CN103800083B - 一种口腔内微型自动牙体预备的切削装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种口腔内微型自动牙体预备的切削装置，具体电机驱动组件、光路组件和监控组件，电机驱动组件中的X振镜摆动电机和Y振镜摆动电机安装在摆动电机安装座上，直线电机通过螺钉固定在直线电机安装座上，直线电机安装座固定在安装底板上；光路组件中的X振镜片粘接在所述X振镜摆动电机上，Y振镜片粘接在所述Y振镜摆动电机上，聚焦透镜通过螺纹环安装在透镜安装座上，合束镜通过螺钉固定在合束镜安装座上；监控组件中的工业镜头通过螺纹连接在CCD图像传感器上。该装置可以对牙齿进行临床需求的各种预备体形状切削成形，并进行口外实时监控，进一步保证手术安全。

Description

一种口腔内微型自动牙体预备的切削装置

技术领域

本发明涉及口腔手术器械技术领域，尤其涉及一种口腔内微型自动牙体预备的切削装置。

背景技术

目前，在牙科口腔治疗中，有时需要对牙齿硬组织进行定量的切削，涡轮驱动的牙科手机广泛应用于全球范围内的牙医诊所和医学实验室，大多数牙科手机包括手柄部分、在手柄部分一端的连接器以及在另一端的携带驱动头的工具，连接器提供手机与各种空气、水、光和电供应管路的连接，这些管路通常组合在所谓的操纵缆(umbilical cord)中；驱动头容纳工具旋转部件，该工具旋转部件通常由工具底座或卡盘以及电机或涡轮机组成，该电机或涡轮机可旋转地安装在头中用于驱动卡盘。

现有技术方案中，牙科手机对牙齿的切削均采用了驱动头与牙齿接触来完成切削工作，由于人手的抖动，以及口腔内操作空间的狭小，牙体预备(dental preparation)后牙齿的形状精度依赖于医生的临床经验和技术水平，导致牙体预备结果参差不齐，而实际工作过程中，手术器械产生噪声大，对病人也造成不适和紧张情绪，且每次手术后，器械还要进行整体清理和消毒处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种口腔内微型自动牙体预备的切削装置，该切削装置通过激光切割牙体硬组织，采用自动数字化切割，使牙体预备的精度更高，减少医生工作强度；同时可以对牙齿进行临床需求的各种预备体形状切削成形，并进行口外实时监控，进一步保证手术安全。

一种口腔内微型自动牙体预备的切削装置，所述装置包括：电机驱动组件、光路组件和监控组件，其中：

所述电机驱动组件中的X振镜摆动电机和Y振镜摆动电机安装在摆动电机安装座上，直线电机通过螺钉固定在直线电机安装座上，所述直线电机安装座固定在安装底板上；所述直线电机与电机连接轴连接，并通过螺母与透镜连接架固定；所述透镜连接架通过连接轴固定螺母与透镜安装座固定在滑块上，通过所述滑块与直线导轨使所述滑块带着所述透镜安装座在所述直线导轨上作光滑的直线滑动；所述透镜安装座的后侧通过螺钉与光栅安装薄板连接，所述光栅安装薄板上贴有直线光栅传感器的光栅尺，所述直线光栅传感器通过L形座固定在所述安装底板上，并与所述光栅尺保持平行；

所述光路组件中的X振镜片粘接在所述X振镜摆动电机上，Y振镜片粘接在所述Y振镜摆动电机上，聚焦透镜通过螺纹环安装在所述透镜安装座上，合束镜通过螺钉固定在合束镜安装座上，且所述合束镜安装座通过螺钉固定在第一前伸出端上；

第二反射镜通过螺钉安装在第二反射镜安装座上，所述第二反射镜安装座通过螺钉固定在所述安装底板上，所述第二反射镜与所述合束镜的中心处于同一竖直线上；第一反射镜安装在第一反射镜安装座上，并通过螺钉与所述第一反射镜的后盖固定在45度镜安装端上，所述45度镜安装端的一端与第三前伸出端通过螺纹连接，另一端与牙齿定位器通过销钉连接，所述第三前伸出端通过螺纹与所述第一前伸出端连接，如此保证所述第一反射镜、合束镜、聚焦透镜和Y振镜片的中心位于同一水平直线上；

