法。

一方面，本实用新型提供了一种仿真口腔加工机器人，所述机器人包括一支座、控制器、仿真人体上颚和仿真人体下颚，所述仿真人体上颚与 设置于所述支座上的第一驱动装置固定连接，所述仿真人体下颚与设置于所述支座上的第二驱动装置固定连接，所述控制器分别与所述的第一驱动装置、第二驱动装置电性连接，用于程序控制所述第一驱动装置和第二驱动装置的协同动作；所述第一驱动装置用于驱动所述仿真人体上颚做直线往复研磨运动，所述第二驱动装置用于驱动所述仿真人体下颚做旋转运动，控制所述仿真人体下颚与仿真人体上颚间的开合。

所述第一驱动装置为一线性致动器，所述线性致动器上设置一滑台，所述仿真人体上颚设置于所述滑台上，所述控制器驱动所述线性致动器动作时，所述滑台带动所述仿真人体上颚作线性研磨运动。

所述第二驱动装置为一旋转致动器，所述旋转致动器的驱动轴上设置一旋转支架，所述仿真人体下颚固定于所述旋转支架上；启动所述旋转致动器时，所述旋转致动器的驱动轴带动旋转支架旋转，并驱动所述仿真人体下颚与所述仿真人体上颚实现开合动作。

所述第一驱动装置的研磨区间为0～7mm，其研磨速度为0～10mm/s。

所述第二驱动装置的旋转开合角度为0～10°，其旋转开合角速度为0～10°/s。

另一方面，本实用新型还提供了一种仿真口腔加工机器人的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤一，设定控制器执行参数；

步骤二，驱动第二驱动装置，使仿真人体下颚向着仿真人体上颚方向旋转，直至仿真人体上颚与仿真人体下颚处于咬合状态；

步骤三，控制第二驱动装置停止旋转动作；

步骤四，驱动第一驱动装置，使其带动仿真人体上颚作一个往复线性研磨动作；

步骤五，控制第一驱动装置停止线性研磨动作；

步骤六，驱动第二驱动装置，使仿真人体下颚向着远离仿真人体上颚的方向旋转，直至仿真人体上颚与仿真人体下颚处于打开状态；

重复步骤二至步骤六，直至完成一个系列指定次数的咀嚼动作。

所述步骤一中的设定控制器执行参数，具体包括：第一驱动装置线性研磨区间及其研磨速度的参数设定，和第二驱动装置旋转开合角度和旋转开合角速度的参数设定。

或优选地，本实用新型还提供了一种仿真口腔加工机器人的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤一，设定控制器执行参数；

步骤二，驱动第二驱动装置，使仿真人体下颚向着仿真人体上颚方向旋转，直至仿真人体上颚与仿真人体下颚处于咬合状态并达到控制器所设定的咬合力矩阈值；

步骤三，第二驱动装置在检测到咬合力矩阈值后自动停止旋转动作；

步骤四，驱动第一驱动装置，使其带动仿真人体上颚作一个往复线性研磨动作；

步骤五，控制第一驱动装置停止线性研磨动作；

步骤六，驱动第二驱动装置，使仿真人体下颚向着远离仿真人体上颚的方向旋转，直至仿真人体上颚与仿真人体下颚处于打开状态；

重复步骤二至步骤六，直至完成一个系列指定次数的咀嚼动作。

所述步骤一中的设定控制器执行参数，具体包括：第一驱动装置线性研磨区间及其研磨速度的参数设定及仿真人体上颚与仿真人体下颚间咬合力矩阈值的设定。

本实用新型技术方案，具有如下优点：