CN109940484A - 一种义齿自动打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种义齿自动打磨装置，包括机架固定机构、并联臂操作机构、义齿自动夹持机构和义齿打磨机构；并联臂操作机构和义齿打磨机构相对设置于机架固定机构上，义齿自动夹持机构设置于并联臂操作机构的自由端，并联臂操作机构动作以控制义齿自动夹持机构的位姿，义齿自动夹持机构工作以自动夹持或松开义齿，义齿打磨机构工作以打磨义齿自动夹持机构所夹持的义齿。本设计可以对同批次的义齿进行同规格的打磨抛光，过程无需人工干预。打磨过程均以设定程序进行，效果可预期，不会出现欠抛或过抛现象。

Description

一种义齿自动打磨装置

技术领域

本发明涉及义齿制造加工领域，尤其是一种义齿自动打磨装置。

背景技术

包括牙冠、可摘义齿等，作为口腔种植技术领域的重要组成部分，其在早期一般通过义齿灌模、制模和打磨抛光等步骤完成生产制造。而随着技术的不断提高，3D打印等新兴技术已能被熟料地应用到义齿加工之中。但是无论采用何种方式制造义齿，在最终植入患者口腔前，均需要对其进行打磨抛光工序。

目前主要有两种方式对义齿进行打磨抛光，一种主要采用滚筒式结构对义齿进行打磨，其对打磨粉尘设置了处理防治措施，但是，该种方式对义齿的抛光成都需要根据人工经验判断，打磨效果不统一，无法保证大批量生产时产品质量的一致性，该种方式以申请号为2018203455654.1的义齿抛光机为代表。另一种主要通过滚筒内磨料与义齿的挤压摩擦达到抛光效果，该种方式的打磨效率较高，但是，该种方式无法对义齿打磨过程进行有效管控，极易造成过抛现象，该种方式以申请号为201320421729.7的全自动义齿抛光机为代表。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种义齿自动打磨装置。以通过简单结构，以统一的标准对义齿进行高精度的打磨。

本发明采用的技术方案如下：。

一种义齿自动打磨装置，包括机架固定机构、并联臂操作机构、义齿自动夹持机构和义齿打磨机构；并联臂操作机构和义齿打磨机构相对设置于机架固定机构上，义齿自动夹持机构设置于并联臂操作机构的自由端，并联臂操作机构动作以控制义齿自动夹持机构的位姿，义齿自动夹持机构工作以自动夹持或松开义齿，义齿打磨机构工作以打磨义齿自动夹持机构所夹持的义齿。

通过配套（相对设置的并联臂操作机构和义齿打磨机构，以及并联臂操作机构端部的义齿自动夹持机构）的打磨装置，实现对同批次义齿的同标准打磨抛光，打磨过程无需人工干预，自动化程度高。根据设定的要求，自动完成对义齿的打磨，效果可预期，不会造成过抛或欠抛现象。

进一步的，上述并联臂操作机构包括第一平板、第二平板和设置于两者之间的三对推杆系统；第一平板用于安装义齿自动夹持机构，第二平板固定于机架固定机构上；每一组推杆系统均包括第一万向铰链、第一铰链座、伺服电机、套筒、推杆、第二万向铰链和第二铰链座；第一铰链座固定于第一平板上，第一万向铰链一端与第一铰链座相连，另一端连接推杆的一端，推杆另一端套接于套筒内，并可在套筒内滑动，套筒的底端与第二万向铰链的一端相连，第二万向铰链的另一端与第二铰链座相连，第二铰链座固定于第二平板上，伺服电机与套筒一体设置，以驱动套筒内的推杆活动。

通过类似Stewart平台的并联臂操作机构，可以实现对义齿自动夹持机构的多位姿操控，进而为打磨提供的多个可选角度，为高精度打磨提供了强有力的支撑。

进一步的，上述第二平板端面上设置有安装板，安装板与第二平板在靠第一平板侧所构成的夹角为钝角。

该设置可以使得义齿夹持部分的重心不会前倾，确保义齿夹持部分保持在一个相对稳定的状态。

进一步的，上述义齿自动夹持机构包括驱动器、外壳和盖板；驱动器固定于外壳的底部，盖板固定于外壳的顶部，三者构成一腔体；在腔体内，设置有传动机构和义齿夹持机构，驱动器、传动机构和义齿夹持机构依次相连，驱动器通过传动机构带动义齿夹持机构夹紧或松开；义齿夹持机构设置于盖板上，并可在盖板上活动；义齿夹持机构延伸出腔体外部以夹持义齿；在盖板外端面上、对应于接收义齿的位置，设置有传感器，该传感器的输出端连接驱动器的控制端，以在感应到有义齿到来时，启动驱动器。

