技术领域
[0001] 本
发明涉及用于
口腔内牙体预备的医疗
切割器械，特别涉及一种旋转超声振动复合牙科弯手机。
背景技术
[0002] 牙体预备是口腔修复临床中必不可少的关键程序，也是应用
频率最高的口腔修复手术。在牙科修复过程中，医生通常需要对患牙进行定型修磨，此时牙科医生用牙科切割器械(即牙科手机)，在口腔内对患齿通过切割、去除、打磨等操作进行牙体预备。
[0003] 所谓牙体预备就是指为了恢复、改善或重建缺损、缺失牙的解剖外形及生理功能，通过牙科器械对患牙或缺失牙相邻牙牙体进行去龋及外形修整，以满足后续修复体的固位、支持、外形、美观及功能的技术操作。由于牙体预备需要在口腔内部进行，所以使用的牙科器械只能是牙科弯手机。牙科预备过程中，牙科弯手机转速将达到每分钟20万转，且车针直径仅为1.4mm，这很容易导致过高的切削
温度和过大的切削
力，长时间如此会对
牙髓和
牙龈造成损伤，并严重影响患者舒适性。据了解，当前用于牙体预备手术的牙科弯手机已不满足临床要求，因此对当前牙科弯手机进行改进创新是很有必要的。
[0004] 研究表明，在传统工业旋转加工中耦合超声振动不仅能提高材料去除率，还能显著降低切削力，改善材料表面切削
质量。医学领域已将超声技术应用于超声骨刀和超声洁牙仪中，超声骨刀利用压电转换装置将
电能转换成机械能使
钛合金刀头处于高频共振模态，利用刀头强大的机械
加速度对骨组织或牙体进行
粉碎和切割的手术工具。但是，这种材料去除方式刀具只是单纯的直线往复超声高频运动，切割组织的形状单一，且材料去除效率极低，无法应用到牙体预备中。超声洁牙机与超声骨刀类似，利用
压电效应产生高频振动，主要去除
牙齿表面上的结石和斑
块，功率较超声骨刀低，且振幅小于超声骨刀振幅。超声洁牙仪的功率只能用于牙齿表面的污垢，无法去除牙体组织。因此，为了能创新一种满足牙体预备的高效、优良的口腔器械，我们将超声振动技术应用到牙科弯手机中，以期提高切削效率，提高牙体表面质量，改善患者舒适度。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服现有牙体预备技术中的不足，提供一种旋转超声振动复合牙科弯手机，与当前常规牙科弯手机相比，具有提高切割效率、降低切削力，提高牙体预备质量等优势。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：一种超声振动旋转牙科弯手机，包括
机体和车针，所述机体包括依次连接的机头、机柄和机尾；
[0007] 所述机头内设置有超声振动装置和无线传电装置，所述无线传电装置为所述超声振动装置供电；所述超声振动装置的变幅杆输出端连接所述车针，所述车针在所述超声振动装置的作用下进行超声高频振动；所述变幅杆上设置有第一
齿轮；
[0008] 所述机柄内设置有第一
传动轴，所述第一传动轴靠近所述机头的一端设置有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮
啮合，所述第一传动轴靠近所述机尾的一端设置有外
锥齿轮；
[0009] 所述机尾内设置有第二传动轴，所述第二传动轴靠近所述机柄的一端设置有内锥齿轮，所述内锥齿轮与所述外锥齿轮啮合，所述第二传动轴与
离合器连接，所述离合器由电动
马达带动旋转，通过所述第二传动轴和所述第一传动轴将旋转运动传递到所述第一齿轮处，再通过所述第一齿轮带动所述超声振动装置旋转，从而带动与所述变幅杆连接的所述车针旋转。
[0010] 进一步地，所述超声振动装置包括变幅杆和换能器，所述换能器由压电陶瓷环和
电极片相间布置组成，所述无线传电装置将
电流传给所述换能器的电极片，从而使所述压电陶瓷环产生高频振动，再通过所述变幅杆的放大作用后将高频振动传递给所述车针。
