一种多牙尖牙齿的仿生装置的制作方法

1.本实用新型涉及牙齿仿生装置技术领域，尤其是指一种多牙尖牙齿的仿生装置。


背景技术：

2.体外人工口腔机器主要用于模拟人体口腔咀嚼食物的过程，测试牙齿咀嚼食物的效率。目前体外人工口腔机器咀嚼食物时使用的一般是仿生牙，通常仿生牙以近似人类牙齿为主。当前仿生牙为4个牙尖，在使用仿生牙咀嚼食物时需要更长的咀嚼时间，且当前仿生牙的牙尖不够尖锐，因此需要更大的咀嚼力才能将食物嚼碎。


技术实现要素：

3.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种多牙尖牙齿的仿生装置，能够降低咀嚼时间，提高咀嚼效率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多牙尖牙齿的仿生装置，包括：下颚构件，所述下颚构件一侧设有第一多牙尖牙齿，所述第一多牙尖牙齿的咀嚼侧设有至少5个牙尖，所述牙尖呈棱台状；上颚构件，所述上颚构件能够升降，且所述上颚构件接近下颚构件的一侧设有第二多牙尖牙齿，所述第二多牙尖牙齿与第一多牙尖牙齿位置对应。
5.在本实用新型的一个实施例中，所述牙尖平行设置有多列，相邻两列的所述牙尖之间设有凹陷的弧状凹槽。
6.在本实用新型的一个实施例中，单列设有多个所述牙尖，相邻所述牙尖之间的连接位置呈凹陷的弧状。
7.在本实用新型的一个实施例中，所述第一多牙尖牙齿呈纵向设置，且所述凹槽中心线位于同一直线上。
8.在本实用新型的一个实施例中，所述下颚构件远离第一多牙尖牙齿的一侧设有底座，所述底座包括底板，所述底板上垂直环绕设有侧壁，所述侧壁内侧形成咀嚼腔，所述侧壁上设有第一开口，所述下颚构件能够由第一开口进入咀嚼腔内。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述下颚构件上设有挡块，所述第一开口高度高于挡块顶端，且所述第一开口对侧的侧壁上设有第二开口，所述第二开口高度低于挡块顶端。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述上颚构件远离第二多牙尖牙齿的一侧设有唾液注射构件，所述唾液注射构件包括与上颚构件连通的出液孔以及与出液孔连通的注液孔。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述上颚构件安装所述第二多牙尖牙齿的一侧设有凸肋，所述凸肋端部设有第一安装槽，所述第一安装槽用于安装所述第二多牙尖牙齿，且所述第一安装槽宽度大于第二多牙尖牙齿宽度。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述上颚组件对应出液孔的位置设有第一通孔，所述第一通孔与出液孔连通，且所述第一通孔与第一安装槽底部连通。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述第二多牙尖牙齿与第一安装槽的侧壁间存在间隙，所述第一通孔位于间隙底部。
14.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
15.本实用新型所述的一种多牙尖牙齿的仿生装置，通过第一多牙尖牙齿和第二多牙尖牙齿皆设计为六牙尖的方式，相较于仿生牙牙尖数量更多，且牙尖采用突出的棱台状，相较于仿生牙牙尖更尖锐，使多牙尖牙齿咀嚼食物时需要时间更短，且所需咀嚼力更小，咀嚼效率更高；通过相邻两列牙尖之间的弧状凹槽以及相邻两个牙尖之间的连接位置呈凹陷的弧状，使食物不易残留，且容易清理。
附图说明
16.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