该设计能够实现在义齿来临之时，对义齿的自动夹持，以提高装置的自动化程度，提高打磨效率。

进一步的，上述传动机构包括丝杠、至少一根固定轴和一个N面齿轮（N为大于等于2的正整数）；丝杠连接于驱动器的动力输出端，并穿过N面齿轮的中心螺纹孔；固定轴平行于丝杠轴线，穿过N面齿轮的外围光孔，固定于盖板内端面上；N面齿轮与义齿夹持机构相齿和。

通过丝丝杠控制N面齿轮的活动，进而控制义齿夹持机构（夹持义齿部分）的活动。力量中继设施设置得少，能量损失低。通过机械结构实现对义齿夹持机构活动的控制，可靠性高，不易出错。

进一步的，上述义齿夹持机构包括N条夹臂，N条夹臂分别设置于盖板内端面上对应于N面齿轮每一个面的位置；N条夹臂设置于盖板上的一端均为齿状，且分别与N面齿轮的一个面齿和。

通过N面齿轮，实现对N条夹臂的同步控制。同步率非常高。为各夹臂传递的力量相同，使得义齿所受到的夹持力量非常均匀，不会在打磨过程中出现移位的可能。

进一步的，上述传动机构还包括齿轮支架和N个圆柱齿轮，齿轮支架将N个圆柱齿轮固定于盖板内端面上，N面齿轮的每一个面分别通过一个圆柱齿轮与一条夹臂相齿和。

通过圆柱形齿轮的中间传导，可以为N面齿轮和夹臂间的位置关系提供多种选择，进而提高了义齿自动夹持机构结构设计的灵活性。

进一步的，上述N条夹臂中，至少一条夹臂由齿条和夹爪连接而成，齿条设置于盖板内端面的滑槽内，并延伸出外壳，夹爪连接于齿条的暴露端。

将夹臂进行分离设计，可以便于夹爪的快速替换，以应对不同的夹持需求，提高了夹臂替换的效率。

进一步的，至少一条所述夹臂的自由端端部设置有一转角圆孔。

转角圆孔的设计可以实现对所夹持物体的自定心装夹。

进一步的，上述义齿打磨机构由基座、转臂A、转臂B、转臂C和打磨头构成；基座固定于机架固定机构上与并联臂操作机构相对的位置，转臂A固定于基座上，转臂B设置于转臂A的自由端，转臂C设置于转臂B的自由端，转臂C的自由端连接打磨头；转臂A的自由端的转动平面垂直于基座所在面，转臂B的自由端的转动平片与转臂A的自由端的转动平面成钝角或锐角。

上述设计的义齿打磨机构，具备4个自由度，其中3个自由度用于调整打磨头的位姿。这样，即可实现对义齿的多自由度打磨，可大幅提高对义齿打磨额精度。同时，也为打磨方案的设计提供了多种选择。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本设计的义齿自动打磨装置通过配套的义齿夹持部分和义齿打磨部分，实现对义齿的多自由度打磨。义齿夹持部分可灵活调整义齿的位姿，义齿打磨部分可灵活调整打磨角度。这样，就可以对同批次的义齿进行同标准、高精度、高效率的打磨。

2、本设计的义齿自动打磨装置可实现对义齿的自动夹持，自动化程度高，使得整体打磨具备很高的效率。对于义齿的夹持非常稳固，打磨过程不会出现松动，打磨过程的稳定性非常强。

3、根据不同的使用需求，或者说应对不同形状、尺寸的义齿端柄，可以对夹持部位进行快速更换以使之满足要求，无需对整个装置进行更换。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是义齿自动打磨装置的整体结构图。

