一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，包括光路调整模块、牙模定位模块和视觉测量模块，其中，所述视觉测量模块用于对牙颌模型进行光扫描测量，其设置在所述光路调整模块并可通过该光路调整模块对所述视觉测量模块的光路进行调整，所述牙颌模型设置在所述牙模定位模块上，并通过该牙模定位模块进行定位和调整，从而以配合所述视觉测量模块实现对该牙颌模型的三维扫描测量。该设备的支撑系统刚度高，工作过程稳定，抗干扰性强；光路调节范围大，操作简便；牙模固定可调整力度，灵活实用；牙模位置调整实现自动化，精确快捷。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，包括光路调整模块、牙模定位模块和视觉测量模块，其中，所述视觉测量模块用于对牙颌模型进行光扫描测量，其设置在所述光路调整模块并可通过该光路调整模块对所述视觉测量模块的光路进行调整，所述牙颌模型设置在所述牙模定位模块上，并通过该牙模定位模块进行定位和调整，从而以配合所述视觉测量模块实现对该牙颌模型的三维扫描测量。该设备的支撑系统刚度高，工作过程稳定，抗干扰性强；光路调节范围大，操作简便；牙模固定可调整力度，灵活实用；牙模位置调整实现自动化，精确快捷。【专利说明】一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备
本技术涉及机器视觉领域，具体涉及一种牙颌医学三维自动化测量设备。
技术介绍
牙颌形态的观察与测量分析涉及口腔医学多个领域，直接关系到口腔疾病的诊断、治疗方案设计以及对疗效的评价。在以往的研究与临床医疗中，所采用卡尺、角度尺等简单测量工具，故测量内容和能力受限，难以对牙颌模型表面复杂的三维几何形态做出全面、精确的定量描述与分析。国外在上世纪70年代开始将数字化口腔CAD/CAM技术引入口腔修复体的设计与制作中来，已有较多的理论与实践。我国现在也有部分学者在研究这个领域，但仍未有成熟产品，既有的相关设备也有诸多待改进的地方。现有的牙齿三维光学测量设备存在以下问题:(I)光路相对固定，高度角度调节范围有限或调节较为繁琐；(2)光路多采用悬臂结构支撑，测量系统刚性不够好，难以保持系统定标后长时间有效，且易受外界干扰；(3)测量完整的牙模需要从多个角度获取点云数据进行拼合，现有设备多采用手动调节，效率和精度都不高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，可通过简明的机械结构实现光路的快速调整，过程的稳定操作以及点云的完整精确获取，从而以得到牙齿整体三维模型。为实现上述目的，本技术提供了一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，用于对牙颌模型进行三维扫描测量，以获得牙齿三维模型，其特征在于，该设备包括光路调整模块、牙模定位模块和视觉测量模块，其中，所述视觉测量模块用于对牙颌模型进行光扫描测量，其设置在所述光路调整模块上并可通过该光路调整模块对所述视觉测量模块的光路进行调整，所述牙颌模型设置在所述牙模定位模块上，并通过该牙模定位模块进行定位和调整，从而以配合所述视觉测量模块实现对该牙颌模型的三维扫描测量。作为本技术的改进，所述的光路调整模块包括竖直平面位置调整机构和设置在该竖直平面位置调整机构上的角度调整结构，其中，所述竖直平面位置调整机构实现视觉测量模块在竖直平面上两个自由度的调整，所述角度调整机构可实现其角度调整，从而通过二者共同实现视觉测量模块光路的调整。作为本技术的改进，所述竖直平面位置调整机构包括底座，设置在该底座上的竖直调整结构和设置在所述竖直调整结构上的水平调整结构，其中，所述竖直调整结构包括竖直导向轴,导向轴支座,支柱固定夹,其中导向轴支座与底座联接，竖直导向轴插入导向轴支座内，并通过内置定位销固定，支柱固定夹通过竖直通孔与竖直导向轴配合，可在竖直方向大范围移动，确定位置后通过锁紧螺钉抱死滑动副，实现摩擦锁紧；所述水平调整结构包括横梁和导向轴支座，其中，所述支柱固定夹通过其上的横向通孔与所述横梁配合，使得所述横梁可在水平方向移动，所述导向轴支座通过其上的水平通孔与该横梁配合，使得该导向轴支座可在水平方向移动。