17.图1是本实用新型一种多牙尖牙齿的仿生装置结构示意图；
18.图2是图1中下颚构件结构示意图；
19.图3是图1中第一多牙尖牙齿结构示意图；
20.图4是图1中底座结构示意图；
21.图5是图1中上颚构件的俯视结构示意图；
22.图6是图1中上颚构件的仰视结构示意图；
23.图7是图1中唾液注射构件结构示意图；
24.图8是咀嚼大米实验的累计粒径分布图；
25.图9是咀嚼花生实验的累计粒径分布图；
26.图10是咀嚼胡萝卜实验的累计粒径分布图。
27.说明书附图标记说明：1、底座；2、下颚构件；3、上颚构件；4、唾液注射构件；5、第一多牙尖牙齿；6、第二多牙尖牙齿；11、底板；12、侧壁；13、第一开口；14、第二开口；15、出料口；16、进料口；21、倾斜面；22、挡块；31、第一通孔；32、凸肋；33、第一安装槽；41、注液孔；42、出液孔；51、牙尖；52、凹槽。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
29.参照图1所示，本实用新型的一种多牙尖牙齿的仿生装置，包括：下颚构件2，所述下颚构件2一侧设有第一多牙尖牙齿5，所述第一多牙尖牙齿5的咀嚼侧设有至少5个牙尖51，所述牙尖51呈棱台状；上颚构件3，所述上颚构件3能够升降，且所述上颚构件3接近下颚构件2的一侧设有第二多牙尖牙齿6，所述第二多牙尖牙齿6与第一多牙尖牙齿5位置对应。
30.本实用新型的一种多牙尖牙齿的仿生装置，通过上颚构件3的升降，从而使第二多牙尖牙齿6升降，模拟咀嚼过程。由于第一多牙尖牙齿5的咀嚼侧设有至少5个牙尖51，多于仿生牙的4个牙尖，在使用多牙尖牙齿咀嚼时需要时间更短，牙尖51呈棱台状，相比仿生牙的牙尖形状更加尖锐，因此所需咀嚼力更小，咀嚼效率更高。
31.参照图2所示，下颚构件2整体呈板状。下颚构件2上侧纵向平行设置有两列第二安
装槽，第二安装槽底部设有螺纹孔，第一多牙尖牙齿5通过螺丝固定于第二安装槽内。一种实施例中，第一多牙尖牙齿5也可通过胶水与第二安装槽固定。第一下颚构件2的上侧边缘位置还对称设置有挡块22。下颚构件2与底板11垂直且接近挡块22的一侧呈向外伸出的倾斜面21，使下颚构件2底面长度多于上表面长度。
32.参照图3所示，第一多牙尖牙齿5的咀嚼侧共设有6个牙尖51，牙尖51呈向上凸出的棱台状，且棱台外侧面与底面的夹角较大，从而使棱台状牙尖51相较于仿生牙牙尖更尖锐。单个第一多牙尖牙齿5的咀嚼侧平行设有两列牙尖51，且单列共设有3个牙尖51。相邻两列牙尖51之间设有凹陷的弧状凹槽52，且单列相邻两个牙尖51之间的连接位置呈凹陷的弧状，弧状凹槽52和连接位置不易残留食物残渣，且容易清理。单列第二安装槽呈纵向排列，从而使第一多牙尖牙齿5呈纵向排列设置，且牙尖51呈纵向排列有两列，凹槽52中心线位于同一纵向直线上。
33.参照图4所示，底座1包括底板11以及垂直环绕固定于底板11上的侧壁12。底板11上表面两侧位置设有多个沉头孔，用于底板11与外部固定。底板11下表面中间位置设有多个沉头孔，用于底板11与下颚构件2的固定。下颚构件2底部设有多个螺纹孔，使下颚构件2的安装位置可调节。侧壁12包括前、后、左、右4个方向的侧壁12,且侧壁12内侧形成咀嚼腔。前侧壁12底部设有第一开口13，第一开口13呈矩形，第一开口13与下颚构件2相配合，且第一开口13高度高于挡块22顶端，使下颚构件2能够完整由第一开口13进入咀嚼腔内。第一开口13对侧的侧壁12上设有第二开口14，第二开口14高度低于挡块22顶端，但高于下颚构件2厚度，使下颚构件2上挡块22对侧能由第二开口14伸出侧壁12。前后两侧的侧壁12上分别设有出料口15和进料口16，出料口15与第一开口13连通，进料口16与第二开口14连通。