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专利号: 2018109847365
申请人: 南京林业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,包括检测机架(1)以及由上牙模(21)和下牙模(22)组成的仿人类牙齿模型(2),其特征是:所述的检测机架(1)为由底板(11)、顶板(12)、右侧面板(13)和四根支撑立板(14)组成的长立方形框架,该检测机架(1)上安装有用于为咀嚼运动提供动力输出的咀嚼驱动装置(3);所述的咀嚼驱动装置(3)驱动连接有采用单自由度运动机构的运动轨迹来模拟人类牙齿咀嚼冠状面运动轨迹的可变轨迹式单自由度运动装置(4),所述的可变轨迹式单自由度运动装置(4)带动传动块(41)运动,矢状面角度调节装置(X4)对传动块(41)进行轨迹约束,传动块(41)带动能提供一个预设的咀嚼力的减震预紧装置(5)运动;所述的检测机架(1)的底板(11)上与减震预紧装置(5)上下相对应安装有牙模位置调节装置(6);所述的牙齿模型(2)中的上牙模(21)和下牙模(22)为上下倒置安装,所述的上牙模(21)固定安装在牙模位置调节装置(6)的仿真牙下座(61)上,所述的下牙模(22)固定安装在减震预紧装置(5)的弹簧套筒(51)的底面。

2.根据权利要求1所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的咀嚼驱动装置(3)包括伺服电机(31)、小带轮(32)、同步带(33)、大带轮(34)和曲轴(35);所述的伺服电机(31)通过电机座(311)安装在检测机架(1)的顶板(12)上,所述的小带轮(32)安装在伺服电机(31)的动力输出轴上;所述的顶板(12)的下方设有调节底板(38),该调节底板(38)的右端通过双盘调心机构(7)能相对水平面仰俯调节地铰链在右侧面板(13)上;所述的可变轨迹式单自由度运动装置(4)包括三角连杆(36)、摇杆(37)以及由第二滑动机构和摇杆座(371)共同组成的可调节地杆;所述的曲轴(35)通过两平行的角接触球轴承(391)和轴承座(39)转动安装在调节底板(38)的底面;所述的小带轮(32)通过同步带(33)与大带轮(34)动力传递相连接;所述的大带轮(34)固定安装在曲轴(35)的一端,所述的三角连杆(36)的第一角通过连杆铜套与曲轴(35)转动连接,所述的摇杆(37)的下端通过转轴(361)铰链在三角连杆(36)的直角端处,该摇杆(37)的上端铰链在摇杆座(371)上,所述的摇杆座(371)通过第二滑动机构安装在调节底板(38)的底面。

3.根据权利要求2所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的检测机架(1)的顶板(12)上安装有能带动伺服电机(31)移动以调节同步带(33)张紧力的第一滑动机构;所述的第一滑动机构包括固定安装在顶板(12)上的第一滑轨(G1)和能沿第一滑轨(G1)导向左右滑动的第一滑块(G2);所述的电机座(311)固定在第一滑块(G2)上,该第一滑块(G2)上配装有用于锁紧固定第一滑块(G2)的第一钳制器(G3);所述的第二滑动机构包括固定安装在调节底板(38)底面的第二滑轨(H1)和能沿第二滑轨(H1)导向左右滑动的第二滑块(H2);所述的摇杆座(371)固定在第二滑块(H2)上,该第二滑块(H2)上配装有用于锁紧固定第二滑块(H2)的第二钳制器(H3)。

4.根据权利要求3所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的双盘调心机构(7)包括通过螺栓固定在右侧面板(13)上的调心基座(71)和通过调心螺栓(72)穿设安装在调心基座(71)上的两个能上下旋转的调心盘(73);每一所述的调心盘(73)上均安装有用于锁紧固定调心盘(73)的锁闭螺栓(74),所述的调节底板(38)通过螺栓与调心盘(73)的连接桥(731)固定相连接。

5.根据权利要求4所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的矢状面角度调节装置由两根平行的导杆(X41)以及固定杆(X42)、长杆(X43)和导杆滑块(X44)组成,通过松紧紧定螺母(X45)改变和固定固定杆(X42)在侧板(13)上的位置;两根所述导杆(X41)的上端与检测机架(1)相应处的支撑立板(14)通过销钉(X2)转动固定相连接,两根所述导杆(X41)下端与固定杆(X42)固定相连,两导杆的上端通过两个销钉(X2)转动固定在两支撑板上,所述的导杆滑块(X44)为两个,两个导杆滑块(X44)能上下滑动地套装在两相应的导杆(X41)上,所述的长杆(X43)能转动地穿过传动块(41)的中心孔(41a),并且该长杆(X43)的两端与相应端的导杆滑块(X44)固定相连接。

