[发明专利]一种多自由度仿真咀嚼机器人及控制方法

说明书

本发明公开了一种多自由度仿真咀嚼机器人，包括上颌仿真组件、下颌仿真组件、牙模固定组件以及固定架，上颌仿真组件包括上颌平台以及带动上颌平台运动的复数个连杆机构，连杆机构包括梯形螺纹丝杠，梯形螺纹丝杠一端配合连接有联轴器，联轴器另一端配合连接有驱动电机，驱动电机通过固定块与复数条导杆固定，导杆与梯形螺纹丝杠平行设置，连杆机构还包括滑块，滑块设置有一螺纹孔以及复数个导向孔，螺纹孔用于连接所述梯形螺纹丝杠，导向孔与导杆对应配合连接，螺纹丝杠另一端与轴承配合连接，轴承通过轴承座固定，利用下颌仿真组件与上颌仿真组件配合工作，实现了咀嚼机器人咀嚼轨迹的仿真性，用于口腔疾病患者康复治疗以及口腔假体性能检测。

应用领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是一种多自由度仿真咀嚼机器人。

背景技术

牙齿是人体重要的咀嚼器官，牙齿摩擦副在中枢神经的控制下，以咀嚼肌为动力，咬合接触为约束，通过下颌关节左右联动，实现循环咀嚼运动。从宏观角度来看，咀嚼运动的复杂三维空间运动可以简化成开闭运动、横向运动以及纵向运动三种运动。在医疗领域中牙体缺损失一种口腔疾病中常见的病，牙体缺失对患者造成了咀嚼以及语言等功能障碍，严重的影响了患者生活与身心健康，因此必须要用义齿对患者进行口腔修复治疗，义齿在临床应用中容易出现破损、折断以及松动等失效形式，因此在出厂前必须对其性能进行检验。

仿生咀嚼机器人是一种根据人体口腔结构和咀嚼运动轨迹设计，用于模仿人体咀嚼运动轨迹特征和口腔环境的机器人，应用于食品检测、义齿性能检测以及口腔假体康复治疗等方面。显然，随着口腔疾病患者的数量急剧增长，而我国正逐渐步入老龄化社会，口腔健康问题的重要性将不断凸显，目前我国市场上还没有比较成熟的应用于口腔医学以及食品检测的仿生咀嚼装置。因此研究口腔咀嚼运动机理，开发高仿真度与多自由度仿生咀嚼机器人用于研究口腔疾病的潜在危害，辅助口腔疾病患者康复治疗和口腔假体修复，以提高人民的生活质量成为了重中之重的课题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种多自由度仿真咀嚼机器人。

为达到上述目的本发明采用的技术方案为：一种多自由度仿真咀嚼机器人，包括上颌仿真组件、下颌仿真组件、牙模固定组件以及固定架；

所述上颌仿真组件包括上颌平台以及带动所述上颌平台运动的复数个连杆机构，所述连杆机构包括梯形螺纹丝杠，所述梯形螺纹丝杠一端配合连接有联轴器，所述联轴器另一端配合连接有驱动电机，所述驱动电机通过固定块与复数条导杆固定，所述导杆与所述梯形螺纹丝杠平行设置，所述连杆机构还包括滑块，所述滑块设置有一螺纹孔以及复数个导向孔，所述螺纹孔用于连接所述梯形螺纹丝杠，所述导向孔与所述导杆对应配合连接，所述螺纹丝杠另一端与轴承配合连接，所述轴承通过轴承座固定，所述轴承座还用于固定所述导杆；

所述滑块上设置有连接块，所述连接块上设置有第一连接轴，所述第一连接轴端部设置有螺纹锁紧机构，所述第一连接轴用于与连杆配合连接，所述连杆端部设置有万向机构，所述万向机构包括万向球，所述万向球与套筒滚动配合，所述万向球与所述第一连接轴转动配合；

所述上颌仿真组件与所述下颌仿真组件上设置有若干传感器，所述传感器用于检测咬合力度、咬合轨迹以及牙模温度实时信息，所述传感器实现信号连接。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述上颌平台设置有第二连接轴，所述第二连接轴端部设置有螺纹锁紧机构，所述第二连接轴用于与连杆另一端配合连接，所述连杆端部设置有万向机构，所述万向机构包括万向球，所述万向球与套筒滚动配合，所述万向球与所述第二连接轴转动配合。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述下颌仿真组件包括下颌平台以及带动所述下颌平台运动的复数个摇摆机构，所述摇摆机构实现相互配合以模拟人体下颌咀嚼动作，所述摇摆机构一端呈圆形配合连接于所述下颌平台上，另一端呈圆形配合连接于所述固定架底部。