一种自动加力扩大上颌牙弓的装置
阅读说明：本技术 一种自动加力扩大上颌牙弓的装置 (Device for automatically applying force to enlarge maxillary dental arch ) 是由 陈曦 吴昊 张奕 李靖祥 赵云山 王文芳 王雅倩 辛乾英 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种自动加力扩大上颌牙弓的装置,包括支架、加力杆、驱动机构、导向机构；加力杆与导向机构滑动连接,导向机构和驱动机构使加力杆向支架的外侧或内侧平移,导向机构固定设置在支架上,驱动机构的输出端连接加力杆的力输入端,加力杆设置在支架的两侧,导向机构和驱动机构使加力杆向支架的外侧或内侧平移；导向机构包括导向轨和导向滑块,滑块可滑动得设置在导向轨上,滑块还同时连接加力杆和驱动机构的输出端；能够实现扩弓器的自动加力,避免因患者依从性差而影响治疗进度和效果；能够根据患者的情况进行加力参数的调整,能够通过单次小距离、高频次加力,提高患者治疗过程的舒适性；实现从传统上颌扩弓到高实现率增大的改进以保证临床扩弓效果。(The invention discloses a device for expanding maxillary dental arch by automatically applying force, which comprises a bracket, a force applying rod, a driving mechanism and a guide mechanism, wherein the force applying rod is arranged on the bracket; the stress application rod is connected with the guide mechanism in a sliding mode, the guide mechanism and the driving mechanism enable the stress application rod to translate towards the outer side or the inner side of the support, the guide mechanism is fixedly arranged on the support, the output end of the driving mechanism is connected with the force input end of the stress application rod, the stress application rod is arranged on two sides of the support, and the guide mechanism and the driving mechanism enable the stress application rod to translate towards the outer side or the inner side of the support; the guide mechanism comprises a guide rail and a guide sliding block, the sliding block can be arranged on the guide rail in a sliding manner, and the sliding block is also connected with the stressing rod and the output end of the driving mechanism; the automatic stress application of the arch expander can be realized, and the influence on the treatment progress and effect caused by poor compliance of a patient is avoided; the stress application parameters can be adjusted according to the condition of a patient, and the comfort of the patient in the treatment process can be improved by applying stress at a single small distance and a high frequency; the improvement from the traditional maxillary arch expansion to the high-realization-rate increase is realized to ensure the clinical arch expansion effect.)
技术领域
本发明属于正畸器械领域，具体涉及一种自动加力扩大上颌牙弓的装置。
背景技术