作为本技术的改进，所述角度调整结构主要包括底平板、微型投影仪调整结构和工业相机调整结构，其中，所述底平板与导向轴支座连接，从而将竖直平面位置调整单元与角度调整单元连接起来；所述微型投影仪调整结构包括投影仪转接板、第一双头螺柱、第一螺母、第一螺钉和螺母，其中，所述双头螺柱一端连接底平板，中间光杆部分作为短轴出过投影仪转接板并与其构成转动副，另一端通过第一螺母拧紧限定轴向运动，该投影仪转接板可绕双头螺柱中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动投影仪转接板另一侧开设的圆弧槽上的第二螺母，使之与固定在底平板上的螺钉旋合，从而压紧固定投影仪转接板；所述工业相机调整结构包括相机转接板、第二双头螺柱、第三螺母、第二螺钉和第四螺母，其中，所述第二双头螺柱一端连接底平板，中间光杆部分作为短轴与相机转接板构成转动副，另一端通过第三螺母拧紧限定轴向运动，该相机转接板可绕双头螺柱中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动所述压紧相机转接板一侧开设的圆弧槽上的第四螺母，使之与固定在底平板上的第二螺钉旋合，从而压紧固定所述相机转接板。作为本技术的改进，所述视觉测量模块包括工业相机和投影仪，其分别设置在所述工业相机调整结构和微型投影仪调整结构上，用于实现结构光栅投影和图像采集。作为本技术的改进，所述牙模定位模块包括牙模固定单元和牙模位置调节单元，牙模固定单元用于将待测牙模固定在旋转台上，牙模位置调节单元用于改变旋转台位置，从而调整牙模姿态。作为本技术的改进，所述牙模固定单元包括旋转台、滑块夹具和弹性橡胶压块，其中，滑块夹具与弹性橡胶压块间通过胶水粘合，放置好牙模后，滑块夹具可通过旋转台上开的直槽调节位置，直至弹性橡胶压块对牙模的弹性压力可以固定牙模，然后拧动螺钉压紧旋转台，使之固定。作为本技术的改进，所述牙模位置调节单元包括翻转调节结构和水平旋转调节结构，其中，翻转调节结构上的连接板通过螺钉连接水平旋转调节结构中的上支板，在连接板与上支板间设置有肋板，该肋板通过螺钉连接上支板，通过螺钉连接连接板，翻转调节结构和水平旋转调节结构共同完成旋转台的两自由度旋转。作为本技术的改进，所述翻转调节结构包括动力部分，传动部分，支撑部分和连接部分，其中，所述动力部分包括翻转步进电机，所述传动部分包括联轴器、连接短轴、导向轴支座和固定在该导向轴支座上的连接板，所述支撑部分包括电机固定板、定位带座轴承、上压板、支承板和支承底板，所述支承底板通过螺钉与光路调整模块中的底座连接，所述支承板一端固定在该支承底板上，所述支承板另一端通过螺钉固定有上压板，所述翻转步进电机通过联轴器将扭矩传递给被所述定位带座轴承支承的连接短轴，进而带动导向轴支座及连接板的旋转，从而带动固定在该连接板上的旋转台旋转，实现翻转调节。作为本技术的改进，所述水平旋转调节结构包括动力单元，传动单元，支撑单元和连接单元，其中，所述动力单元包括水平步进电机，传动单元包括联轴器、连接短轴和上平托，旋转台通过螺钉与上平托固连，支撑单元包括电机接台和上支板，所述电机接台一端通过螺钉与步进电机连接，另一端通过螺钉连接翻转调节机构上的上支板，水平步进电机通过联轴器将扭矩传递给连接短轴，进而带动上平托及旋转台的旋转，从而实现旋转台的水平旋转调节。本技术中，所述竖直平面位置调整单元利用水平导向轴与竖直导向轴和导向轴支座或支柱固定夹通孔间的配合，实现水平与竖直方向上的滑动，实现位置调整，位置确定后，再拧动锁紧螺钉，使之固定。本技术中，所述角度调整单元由微型投影仪调整结构和工业相机调整结构组成。本技术中，所述微型投影仪调整结构通过投影仪转接板一侧的通孔实现绕短轴旋转调整角度，位置确定后，再拧动螺钉压紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，用于对牙颌模型进行三维扫描测量，以获得牙齿三维模型，其特征在于，该设备包括光路调整模块（11）、牙模定位模块（12）和视觉测量模块（14），其中，所述视觉测量模块（14）用于对牙颌模型进行光扫描测量，其设置在所述光路调整模块（11）上并可通过该光路调整模块（11）对所述视觉测量模块（14）的光路进行调整，所述牙颌模型设置在所述牙模定位模块（12）上，并通过该牙模定位模块（12）进行定位和调整，从而以配合所述视觉测量模块（14）实现对该牙颌模型的三维扫描测量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹周平，段培虎，陈奕君，张兆坤，胡凯，李茂源，马东，韩克平，朱钦淼，朱晓辉，郑世娇，潘卫进，梅爽，曾文娟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42