图2是并联臂操作机构和滑动机构的结构图。

图3是义齿自动夹持机构的外部结构图。

图4是义齿自动夹持机构的内部结构图。

图5是义齿自动夹持机构盖板端结构图。

图6是义齿打磨机构的结构图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种义齿自动打磨装置，包括机架固定机构1、并联臂操作机构3、义齿自动夹持机构5和义齿打磨机构6；并联臂操作机3构和义齿打磨机构6相对设置于机架固定机构1上，义齿自动夹持机构5设置于并联臂操作机构3的自由端，并联臂操作机构3动作以控制义齿自动夹持机构5的位姿，义齿自动夹持机构5工作以自动夹持或松开义齿，义齿打磨机构6工作以打磨义齿自动夹持机构5所夹持的义齿。

机架固定机构1包括上顶板11、中层板13、下底板14和支撑架12，上顶板11、中层板13和下底板14均水平设置，支撑架12将上顶板11、中层板13和下底板14连接为一体。并联臂操作机构、义齿打磨机构均设置于中层板13上。

在中层板13上，义齿打磨机构6和并联臂操作机构3之间的位置，还设置有打磨液循环机构7，在打磨液循环机构7旁边，设置有义齿收集机构8。打磨液循环机构7为打磨过程提供打磨液，抑制粉尘，同时还回收过滤使用过的打磨液。

实施例二

如图2所示，本实施例公开了上述并联臂操作机构的结构，其包括‘Y’形平板31（即第一平板）、菱形平板37（即第二平板）、和设置于两者之间的三对推杆系统；Y形平板31中部开设有通孔，以容纳义齿自动夹持机构5，在通孔周围开设有安装孔，用以安装义齿自动夹持机构5，菱形平板37底端设置有安装板，该安装板成锐角设置于与Y形平板31相对的一侧，这样，可以使得并联臂操作机构3（以及末端安装上义齿自动夹持机构后）的重心保持在一个相对平衡的位置；每一组推杆系统均包括第一万向铰链33、第一铰链座32、伺服电机36、套筒35、推杆34、第二万向铰链38和第二铰链座；第一铰链座32固定于Y形平板31上，第一万向铰链33一端与第一铰链座32相连，另一端连接推杆34的一端，推杆34另一端套接于套筒35内，并可在套筒35内滑动，套筒35的底端与第二万向铰链38的一端相连，第二万向铰链38的另一端与第二铰链座相连，第二铰链座固定于菱形平板37上，伺服电机36与套筒35一体设置，以驱动套筒35内的推杆34活动。三对推杆系统形成类似Stewart平台的结构。三对第一铰链座32分别固定在‘Y’形平板31的三个凸起上。

如图1所示，在一个实施例中，机架固定机构1中层板13上设置有滑动机构4，并联臂操作机构3设置于该滑动机构4顶部。在一个具体实施例中，菱形平板37底端设置的安装板上开设有安装孔，滑动机构4顶部开设有螺纹孔，通过螺栓穿过安装板上的安装孔，将安装板固定到滑动机构4上。这样，并联臂操作机构3便可在机架固定机构1上滑动。滑动机构4可由滑板和滑轨构成，安装板固定到滑板顶端。菱形平板37中部开设有通孔，以减轻菱形平板37重量的同时，增加菱形平板37的刚性。

如图2所示，上述滑动机构4的结构为：其包括滑板 46、丝杆 47、导轨A 42、导轨B43、滑块A 44、滑块B 45、第二电机41和第二支座48。滑板 46顶端用于连接并联臂操作机构3，滑板 46底部与滑块A 44和滑块B 45固定连接，丝杆 47贯穿滑板 46，且两端分别连接第二电机41和第二支座48， 丝杆 47可在第二支座48中转动，两导轨平行于丝杆 47设置，两滑块分别设置于两导轨上，第二电机41、第二支座48、导轨A 42和导轨B 43均设置于机架固定机构1的中层板13上。第二电机41带动丝杆 47转动，通过力的转换，可以使滑板 46沿丝杆 47轴线方向运动。

实施例三

如图3和5所示，本实施例公开了上述义齿自动夹持机构5的结构，其包括驱动器、圆柱形外壳52和圆柱形盖板53；驱动器固定于外壳52的底部，盖板53固定于外壳52的顶部，三者构成一腔体；在腔体内，设置有传动机构和义齿夹持机构，驱动器、传动机构和义齿夹持机构依次相连，驱动器通过传动机构带动义齿夹持机构夹紧或松开；义齿夹持机构设置于盖板上，并可在盖板上活动；义齿夹持机构延伸出腔体外部以夹持义齿；在盖板外端面上、对应于接收义齿的位置，设置有传感器，该传感器的输出端连接驱动器的控制端，以在感应到有义齿到来时，启动驱动器。所谓启动驱动器，即是驱动器工作以驱动义齿夹持机构夹紧，进而实现自动夹持义齿。