所述监控组件中的工业镜头通过螺纹连接在CCD图像传感器上，所述CCD图像传感器通过螺钉固定在CCD摄像头连接架上，所述CCD摄像头连接架可在CCD摄像头支撑架的槽内上下自由滑动，通过螺钉将所述CCD摄像头连接架的孔与所述CCD摄像头支撑架的孔固定在一起，且上述CCD摄像头支撑架的孔可将其固定在大的操作台上。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例所提供的切削装置通过激光切割牙体硬组织，采用自动数字化切割，使牙体预备的精度更高，减少医生工作强度；同时可以对牙齿进行临床需求的各种预备体形状切削成形，并进行口外实时监控，进一步保证手术安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例所提供口腔内微型自动牙体预备的切削装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述电机驱动组件中摆动电机的结构示意图；

图3为本发明实施例所述电机驱动组件中直线电机的结构示意图；

图4为本发明实施例所述光路组件的分解结构示意图；

图5为本发明实施例所述监控组件的一幅 结构示意图；

图6为本发明实施例所述监控组件的另一幅结构示意图；

图7为本发明实施例所提供切削装置的工作光路示意图。

具体实施方式

下面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，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例所提供的切削装置通过激光切削，实现牙齿病理硬组织的切除，激光的光路采用两个摆动电机驱动的振镜模块，一个直线电机驱动的透镜，以及两个固定不动的反射镜和一个合束镜实现了切削轨迹的变化和切削过程的实时监控。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供口腔内微型自动牙体预备的切削装置的整体结构示意图，图1中所述装置主要包括电机驱动组件、光路组件和监控组件三个部分，其中电机驱动组件主要包括有：X振镜摆动电机11，Y振镜摆动电机12，摆动电机安装座13，直线电机14；光路组件主要包括有：X振镜15，Y振镜16，聚焦透镜21，合束镜22，第二反射镜23，第一反射镜24；监控组件主要包括有：CCD图像传感器31，工业镜头32，CCD摄像头支撑架33，CCD摄像头连接架34，下面对各部分组件进行详细说明：

电机驱动组件中的X振镜摆动电机11和Y振镜摆动电机12安装在摆动电机安装座13上，如图2所示为本发明实施例所述电机驱动组件中摆动电机的结构示意图，图2中：X振镜摆动电机11的圆柱面11A与摆动电机安装座13的孔11A-1配合，通过螺钉13-1固定；Y振镜摆动电机12的圆柱面12A与摆动电机安装座13的孔12A-1配合，通过螺钉13-2固定；摆动电机安装座13通过三个螺钉15固定在安装底板1A的面1A-1上。

如图3所示为本发明实施例所述电机驱动组件中直线电机的结构示意图，图3中：直线电机14通过螺钉固定在直线电机安装座14A上，直线电机安装座14A固定在安装底板1A上。该直线电机14与电机连接轴14C连接，并通过螺母与透镜连接架14D固定；透镜连接架14D通过连接轴固定螺母14E与透镜安装座21-A固定在滑块14F-1上，通过滑块14F-1与直线导轨14F-2使滑块14F-1带着透镜安装座21-A在直线导轨14F-2上作光滑的直线滑动；透镜安装座21-A的后侧通过螺钉与光栅安装薄板14B的面14-B4固定连接，光栅安装薄板14B上贴有直线光栅传感器的光栅尺14B-1，直线光栅传感器通过L形座固定在安装底板1A上，并与所述光栅尺14B-1保持平行，上述光栅安装薄板14B中的光栅尺14B-1、光栅传感器头14B-2和传感器安装座14B-3通过螺钉固定安装。

如图4所示为本发明实施例所述光路组件的分解结构示意图，图4中：光路组件中的X振镜15粘接在X振镜摆动电机11上，Y振镜16粘接在Y振镜摆动电机12上，聚焦透镜21通过螺纹环安装在透镜安装座21-A上，并通过螺纹固定环21-B固定，透镜安装座21-A通过螺钉与透镜连接架14D固定在滑块14F-1上。另外，如上所述，透镜连接架14D与直线电机14相连，如此保证透镜安装座21-A与直线电机14的运动同步，并通过光栅14B-1反馈聚焦透镜21移动的距离。