牙弓狭窄尤其是上颌牙弓狭窄是一类临床上常见的错颌畸形，传统的治疗方法为通过装载较大的机械力打开腭中缝，使腭中缝处继续沉积新骨，从而扩大上颌牙弓宽度，改善错颌畸形，类型包括Hass扩弓器、Hyrax扩弓器、四眼圈簧扩弓器、MSE等，在临床中广泛应用并取得了较为可观的疗效。
但传统的扩弓器在作用过程中存在以下问题：1.加载的力量较大，容易对上颌骨造成损伤，如重力配合高频加力可能会导致尚处于生长发育期的患儿面部畸形；2.该方法需要患者自行加力，对患者的依存性要求较高，因进行扩弓治疗的患者多为生长发育期青少年，尚处于青春期难以实现很好的配合，容易导致治疗时间延长甚至治疗失败；3.治疗过程中患者的舒适性较差，尤其在每次加力后不适性达到最大；4.手工加力钥匙容易误入气道造成重大伤害。5.对成人非手术扩弓来说，通过上颌骨植入种植钉进而直接加力至颌骨实现成年人的上颌扩弓，同样也是有创且重力扩大；6.现有设计CN201310000089.7可调磁力一体式扩弓器，以磁铁作为加力来源进行上颌扩弓，所施加的扩弓力随时间逐渐衰减直至下一次重新归零、重新加载；该方案避免了需要患者配合加力的问题，但初始加力力值较大，容易引起患者不适，且在治疗过程中力值衰减可能也会对疗效产生影响。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种自动加力扩大上颌牙弓的装置，以解决临床中依靠手动加力方法对患者依存性的依赖，并通过降低加载力值、提高加力频率的方式降低治疗过程的不适、提高治疗效果和舒适性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动加力扩大上颌牙弓的装置，包括支架、加力杆、驱动机构、导向机构；加力杆与导向机构滑动连接，导向机构和驱动机构使加力杆向支架的外侧或内侧平移，导向机构固定设置在支架上，驱动机构的输出端连接加力杆的力输入端，加力杆设置在支架的两侧，导向机构和驱动机构使加力杆向支架的外侧或内侧平移；导向机构包括导向轨和导向滑块，导向滑块可滑动得设置在导向轨上，导向滑块还同时连接加力杆和驱动机构的输出端。
驱动机构包括丝杆，导向滑块上开设螺纹孔，导向滑块与丝杆螺纹配合，丝杆转动带动导向滑块沿着导向轨和丝杆轴线平移，丝杆的主动端连接电机的输出端；电机设置在支架上，电机的控制端连接控制器的输出端，电机的供电装置和控制器与电机通过线缆连接，丝杆设置有四个，两个丝杆分别设置在支架的两侧，每个丝杆的主动端都连接有电机的输出端。
丝杆的螺距不超过0.2mm。
丝杆上设置有种植钉驱动杆，种植钉驱动杆的两端均设置用于安装种植钉的螺纹孔。
还包括壳体、纽扣电池以及微型电路板，微型电路板设置在支架的底面，微型电路板中布置有微控制器，微控制器连接电机的控制输入端，微控制器控制加力的频率和位移量；纽扣电池为电源，位于支架的中央，纽扣电池向电路板和电机提供电能；壳体容纳支架、纽扣电池、电机、微型电路板以及加力杆，加力杆伸出壳体两侧，壳体上留设开口，壳体与开口处均进行密封。
导向轨平行设置有四个，设置四个丝杆，丝杆上均设置丝杆滑块，丝杆的驱动端均设置有传动齿轮，传动齿轮啮合有驱动齿轮，驱动齿轮分别连接电机的输出端，丝杆包括第一丝杆、第二丝杆，第三丝杆以及第四丝杆，第一丝杆和第二丝杆位于支架的同一侧，第三丝杆和第四丝杆位于支架的同一侧；第一丝杆和第二丝杆的螺纹螺旋方向相反，第三丝杆和第四丝杆的螺纹螺旋方向相反。
第一丝杆和第二丝杆的传动齿轮啮合同一个驱动齿轮，第三丝杆和第四丝杆的传动齿轮啮合同一个驱动齿轮，驱动齿轮和传动齿轮均采用直齿轮。
第一丝杆和第三丝杆的传动齿轮啮合同一个驱动齿轮，第二丝杆和第四丝杆的传动齿轮啮合同一个驱动齿轮，驱动齿轮和传动齿轮均采用锥齿轮。
设置一个驱动电机，驱动电机的输出轴连接驱动杆，驱动杆上设置驱动齿轮，所述驱动齿轮为锥齿轮，驱动杆与支架可拆卸连接，需要调节丝杆时，将驱动杆和支架连接，驱动齿轮和传动齿轮啮合，开启电机，驱动杆带动丝杆转动，进而使得加力杆向支架的外侧或内侧平移。
驱动杆的长度不低于5cm；支架、加力杆、丝杆以及丝杆滑块均采用不锈钢或钛合金制成；支架、丝杆滑块以及丝杆的棱角处均平滑过渡。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明能够实现扩弓器的自动加力，避免因患者依从性差而影响治疗进度和效果；能够根据患者的情况进行加力参数的调整，能够通过单次小距离、高频次加力，在调节阶段，患者不需要一直张开嘴，极大地提高患者治疗过程的舒适性；而且降低医护人员的劳动强度，同时提高调节的准确性，实现从传统上颌扩弓到高实现率增大的改进以保证临床扩弓效果。
附图说明
图1是基于本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明的设置多个电机的结构示意图。
图3是本发明设置两个电机的及配套驱动机构的结构示意图。
图4是本发明一种可实施的结构示意图。
图5是在图4所示实施方式的基础上另一种实施结构示意图。
图6是在图4和图5所示实施方式的基础上将驱动电机设置在支架上的结构示意图。
图7是同时设置种植钉驱动杆的结构示意图。
图8是将种植钉驱动杆设置在支架外侧的结构示意图