6.根据权利要求5所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的右侧面板(13)上加工有一道用于定位调节矢状面角度调节装置倾角的弧形的导轨滑槽(13a),所述的固定杆(X42)的右端滑动穿过导轨滑槽(13a),该固定杆(X42)右端加工有外螺纹,并且固定杆(X42)的右端螺旋安装有配合右侧面板(13)锁紧固定矢状面角度调整装置倾斜角度的上述锁紧螺母(X45)。

7.根据权利要求6所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的减震预紧装置(5)包括上述的弹簧套筒(51)、弹簧(52)、硬停杆(53)和长销(54);所述的硬停杆(53)的上端与传动块(41)的底面固定相连接,该硬停杆(53)的下端经长销(54)穿设能上下滑动地设置在弹簧套筒(51)的筒腔中,所述的弹簧(52)设置在弹簧套筒(51)的筒腔内,该弹簧(52)的上端与硬停杆(53)底面相顶接,该弹簧(52)的下端顶接在弹簧套筒(51)筒腔的底壁;所述的弹簧套筒(51)加工有供长销(54)穿设安装的长销孔,所述的硬停杆(53)上加工有与长销(54)导向滑动穿设配合的导向槽孔(53a)。

8.根据权利要求7所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的牙模位置调节装置(6)包括上述的仿真牙下座(61)和用于推动仿真牙下座(61)升降的升降机构(62)以及能带动升降机构(62)前后左右移动的对心移动机构(63);所述的升降机构(62)包括固定安装在对心移动机构(63)上的长方形框架结构的升降支撑框(621)以及抬升板(622)、滚珠丝杆(623)、蜗轮(624)和蜗杆(625);所述的滚珠丝杆(623)为两根,两根滚珠丝杆(623)纵向相平行通过两端的滚动轴承(626)转动安装在升降支撑框(621)内,所述的抬升板(622)与两滚珠丝杆(623)螺旋相配合,所述的蜗轮(624)为两个,两个蜗轮(624)分别固定安装在相应的滚珠丝杆(623)上,所述的蜗杆(625)水平转动地架设安装在升降支撑框(621)内,该蜗杆(625)延伸出升降支撑框(621)的一端安装有用于手动转动蜗杆(625)经蜗轮(624)带动滚珠丝杆(623)驱动抬升板(622)升降的摇把(627);所述的仿真牙下座(61)滑动地穿过升降支撑框(621)的上框板与抬升板(622)通过螺栓固定相连接。

9.根据权利要求8所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:所述的对心移动机构(63)包括由两相平行的下导轨滑块组构成的左右移动机构和由两上导轨滑块组构成的前后移动机构;每一所述的下导轨滑块组均由一根下导轨(631)和两个能沿该下导轨(631)导向左右滑动的下滑块(632)组成;每一所述的上导轨滑块组均由一根上导轨(637)和两个能沿该上导轨(637)导向前后滑动的上滑块(634)组成;每根所述的上导轨(637)通过螺钉固定在导轨支撑板(633)上,导轨支撑板(633)的两端均架设固定安装在两根下导轨(631)的对应下滑块(632)上,所述的下滑块(63)上安装有用于锁紧下滑块(631)的下滑块钳制器(635),所述的上滑块(634)上安装有用于锁紧上滑块(634)的上滑块钳制器(636)。

10.根据权利要求9所述的一种仿生咀嚼物料破碎实验检测装置,其特征是:仿生咀嚼物料破碎实验检测装置还包括有用于控制伺服电机(31)转速的咀嚼控制系统和用于检测咀嚼特性的咀嚼检测系统,所述的咀嚼控制系统包括通过线路相连的上位机控制模块、可编程控制器和伺服控制器;所述的伺服控制器与伺服电机(31)控制信号电连接;所述的咀嚼检测系统包括通过线路连接可编程控制器的传感器和数据采集卡;所述的传感器包括力学传感器和位移传感器。