[0011] 进一步地，所述第一齿轮设置在所述变幅杆的
节点处，该节点处超声振动的幅值为零。
[0012] 进一步地，所述无线传电装置包括内线圈和外线圈；
[0013] 所述内线圈与所述超声振动装置的换能器和变幅杆通过双头
螺柱连接在一起，并通过
锁紧
螺母进行压紧，工作时所述内线圈随所述超声振动装置一起旋转；所述内线圈的
外圈缠有第一
导线，所述第一导线连接到所述换能器的电极片上；
[0014] 所述外线圈固定在所述内线圈的外围，所述外线圈的
内圈饶有第二导线，所述第二导线连接第三导线，所述第三导线通高频交流电从而使所述外线圈通高频交流电，在
电磁感应的作用下，所述内线圈产生感应电流，通过所述第一导线为所述电极片供电，进而使所述压电陶瓷环产生压电效应而振动。
[0015] 进一步地，所述外线圈通过机头套筒固定连接在所述机头的机头壁内；所述外线圈的外表面设置有凸台，所述凸台与所述机头套筒内壁上的第一凹槽通过
过盈配合连接；所述机头套筒的外壁设置有凸起，所述凸起与所述机头壁上的机头壁内槽配合，防止所述机头套筒转动，所述机头套筒的顶部设置有凸缘，所述凸缘抵在所述机头壁的内壁凸台处，通过机头端盖压紧所述机头套筒，从而将所述外线圈固定。
[0016] 进一步地，所述机头套筒的
侧壁上设置有导线孔，所述第三导线穿过所述导线孔连接到所述外线圈的第二导线上。
[0017] 本发明的有益效果是：本发明提供了一种用于口腔内牙体预备的旋转超声振动复合牙科弯手机，通过超0-声高频振动
能量耦合高速旋转切削技术改变牙体组织表面切削去除机理，与临床现有的牙科弯手机相比，在提高牙体切割效率的同时，切削力最高可降低40％～50％，有效减少了牙体表面损伤及边缘
破碎程度，从而改善了牙体预备质量及患者临床舒适性。此外，该超声复合牙科手机可以降低牙体预备过程中的切削温度，有效避免现有牙体预备方法对周围软组织造成的热损伤。
附图说明
[0018] 图1：本发明一种旋转超声振动复合牙科弯手机整体结构示意图；
[0019] 图2：本发明的机头内部结构示意图；
[0020] 图3：本发明的超声振动装置结构示意图；
[0021] 图4：本发明超声振动装置的换能器结构示意图；
[0022] 图5：本发明的机头套筒结构示意图；
[0023] 图6：本发明的无线传电装置结构示意图；
[0024] 图7：本发明的第二齿轮、锥齿轮与第一传动轴连接示意图。
[0025] 附图标注：
[0028] 5——机头套筒 5-1——第二凹槽
[0029] 5-2——凸起 5-3——导线孔
[0030] 5-4——第一凹槽 5-5——凸缘
[0031] 6——机头壁 6-1——机头壁内槽
[0032] 7——外线圈 7-1——第二导线
[0033] 7-2——凸台
[0034] 8——内线圈 8-1——第一导线
[0035] 9——双头螺柱 10——换能器
[0036] 10-1——压电陶瓷环 10-2——电极片
[0037] 11——第一齿轮 12——变幅杆
[0038] 13——车针 14——第五轴承
[0040] 17——第二挡圈 18——第三轴承
[0041] 19——第二齿轮 20——机头端盖
[0042] 21——第一传动轴 22——第三导线
[0043] 23——机柄内壁 24——机柄
[0044] 25——导线管 26——第二轴承
[0045] 27——内锥齿轮 28——外锥齿轮
[0046] 29——机尾 30——第一挡圈
[0047] 31——第一轴套 32——挡环
[0049] 35——第二传动轴 36——套筒
[0050] 37——销轴 38——离合器
[0051] 39——第一销 40——第二销
具体实施方式