在一个实施例中，机架固定机构上顶板11上还设置有义齿传输机构2，该义齿传输机构2设置有义齿下料口21。初始状态下，义齿自动夹持机构5的传感器正对该义齿下料口21。

在一个实施例中，义齿自动夹持机构5直接固定在并联臂操作机构3的Y形平板31上。或者，义齿自动夹持机构5的外壳52外沿设置有法兰盘，通过法兰盘光孔将义齿自动夹持机构5固定到Y形平板31的安装孔，Y形平板31的通孔容纳圆柱形外壳。

如图4所示，在一个实施例中，义齿自动夹持装置5包括电机 51、圆柱形外壳 52、圆柱形盖板53、夹爪A 54、夹爪B 55、夹爪C 56、丝杠 57、固定轴 58、三面齿轮59、齿轮支架510、圆柱齿轮A、圆柱齿轮B、圆柱齿轮C、齿条A、齿条B、齿条C、密封板513、支座515和压力传感器514；所述电机 51固定于所述圆柱形外壳 52底部，所述圆柱形盖板53固定与圆柱形外壳 52顶部，所述支座515固定与圆柱形盖板53内端面上，所述丝杆设置于所述电机 51和所述支座515之间，所述丝杠 57穿过三面齿轮59的中心螺纹孔；所述固定轴 58为三根，两两成120度固定于圆柱形盖板53内端面，并穿过三面齿轮59端部的法兰盘外侧光孔；三根齿条512两两成120度设置于所述圆柱形盖板53内端面的滑槽内；齿轮支架510设置于圆柱形盖板53内端面上，三个圆柱形齿轮两两成120度设置于所述齿轮支架510上，三个圆柱齿轮511分别与三面齿轮59的一面和一根齿条512齿和；三根齿条512分别与三个夹爪一一对应连接；所述密封板513固定于圆柱形盖板53外端面，所述压力传感器514设置于所述密封板513外端面内腔底部，压力传感器514输出端连接电机 51的电源控制端。夹爪A 54、夹爪B 55、夹爪C 56均带有一转角圆孔561，该设计在夹紧义齿端柄时可以实现自定心装夹。

初始状态下，义齿自动夹持机构5的夹爪为松开状态。当义齿来临时，例如将义齿由义齿传输机构2输送至盖板外端面中部时，则此时压力传感器514受压，向电机51的电源控制端发出信号，以触发开启电机电源。电机51开启，三面齿轮59在丝杠57带动下运动。当三面齿轮59向靠近电机51方向运动时，通过三个圆柱齿轮511将运动传递给三根齿条512，此时所有齿条512向内运动，所述夹爪A 54、夹爪B 55、夹爪C 56实现夹紧动作。同理，在需要松开夹爪时，三面齿轮59向远离电机51方向运动时，通过三个圆柱齿轮511将运动同时传递给三根齿条512，此时所有齿条512向外运动，所述夹爪A 54、夹爪B 55、夹爪C 56实现松开动作。

在另一个实施例中，可以省掉圆柱齿轮511和齿轮支架510，而将齿条512改为履带形式。

本申请中选用三面齿轮是出于齿轮面与夹臂间的齿和面积（即齿和稳定性）以及夹臂数量对于物体夹持稳固性的综合考虑，三面齿轮及对应数量的夹臂为最佳选择。虽然在本申请的具体实施方式中，选用的是三面齿轮和三条夹臂，但是，在实际应用中，也可以选用其它面数的齿轮（只要面数在2面及以上，设计两面时，两个齿面相对设计）和对用数量的夹臂，例如选用4或5面的齿轮，对应设计4或5条夹臂。

实施例四

本实施例公开了上述义齿打磨机构的结构，其由基座 61、转臂A 62、转臂B 63、转臂C64和打磨头65构成。基座 61用于固定串联机械臂装置6，在一个实施例中，基座 61固定在机架固定机构1的中层板13上，与并联臂操作机构相对的位置。转臂A 62为‘L’形，转臂A 62的底部固定于基座 61上，转臂B 63为锥形锥体，转臂B 63设置于转臂A 62的自由端（可转动端），转臂C 64设置于转臂B 63的锥体侧面上，转臂C 64的自由端连接打磨头65；转臂A62的自由端的转动平面垂直于基座 61所在面，转臂B 63的自由端的转动平片与转臂A 62的自由端的转动平面成钝角或锐角。