合束镜22通过螺钉固定在合束镜安装座22-A上，合束镜安装座22-A通过螺钉固定在第一前伸出端45上；第二反射镜23通过螺钉安装在第二反射镜安装座23-A上，第二反射镜安装座23-A通过螺钉固定在安装底板1A上，第二反射镜23与合束镜22中心处于同一竖直线上；相应的第一反射镜24安装在第一反射镜安装座24-A上，并通过螺钉与第一反射镜24的后盖固定在45度镜安装端44上，45度镜安装端44的一端与第三前伸出端43通过螺纹连接，另一端与牙齿定位器通过销钉连接，第三前伸出端43通过螺纹与第一前伸出端45连接，如此保证第一反射镜24、合束镜22、聚焦透镜21和Y振镜16的中心在同一水平直线上。另外，上述的牙齿定位器可以用于满足口腔常见磨牙的定位使用。

如图5所示为本发明实施例所述监控组件的一幅 结构示意图，如图6所示为另一幅结构示意图，结合图5和6：在监控组件中，工业镜头32通过螺纹连接在CCD图像传感器31上，CCD图像传感器31的面31-D通过螺钉固定在CCD摄像头连接架34的面34-C上，CCD摄像头连接架34的面34-B可以在CCD摄像头支撑架33的槽33-B内上下自由滑动，通过螺钉将CCD摄像头连接架34的孔34-A与CCD摄像头支撑架33的孔33-B固定在一起，上述CCD摄像头支撑架的孔33-D可将其固定在大的操作台上，CCD图像传感器31的中心与第二反射镜23的中心在同一水平线上。

另外，如图1所示，上述装置还包括有壳体组件，具体包含：第一覆盖壳体41，第二覆盖壳体42和第三覆盖壳体46，上述各覆盖壳体组成所述装置的外壳部分，其中：

壳体组件中的第一覆盖壳体41安装在安装底板1A的上端，第三覆盖壳体46固定在安装底板1A的后端，通过第一覆盖壳体41和第三覆盖壳体46的各自的半圆槽协作来保证Y振镜摆动电机12的后座露在壳体外，保证电机散热；

第一覆盖壳体41和第三覆盖壳体46的前端与第一前伸出端45通过螺钉连接，第二覆盖壳体42通过螺钉固定在安装底板1A的一侧，并紧贴在摆动电机安装座13上，通过第一覆盖壳体41和第二覆盖壳体42的各自的半圆槽协作来保证X振镜摆动电机11的后座露在壳体外，保证电机散热。

在实际应用中，光路组件与电机驱动组件通过螺钉与螺纹配合的固定在同一安装底板上方，并通过螺钉可以调节组件零件之间的相对位置。

上述电机驱动组件和光路组件中的部件均安装在同一底板上，并采用薄的一层金属材料将其封装。

基于上述的装置，电机驱动组件带动光路组件运动，从而使振镜和凸透镜运动，具体包括：通过摆动电机控制振镜的两个自由度转动和凸透镜一个自由度的移动便能实现激光聚焦光斑相对于被切削牙齿有三个自由度的移动；上述电机驱动组件采用小型直线音圈电机驱动滑块在直线导轨上移动，并利用小型的高精度的直线光栅传感器作位置反馈。

如图7所示为本发明实施例所提供切削装置的工作光路示意图，结合图7，该装置的具体工作过程为：

从飞秒激光发生器中射出的激光称为入射激光；该入射激光经X振镜片和Y振镜片后称为反射激光；该反射激光经凸透镜后称为聚焦激光；该聚焦激光经过合束镜和第一反射镜后称为出射激光，该出射激光作用于牙齿上，实现牙齿切削。从牙齿表面反射的激光经过第一反射镜、合束镜和第二反射镜反射后，由镜头传给CCD电荷耦合器件作为监控光，CCD电荷耦合器件将监控光信息处理，在电脑上生成监控图像。

