本發(fā)明公開了一種六自由度咀嚼力控制與監(jiān)測系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無法監(jiān)測控制咀嚼過程中牙齒各部位的受力情況而導(dǎo)致咀嚼模擬的準(zhǔn)確率低進(jìn)而導(dǎo)致咀嚼模擬結(jié)果可信度低的問題，本發(fā)明通過實(shí)現(xiàn)下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，以及上頜安裝平臺(tái)的上下移動(dòng)，更加準(zhǔn)確的模擬了人類口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測控制咀嚼過程中牙齒各部位的受力情況而提高了咀嚼模擬的準(zhǔn)確率進(jìn)而使得咀嚼牙科檢測的結(jié)果可信度高；本申請(qǐng)適用于并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

1.一種六自由度咀嚼力控制與監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于，包括：靜平臺(tái)(I)、設(shè)置在靜平臺(tái)(I)上方的下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(III)、用于驅(qū)動(dòng)下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(III)實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(II)、與靜平臺(tái)(I)連接設(shè)置在下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(III)上方的上頜安裝平臺(tái)(9)、用于驅(qū)動(dòng)上頜安裝平臺(tái)(9)上下運(yùn)動(dòng)的加力裝置(IV)、用于控制驅(qū)動(dòng)裝置(II)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；所述驅(qū)動(dòng)裝置(II)包括結(jié)構(gòu)相同的六個(gè)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器包括舵機(jī)(6)、與舵機(jī)(6)相連的搖臂(7)、與搖臂(7)通過球副一(18)連接的連桿(8)，連桿(8)通過球副二(19)與下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(III)連接；所述靜平臺(tái)(I)包括下支撐板(1)、上支撐板(4)、用于支撐上支撐板(4)的上下平板支撐(3)，所述舵機(jī)(6)設(shè)置在下支撐板(1)上；所述加力裝置(IV)包括加力裝置固定平板(14)、設(shè)置在加力裝置固定平板(14)上的彈簧預(yù)緊螺栓(15)、通過彈簧頂蓋(13)與彈簧預(yù)緊螺栓(15)連接的彈簧(11)；所述彈簧預(yù)緊螺栓(15)用于調(diào)節(jié)彈簧(11)的伸縮長度來控制上頜安裝平臺(tái)(9)的上下移動(dòng)；所述加力裝置還包括貫穿加力裝置固定平板(14)和彈簧頂蓋(13)的彈簧頂板滑動(dòng)導(dǎo)軌(12)、用于限制上頜安裝平臺(tái)(9)上下滑動(dòng)的上頜平臺(tái)滑動(dòng)導(dǎo)軌(10)；所述彈簧預(yù)緊螺栓(15)用于調(diào)節(jié)彈簧(11)在彈簧頂板滑動(dòng)導(dǎo)軌(12)內(nèi)伸縮，所述上頜安裝平臺(tái)(9)隨著彈簧的伸縮在上頜平臺(tái)滑動(dòng)導(dǎo)軌(10)內(nèi)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)；所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括上位機(jī)(22)，控制板(21)，與控制板連接的驅(qū)動(dòng)器(20)、陀螺儀(23)和壓力傳感器(26)，其中控制板(21)內(nèi)嵌主控芯片、串口通信模塊和ADC模塊；所述壓力傳感器(26)用于采集上頜(25)和下頜(24)咀嚼運(yùn)動(dòng)時(shí)牙齒模型上的受力信號(hào)；所述陀螺儀采集下