[0052] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下
实施例，并配合附图详细说明如下：
[0053] 如附图1至图7所示，一种超声振动旋转牙科弯手机，包括机体和车针13，所述机体主要包括依次连接的机头1、机柄24和机尾29三部分。
[0054] 所述机柄24和所述机尾29的内部构造主要为了将外接马达的动力传输到所述机头1内的车针13，使所述车针13高速旋转。
[0055] 其中，所述机尾29的内部主要由内锥齿轮27、第一轴套31、第二传动轴35、压缩弹簧34、离合器38及销轴37等组成，目的是将电动马达传来的动力传输到机柄24处，进而传递到机头1处的车针13。所述第二传动轴35靠近所述机柄24的一端外连接有第一轴承33，所述第一轴承33用于
支撑所述第二传动轴35的旋转，所述第一轴承33安装在第一轴套31内，通过所述第一轴套31的内部凸台挡住所述第一轴承33的外圈，所述第一轴套31与所述机尾29的内壁紧配合，且所述第一轴套31的头部设置有凸缘，抵住所述机尾29的
外壳。所述第二传动轴35在所述机尾29和所述机柄24的连接处
焊接所述内锥齿轮27，所述内锥齿轮27伸入至所述机柄24内与外锥齿轮28啮合，所述内锥齿轮27与所述第一轴承33之间设置有第一挡圈30。所述离合器38的作用是一端外接电动马达进行动力的传输，另一端通过销轴37与第二传动轴35连接在一起。采用套筒36将所述销轴37套住以防止所述销轴37脱落，所述套筒36通过压缩弹簧34抵在所述离合器38上，所述压缩弹簧34的另一端抵住挡环32，所述挡环32挡住所述第一轴承33的内圈。
[0056] 其中，所述机柄24的内部组成主要包括第一传动轴21、第二齿轮19、外锥齿轮28、第二轴套16、第二轴承26和第三轴承18等，目的是将机尾29的旋转动力传递到机头1内。如图7所示，所述第一传动轴21靠近所述机头1的一侧设置有第二齿轮19，所述第二齿轮19通过第一销39与所述第一传动轴21连接，所述第二齿轮19伸入至所述机头1内，与所述机头1内的第一齿轮11啮合以传输动力；所述第一传动轴21靠近所述机尾29的一侧设置有外锥齿轮28，所述外锥齿轮28通过第二销40与所述第一传动轴21连接，所述外锥齿轮28与所述内锥齿轮27啮合。所述第二轴承26和所述第三轴承18分别设置在所述第一传动轴21的两端，并且，所述第二轴承26和所述第三轴承18通过第二轴套16安装在所述第一传动轴21上，用于支撑所述第一传动轴21的旋转，所述第二轴套16通过紧配合与机柄内壁23连接。采用第二挡圈17挡住所述第二轴承26和所述第三轴承18的内圈。
[0057] 此外，所述机尾29和所述机柄24内均设置有导线管25和通水管15，其中，所述导线管25内设置有第三导线22，所述第三导线22外接高频交流电，给所述机头1处的超声振动装置通电。
[0058] 如图2所示，所述述机头1内设置有超声振动装置、第一齿轮11、无线传电装置、第四轴承4、第五轴承14、机头套筒5、弹簧2和机头端盖20等。如图3所示，所述超声振动装置能使所述车针13进行高频小幅度振动，包括变幅杆12和换能器10，采用双头螺柱9将所述变幅杆12、所述换能器10和所述无线传电装置的内线圈8连接在一起，并通过锁紧螺母3进行压紧，以更好的进行振动传递。其中，如图4所示，所述换能器10由压电陶瓷环10-1和电极片10-2相间叠放在一起组成。如图6所示，所述无线传电装置包括内线圈8和外线圈7，电力传输通过内线圈8和外线圈7进行无线感应传输；工作时所述内线圈8随所述超声振动装置一起旋转，所述内线圈8的外圈绕有第一导线8-1，所述第一导线8-1连接到所述换能器10的电极片10-2上；所述外线圈7固定在所述内线圈8的外围不动，所述外线圈7的内圈饶有第二导线7-1，所述第二导线7-1连接所述第三导线22，所述第三导线22通高频交流电从而使所述外线圈7通高频交流电，在电磁感应的作用下，所述内线圈8产生感应电流，通过所述第一导线8-1将所述内线圈8电流传给所述换能器10的电极片10-2，为所述电极片10-2供电，从而使所述压电陶瓷环10-1产生压电效应而振动，再通过所述变幅杆12的放大作用后将高频振动传递给所述车针13。
