本文關(guān)鍵詞：可獲取牙齒固有頻率的口腔正畸加速器的研究與開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 口腔正畸 正畸牙齒移動(dòng)速度 振動(dòng)載荷 固有頻率

【摘要】：口腔健康作為一個(gè)與人們生活息息相關(guān)的問(wèn)題,越來(lái)越受到關(guān)注和重視,口腔問(wèn)題的就診需求也在日益增加。在口腔正畸過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生固齒損失、牙根吸收等副作用,并且副作用大小與口腔正畸治療時(shí)間緊密相關(guān),因而加快正畸牙齒移動(dòng)速度、縮短正畸治療周期可以作為一種非常有效的減少副作用的措施。對(duì)正畸過(guò)程中的牙齒施加施加一定頻率和強(qiáng)度的振動(dòng)載荷可以加速正畸牙齒的移動(dòng)速度,即縮短正畸治療周期,該方法易于實(shí)施,且對(duì)口腔組織沒(méi)有侵入性。振動(dòng)載荷的最佳頻率會(huì)和牙齒的固有頻率存在一定關(guān)系,測(cè)量牙齒固有頻率是研究這種相關(guān)性的重要前提。本文研發(fā)了一種口腔正畸加速器,可以對(duì)口腔中的不同牙齒分別施加振動(dòng)載荷,振動(dòng)載荷的頻率和振幅可以分別進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),此外,本文還對(duì)牙齒固有頻率的測(cè)量方法進(jìn)行了研究,選擇了通過(guò)分析敲擊牙齒時(shí)產(chǎn)生的聲音信號(hào)來(lái)獲取牙齒固有頻率的方法,并將該功能集成到口腔正畸加速器�？谇徽铀倨饔蓹C(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成,控制系統(tǒng)又分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了振幅與振頻可以分別進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),為了保證設(shè)計(jì)的可靠性,設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析和疲勞分析。硬件電路的設(shè)計(jì)包括最小系統(tǒng)、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、信息顯示模塊以及供電模塊,并具體分析了各部分電路的功能與工作原理。軟件設(shè)計(jì)部分以中斷控制原理為基礎(chǔ),完成了振動(dòng)頻率的控制、測(cè)量和顯示,此外,還對(duì)聲音信號(hào)的處理方法進(jìn)行了研究,應(yīng)用快速傅里葉變換對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,進(jìn)而獲得牙齒固有頻率。最后本文應(yīng)用口腔正畸加速器的樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),啟動(dòng)后可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),顯示屏可以實(shí)時(shí)顯示振動(dòng)頻率以及其他信息,振動(dòng)頻率和振幅可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié);此外,使用該口腔正畸加速器對(duì)上頜中切牙的固有頻率進(jìn)行測(cè)量,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比與分析,表明了測(cè)量結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性和可信度。
【關(guān)鍵詞】：口腔正畸 正畸牙齒移動(dòng)速度 振動(dòng)載荷 固有頻率
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R783.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析10-17
• 1.2.1 加速正畸牙齒移動(dòng)速度方法綜述10-12
• 1.2.2 振動(dòng)載荷加速正畸牙齒移動(dòng)速度發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 測(cè)量牙齒固有頻率發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀分析16-17
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 口腔正畸加速器機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-30
• 2.1 口腔正畸加速器設(shè)計(jì)要求18
• 2.2 口腔正畸加速器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維建模18-25
• 2.2.1 振動(dòng)產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)18-19
• 2.2.2 振幅大小調(diào)節(jié)模塊設(shè)計(jì)19-20
• 2.2.3 牙齒固有頻率獲取模塊設(shè)計(jì)20-23
• 2.2.4 其他輔助結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)23-25
• 2.3 口腔正畸加速器性能分析25-29
• 2.3.1 整機(jī)模態(tài)分析25-28
• 2.3.2 振動(dòng)桿疲勞壽命分析28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 口腔正畸加速器控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)30-41
• 3.1 口腔正畸加速器控制系統(tǒng)硬件電路整體性設(shè)計(jì)30
• 3.2 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-34
• 3.2.1 微處理器的選擇30-31
• 3.2.2 晶振選擇31-32
• 3.2.3 復(fù)位電路32
• 3.2.4 程序下載與供電方案32-34
• 3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊34-35
• 3.4 傳感器模塊35-37
• 3.4.1 光電傳感器電路35-36
• 3.4.2 聲音傳感器電路36-37
• 3.5 顯示模塊37-38
• 3.6 電源模塊38-39
• 3.7 控制系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)39-40
• 3.8 本章小結(jié)40-41
• 第4章 口腔正畸加速器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41-55
• 4.1 控制系統(tǒng)整體方案41-44
• 4.1.1 開發(fā)環(huán)境介紹41-42
• 4.1.2 程序總體架構(gòu)42-44
• 4.2 中斷控制系統(tǒng)44-53
• 4.2.1 向量中斷控制器與外部中斷/事件控制器44-47
• 4.2.2 振動(dòng)頻率控制47-48
• 4.2.3 振動(dòng)頻率測(cè)量48-49
• 4.2.4 聲音信號(hào)處理49-53
• 4.3 顯示界面控制53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 樣機(jī)開發(fā)與實(shí)驗(yàn)研究55-69
• 5.1 樣機(jī)開發(fā)55-56
• 5.2 仿真實(shí)驗(yàn)56-60
• 5.2.1 正畸牙齒有限元模型的建立56-59
• 5.2.2 正畸牙齒的模態(tài)分析59-60
• 5.3 牙齒固有頻率實(shí)測(cè)60-67
• 5.3.1 校準(zhǔn)測(cè)試60-64
• 5.3.2 已知固有頻率剛體實(shí)測(cè)64-66
• 5.3.3 牙齒固有頻率實(shí)測(cè)66-67
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果74-76
• 致謝76

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