义齿打磨机构6共有4个转动自由度，分别是打磨头65的旋转自由度、转臂A 62 旋转自由度、转臂B 63 旋转自由度和转臂C 64 旋转自由度；其中打磨头65的旋转自由度用于对义齿进行打磨修整，剩余三个自由度用于打磨头65位姿的调整。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种义齿自动打磨装置，其特征在于，包括机架固定机构、并联臂操作机构、义齿自动夹持机构和义齿打磨机构；所述并联臂操作机构和义齿打磨机构相对设置于机架固定机构上，所述义齿自动夹持机构设置于并联臂操作机构的自由端，所述并联臂操作机构动作以控制义齿自动夹持机构的位姿，所述义齿自动夹持机构工作以自动夹持或松开义齿，所述义齿打磨机构工作以打磨义齿自动夹持机构所夹持的义齿。

2.如权利要求1所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述并联臂操作机构包括第一平板、第二平板和设置于两者之间的三对推杆系统；第一平板用于安装义齿自动夹持机构，第二平板固定于机架固定机构上；每一组推杆系统均包括第一万向铰链、第一铰链座、伺服电机、套筒、推杆、第二万向铰链和第二铰链座；第一铰链座固定于第一平板上，第一万向铰链一端与第一铰链座相连，另一端连接推杆的一端，推杆另一端套接于套筒内，并可在套筒内滑动，套筒的底端与第二万向铰链的一端相连，第二万向铰链的另一端与第二铰链座相连，第二铰链座固定于第二平板上，伺服电机与套筒一体设置，以驱动套筒内的推杆活动。

3.如权利要求2所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述第二平板端面上设置有安装板，所述安装板与第二平板在靠第一平板侧所构成的夹角为钝角。

4.如权利要求1所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述义齿自动夹持机构包括驱动器、外壳和盖板；驱动器固定于外壳的底部，盖板固定于外壳的顶部，三者构成一腔体；在腔体内，设置有传动机构和义齿夹持机构，驱动器、传动机构和义齿夹持机构依次相连，驱动器通过传动机构带动义齿夹持机构夹紧或松开；义齿夹持机构设置于盖板上，并可在盖板上活动；义齿夹持机构延伸出腔体外部以夹持义齿；在盖板外端面上、对应于接收义齿的位置，设置有传感器，该传感器的输出端连接驱动器的控制端，以在感应到有义齿到来时，启动驱动器。

5.如权利要求4所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述传动机构包括丝杠、至少一根固定轴和一个N面齿轮（N为大于等于2的正整数）；丝杠连接于驱动器的动力输出端，并穿过N面齿轮的中心螺纹孔；固定轴平行于丝杠轴线，穿过N面齿轮的外围光孔，固定于盖板内端面上；N面齿轮与义齿夹持机构相齿和。

6.如权利要求5所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述义齿夹持机构包括N条夹臂，N条所述夹臂分别设置于盖板内端面上对应于N面齿轮每一个面的位置；N条夹臂设置于盖板上的一端均为齿状，且分别与N面齿轮的一个面齿和。

7.如权利要求6所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述传动机构还包括齿轮支架和N个圆柱齿轮，齿轮支架将N个圆柱齿轮固定于盖板内端面上，N面齿轮的每一个面分别通过一个圆柱齿轮与一条夹臂相齿和。

8.如权利要求7所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述N条夹臂中，至少一条夹臂由齿条和夹爪连接而成，齿条设置于盖板内端面的滑槽内，并延伸出外壳，夹爪连接于齿条的暴露端。

9.如权利要求6-8之一所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，至少一条所述夹臂的自由端端部设置有一转角圆孔。

10.如权利要求1所述的义齿自动打磨装置，其特征在于，所述义齿打磨机构由基座、转臂A、转臂B、转臂C和打磨头构成；基座固定于机架固定机构上与并联臂操作机构相对的位置，转臂A固定于基座上，转臂B设置于转臂A的自由端，转臂C设置于转臂B的自由端，转臂C的自由端连接打磨头；转臂A的自由端的转动平面垂直于基座所在面，转臂B的自由端的转动平片与转臂A的自由端的转动平面成钝角或锐角。