附图中，1-支架，2-加力杆，21-第一加力杆，22-第二加力杆，3-丝杆，31-第一丝杆，32-第二丝杆，33-第三丝杆，34-第四丝杆，4-丝杆滑块，5-导向轨，6-驱动杆，7-驱动齿轮，8-传动齿轮，9-圆环，10-电机。11-种植钉驱动杆，12-安装种植钉的螺纹孔。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
参考图1一种自动加力扩大上颌牙弓的装置，包括支架1、加力杆2、驱动机构以及导向机构；加力杆2与导向机构滑动连接，导向机构和驱动机构使加力杆2向支架1的外侧或内侧平移，导向机构固定设置在支架1上，驱动机构的输出端连接加力杆2的力输入端，加力杆2设置在支架1的两侧，导向机构和驱动机构使加力杆2向支架1的外侧或内侧平移；导向机构包括导向轨和导向滑块，滑块可滑动得设置在导向轨上，滑块还同时连接加力杆2和驱动机构的输出端。
丝杆的螺距不超过0.2mm。
支架1、加力杆2、丝杆以及丝杆滑块均采用不锈钢制成；支架1,、丝杆滑块以及丝杆的棱角处均平滑过渡。
驱动机构设置在支架1上。
实施例1，
参考图1，支架1上设置导向轨5，导向轨5上设置导向滑块4，导向滑块4分别连接加力杆2的力输入端和驱动机构的输出端，具体的，驱动机构包括丝杆3，导向滑块4上开设螺纹孔，导向滑块4与丝杆3螺纹配合，丝杆3转动带动导向滑块4沿着导向轨5和丝杆3的轴线平移，丝杆3的主动端连接电机10的输出端；电机10设置在支架1上，电机10的控制端连接控制器的输出端，电机10的供电装置和控制器与电机通过线缆连接，丝杆设置有四个，四个丝杆分别设置在支架1的两侧，丝杆的主动端都连接有电机10的输出端。
作为可选的实施例，在实施例1的基础上，本发明还可以将电机的供电装置、控制器、支架1和驱动机构集成封装在一起。
参考图2，实施例2，作为可选的实施例，导向轨5平行设置有四个，设置四个丝杆3，丝杆3上均设置丝杆滑块4，丝杆3包括第一丝杆31、第二丝杆32，第三丝杆33以及第四丝杆34，第一丝杆31和第二丝杆32位于支架1的同一侧，第三丝杆33和第四丝杆34位于支架1的同一侧。每个丝杆3的驱动端连接电机10的输出端。
参考图3，实施例3，在实施例2的基础上，作为可选的实施例，丝杆3的驱动端均设置有传动齿轮8，所述传动齿轮8啮合有驱动齿轮7，驱动齿轮7连接电机10的输出端，设置有两个电机10，第一丝杆和第二丝杆的传动齿轮啮合同一个驱动齿轮，第三丝杆和第四丝杆的传动齿轮啮合同一个驱动齿轮；第一丝杆31和第二丝杆32的螺纹螺旋方向相反，第三丝杆33和第四丝杆34的螺纹螺旋方向相反，第一丝杆31、第二丝杆32、第三丝杆33和第四丝杆34的螺距相等；本实施例中，传动齿轮8和驱动齿轮7均采用直齿轮。
参考图3，本发明所述驱动机构，包括四组同轴设置的圆环9，所述圆环9与支架1固定连接，一组圆环9的数量至少为2。
参考图4，实施例5，在实施例2的基础上，作为另一个可选的实施例，第一丝杆31和第三丝杆33的传动齿轮8啮合同一个驱动齿轮7，第二丝杆32和第四丝杆34的传动齿轮啮合同一个驱动齿轮7，对本实施例所述驱动齿轮7和传动齿轮均8采用锥齿轮。
参考图5和图6，实施例6，在实施例5的基础上，只设置一个电机10，电机10的输出轴连接驱动杆6，驱动杆6上设置驱动齿轮7，所述驱动齿轮7为锥齿轮，驱动杆与支架可拆卸连接，需要调节丝杆时，将驱动杆和支架1连接，驱动齿轮和传动齿轮啮合，开启电机，驱动杆带动丝杆转动，进而使得加力杆向支架1的外侧或内侧平移；驱动齿轮7可以采用一个也可以设置两个，两个驱动齿轮7分别啮合传动齿轮8。
加力杆2包括第一加力杆21和第二加力杆22，第一加力杆21靠近支架1内侧布置，第二加力杆22靠近支架1的外侧布置，第一加力杆21连接第一导向滑块，第一导向滑块设置在第一丝杆上，第二加力杆22设置在靠近支架1的内侧布置，第二导向滑块设置在第二丝杆上。
基于实施例1，本发明所述装置封装为长方体形状，包括支架1、纽扣电池、微型马达、齿轮、微型电路板、加力杆2以及壳体，微型电路板设置在支架1的底面，微型电路板中布置有微控制器，微控制器连接电机的控制输入端，微控制器控制加力的频率和位移量；纽扣电池为电源，位于支架1的中央，纽扣电池向电路板和微型马达提供电能；两个驱动微型马达位于电池双侧，作为驱动力，并通过微型齿轮进而实现向双侧的扩大力，所述扩大力由加力杆传导至固位牙齿发挥正畸扩弓作用，加力杆由扩弓器双侧伸出，可在技工修型后与牙齿固定使用；在完成加工后封闭方形盒，使之能够安全在口内工作。
参考图7和图8，作为一种可选的实施例，本发明所述丝杆3上设置有种植钉驱动杆11，种植钉驱动杆11与丝杆3螺纹连接，种植钉驱动杆11的两端均设置用于安装种植钉的螺纹孔12，，所述螺纹孔12的直径为0.18-0.25mm；为了提高种植钉驱动杆移动的平稳性，种植钉驱动杆同时与导向轨5滑动连接；更具体的，种植钉驱动杆上设置用于连接丝杆和导向轨的连接块，连接丝杆的连接块开设螺纹孔并与丝杆螺纹配合。连接导向轨的连接块开设凹槽，导向轨与凹槽滑动配合。
图8所示，丝杆3和导向轨5延伸至支架1的外部，种植钉驱动杆11设置在支架1的两侧。
临床实施步骤：
1.以临床需要的力值、形变量、加力频率写入程序，确认无误后进行扩弓器封装；
2.以患者上颌模型为基础调整加力杆形状、制作扩弓器；
3.制作完成的扩弓器在患者口内试戴合适后粘接，并去除隔离垫片通电激活；
4.向患者交待注意事项，复诊密切观察。
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