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位姿信號(hào)；所述ADC模塊將接收到壓力傳感器(26)發(fā)送的受力信號(hào)轉(zhuǎn)化成受力數(shù)字信號(hào)，將接收到陀螺儀(23)發(fā)送的位姿信號(hào)轉(zhuǎn)化成位姿數(shù)字信號(hào)；所述主控芯片內(nèi)嵌運(yùn)動(dòng)控制程序，接收ADC模塊發(fā)送的受力數(shù)字信號(hào)和位姿數(shù)字信號(hào)；所述主控芯片將接收到的受力數(shù)字信號(hào)和位姿數(shù)字信號(hào)通過串口通信模塊發(fā)送至上位機(jī)；所述上位機(jī)(22)包含控制界面和壓力數(shù)據(jù)處理界面，其中控制界面內(nèi)嵌基于MATLAB的反解腳本程序，可將選擇的控制參數(shù)反解為驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)所需的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，壓力數(shù)據(jù)處理界面將接收到主控芯片發(fā)送的受力數(shù)字信號(hào)和位姿數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)曲線；所述主控芯片通過串口通信模塊接收上位機(jī)發(fā)送的運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)器(20)接收主控芯片發(fā)送的控制信號(hào)完成下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；所述上下平板支撐的數(shù)量為三根，呈圓周均勻分布于下支撐板和上支撐板之間，兩端分別與下支撐板和上支撐板通過扁平頭螺栓固定連接；六個(gè)舵機(jī)支架兩個(gè)一組，三組呈圓周均勻分布于下支撐板上，舵機(jī)支架上有孔，通過扁平頭螺栓和螺母，與下支撐板相連，設(shè)置有三個(gè)加力裝置支撐呈圓周均勻分布于上支撐板上，兩頭分別與上支撐板和加力裝置固定平板通過扁平頭螺栓固定連接，下支撐板用于承載整個(gè)系統(tǒng)的重量，而上支撐板用于支撐加力裝置的重量；所述驅(qū)動(dòng)器，包括舵機(jī)、搖臂、連桿、球副一和球副二；舵機(jī)固定在舵機(jī)支架上，搖臂與舵機(jī)相連；連桿兩端帶有螺紋，分別連接球副一和球副二，長度可通過螺紋調(diào)節(jié)；搖臂上有螺紋孔，通過圓頭十字螺栓連接球副一和搖臂；所述上頜平臺(tái)滑動(dòng)導(dǎo)軌的數(shù)量為三，位于上頜安裝平臺(tái)和加力裝置固定平板之間，上頜平臺(tái)滑動(dòng)導(dǎo)軌上端有螺紋孔，通過扁平頭螺栓和加力裝置固定平板相連，下端有螺紋，通過螺母和上頜安裝平臺(tái)連接；上頜安裝平臺(tái)上有三個(gè)孔，孔和上頜平臺(tái)滑動(dòng)導(dǎo)軌間隙配合，使得上頜安裝平臺(tái)可沿上頜平臺(tái)滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)；彈簧頂蓋位于上頜安裝平臺(tái)和加力裝置固定平板之間，兩側(cè)有孔，兩根彈簧頂板滑動(dòng)導(dǎo)軌兩端有螺紋，穿過彈簧頂蓋兩側(cè)的孔，上端與加力裝置固定平板上的螺紋孔相連，下端通過螺母固定于上支撐板，彈簧頂蓋和彈簧頂板滑動(dòng)導(dǎo)軌間隙配合，使得彈簧頂蓋能沿彈簧頂板滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)；加力裝置固定平板中間有螺紋孔，與彈簧預(yù)緊螺栓相配合，彈簧預(yù)緊螺栓穿過加力裝置固定板中間的螺紋孔，末端頂著彈簧頂蓋上的凹槽，彈簧位于彈簧頂蓋和上頜安裝平臺(tái)之間，上端支撐著彈簧頂蓋，下端給予上頜安裝平臺(tái)向下的推力；下頜運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括下頜安裝平臺(tái)和球副安裝桿，下頜安裝平臺(tái)底部中空，六個(gè)球副安裝桿兩個(gè)一組，三組球副安裝桿呈圓周均勻分布于下頜安裝平臺(tái)的三側(cè)，并通過內(nèi)六角螺栓固定在下頜安裝平臺(tái)上，球副安裝桿與驅(qū)動(dòng)裝置的球副二相連，球副安裝桿末端有螺紋，通過螺母將球副二固定在球副安裝桿上。