[0059] 所述外线圈7通过机头套筒5固定连接在所述机头1的机头壁6内，如图5和图6所示，所述外线圈7的外表面设置有凸台7-2，所述凸台7-2与所述机头套筒5内壁上的第一凹槽5-4通过过盈配合连接而固定；所述机头套筒5的外壁设置有凸起5-2，所述凸起5-2与所述机头壁6上的机头壁内槽6-1配合，防止所述机头套筒5转动，所述机头套筒5的顶部设置有凸缘5-5，所述凸缘5-5抵在所述机头壁6的内壁凸台处，最后通过机头端盖20压紧所述机头套筒5，从而将所述外线圈7固定；此外，所述机头套筒5的侧壁上设置有导线孔5-3，所述第三导线22穿过所述导线孔5-3连接到所述外线的第二导线7-1上。
[0060] 所述第四轴承4和所述第五轴承14用于支撑所述超声振动装置的旋转；所述第四轴承4安装在所述变幅杆12上；所述第五轴承14安装在所述锁紧螺母3上，所述第五轴承14的外圈与所述机头套筒5配合，所述机头套筒5内壁上的第二凹槽5-1抵住所述第五轴承14的外圈以防止所述第五轴承14轴向移动，在所述第五轴承14安装完毕后，机头端盖20通过
螺纹与所述机头壁6连接，压紧所述机头套筒5。所述弹簧2设置在所述机头端盖20与所述锁紧螺母3之间，用来给整个超声振动装置加以预紧力。
[0061] 所述第一齿轮11焊接在所述变幅杆12的大端处，焊接
位置为所述变幅杆12的节点位置，此处超声振动的幅值为零，所述第一齿轮11安装在此处既不会影响超声振动又解决了旋转运动传递的问题；所述第一齿轮11与所述第二齿轮19啮合，通过所述第二传动轴35和所述第一传动轴21将从马达传来的旋转运动传递到所述第一齿轮11处，再通过所述第一齿轮11带动所述超声振动装置旋转，从而带动与所述变幅杆12
螺纹连接的车针13旋转。
[0062] 所述超声振动装置与所述车针13的轴线与所述第一传动轴21轴线垂直布置，所述第一传动轴21轴线与所述第二传动轴35轴线呈一
角度布置。
[0063] 本发明工作时，动力通过机尾29内的传动装置和机柄24内的传动装置传递到机头1内的第二齿轮19，第二齿轮19与第一齿轮11啮合，由于第一齿轮11与变幅杆12焊接在一起，因此带动变幅杆12高速旋转，车针13通过螺纹与变幅杆12连接在一起，故车针13可以高速旋转。与此同时，第三导线22通上高频交流电给外线圈7供电，进而内线圈8产生感应电流，完成无线传电。内线圈8将电流通过第一导线8-1传递给换能器10的电极片10-2，由于压电效应，压电陶瓷环10-1产生高频振动，振动传递给变幅杆12并将振动放大，进而传递给车针13。此时，车针13在高速旋转的同时还进行高频轴向振动。通过本发明，可以将高速旋转运动和超声振动在车针13处进行耦合，实现旋转运动和超声高频振动复合功能，达到超声振动辅助磨削的目的。
[0064] 综上，本发明在常规牙科旋转修复技术上复合超声高频振动技术，提出一种用于牙体修复的旋转超声振动复合牙科弯手机。此旋转超声牙科弯手机能够显著提高牙体预备效率，降低牙体预备过程中的切削力，提高牙体表面修复质量，改善患者舒适度。
[0065] 尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和
权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