综上所述，本发明所提供的装置相对于传统的牙体预备手术器械，采用超短脉冲激光切割牙体硬组织，切削过程中无噪声，对牙齿临近组织伤害小，切削后牙齿表面光滑、微观特征好；采用自动化数字化的切割，使牙体预备的精度更高，并对医生的技能要求减小，减少医生工作强度，便于牙体预备手术的大面积推广，缓解医生患者比例太低的现状，使更多病人得到治疗机会；同时可以对牙齿进行临床需求的各种预备体形状切削成形，并进行口外实时监控，进一步保证手术安全。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种口腔内微型自动牙体预备的切削装置，所述装置包括电机驱动组件和光路组件，其特征在于，所述装置还包括监控组件，其中：

所述电机驱动组件中的第一摆动电机和第二摆动电机安装在第一电机座上，第三直线电机安装在第二电机座上，所述第二电机座固定在定位底板上；所述第三直线电机与电机导杆连接，并通过螺母与透镜支座连接架固定，所述透镜支座连接架通过螺钉与透镜支座固定在滑块上，利用所述滑块与直线导轨使所述滑块带着所述透镜支座在所述直线导轨上作光滑的直线滑动；所述透镜支座的后侧通过螺钉与光栅架连接，所述光栅架上贴有直线光栅传感器的光栅尺，所述直线光栅传感器通过L形座固定在所述定位底板上，并与所述光栅尺保持平行；

所述光路组件中的X振镜片粘接在所述第一摆动电机上，Y振镜片粘接在所述第二摆动电机上，聚焦透镜通过螺纹环安装在所述透镜支座上，二相色镜通过螺钉固定在二相色镜支座上，且所述二相色镜支座通过螺钉固定在第一前伸出端上；

第二反射镜通过螺钉安装在反射镜安装座上，所述反射镜安装座通过螺钉固定在所述定位底板上，所述第二反射镜与所述二相色镜的中心处于同一竖直线上；第一反射镜安装在45度镜安装端上，并通过螺钉与所述第一反射镜的后盖固定在所述45度镜安装端上，所述45度镜安装端的一端与第三前伸出端通过螺纹连接，另一端与定位器通过销钉连接，所述第三前伸出端通过螺纹与所述第一前伸出端连接，如此保证所述第一反射镜、二相色镜、聚焦透镜和Y振镜片的中心位于同一水平直线上；

所述监控组件中的镜头通过螺纹连接在CCD电荷耦合器件的图像传感器上，所述CCD电荷耦合器件通过螺钉固定在CCD安装座上，所述CCD安装座通过螺钉固定在CCD导轨架上，且所述CCD电荷耦合器件的中心与所述第二反射镜的中心位于同一水平线上。

2.根据权利要求1所述口腔内微型自动牙体预备的切削装置，其特征在于，所述装置还包括壳体组件，其中：

所述壳体组件中的第一覆盖壳体安装在所述定位底板的前端，第二覆盖壳体固定在所述定位底板的后端，且通过所述第一覆盖壳体和第二覆盖壳体各自的半圆槽协作来保证所述第二摆动电机的后座露在壳体外；

所述第一覆盖壳体和所述第二覆盖壳体的前端与所述第一前伸出端通过螺钉连接，第四覆盖壳体通过螺钉固定在所述定位底板的后端，并紧贴在所述第一电机座上，第三覆盖壳体通过螺钉固定在所述第一覆盖壳体上，并紧贴在所述第一电机座上，通过所述第三覆盖壳体和第四覆盖壳体各自的半圆槽协作来保证所述第一摆动电机的后座露在壳体外。

3.根据权利要求1所述口腔内微型自动牙体预备的切削装置，其特征在于，

所述光路组件与所述电机驱动组件通过螺钉与螺纹配合的固定在同一底板上方，并通过螺钉调节组件零件之间的相对位置。

4.根据权利要求1所述口腔内微型自动牙体预备的切削装置，其特征在于，

所述光路组件与所述电机驱动组件中的部件均安装在同一底板上，并采用薄的一层金属材料将其封装。