在实验开始前，食物可由进料口16放入咀嚼腔内，实验结束后，食物颗粒可从出料口15清理至咀嚼腔外并通过倾斜面21滑下。一种实施例中，左右两侧的侧壁12上还设有圆形的安装孔，底座1外侧对应安装孔的位置设有气缸，气缸的伸缩杆通过安装孔伸入咀嚼腔内，伸缩杆端部设有挡板，挡板能够在咀嚼腔内移动。也可以在安装孔外设置电机，电机输出端连接有丝杠，丝杠上的活动螺母连接有向咀嚼腔方向伸出的连接杆，连接杆穿过安装孔并与咀嚼腔内的挡板连接，从而使挡板也能够在咀嚼腔内移动。在进行咀嚼实验时，挡板可以把食物推向牙齿侧，模拟人体舌头的活动。挡块22的设置能够防止下颚构件2在安装时意外从对侧掉落掉落，且能防止下颚构件2安装方向错误。第二开口14的设置，使下颚构件2上安装不同牙齿时，下颚构件2安装在底板11上的位置不同，下颚构件2能够灵活调整安装位置。下颚构件2倾斜面21的设置，使下颚构件2与第一开口13上侧内壁间留有空隙，更方便取出下颚构件2。
34.参照图5和图6所示，上颚构件3上侧的左右边缘位置设有凸起，凸起用于安装唾液注射构件4时，对唾液注射构件4固定，防止唾液注射构件4晃动。相对于凸起内侧的位置设有沉头孔，沉头孔用于固定第二多牙尖牙齿6。相对于凸起内侧的位置设有第一通孔31，第一通孔31纵向贯穿上颚构件3。相对于第一通孔31内侧的位置设有螺纹通孔，螺纹通孔用于上颚构件3与唾液注射构件4连接。上颚构件3下侧的左右边缘位置设有凸肋32，凸肋32下侧设有第一安装槽33，且第一安装槽33宽度大于第二多牙尖牙齿6宽度，第一安装槽33底部与上颚构件3上侧的沉头孔连通，第二多牙尖牙齿6通过螺丝安装于第一安装槽33内。第一通孔31与第一安装槽33底部靠近上颚构件3中轴线的一侧连通，第二多牙尖牙齿6安装于第一安装槽33靠近上颚构件3外侧的位置，从而使第二多牙尖牙齿6与第一安装槽33侧壁12间存
在间隙，第一通孔31通过间隙与外部连通。第二多牙尖牙齿6的结构与第一多牙尖牙齿5的安装位置对应，且结构与第一多牙尖牙齿5相同，不再赘述。
35.参照图7所示，唾液注射构件4的下侧边缘位置设有多个出液孔42，第一通孔31位置与出液孔42对应，使出液孔42与第一通孔31连通。唾液注射构件4的下侧中间位置设有螺纹孔，该螺纹孔与上颚构件3的螺纹通孔通过螺丝连接。唾液注射构件4侧壁12上设有注液孔41，注液孔41与出液孔42连通。外部通过管道将唾液注入注液孔41，并经过出液孔42和第一通孔31，最终从第二多牙尖牙齿6与第一安装槽33侧壁12间的间隙流出。唾液注射构件4上侧设有升降装置，升降装置采用电机与丝杠配合连接，丝杠的活动螺母配合安装有向下伸出的连接板，连接板底部与唾液注射构件4连接，电机带动活动螺母移动，从而使唾液注射构件4能够上下移动。
36.使用时，首先把第一多牙尖牙齿5安装于下颚构件2的第二安装槽内，把第二多牙尖牙齿6安装于上颚构件3上凸肋32的第一安装槽33内；然后把下颚构件2安装于底板11上，上颚构件3安装于唾液注射构件4下侧，并调整下颚构件2位置，使第一多牙尖牙齿5与第二多牙尖牙齿6位置对应；然后在咀嚼腔内放入食物，唾液注射构件4与上颚构件3一同升降，使食物嚼碎，同时外部通过管道将唾液注入注液孔41，并经过出液孔42和第一通孔31，最终从第二多牙尖牙齿6与第一安装槽33侧壁12间的间隙流出，使唾液与食物混合；在咀嚼中途，通过挡板推动食物向两侧移动，使咀嚼更充分。
37.通过一种多牙尖牙齿的仿生装置对大米、花生和胡萝卜进行咀嚼实验，并以仿生牙进行对照实验。
38.对食物的处理方式：
39.大米：按照水和大米的比例为1.5:1，经过30分钟煮熟，每次实验取10g。
40.花生：花生采用微波炉高火处理3分钟，再去掉花生红色外皮，每次实验取6g。
41.胡萝卜：新鲜胡萝卜切成1立方厘米的胡萝卜丁，每次实验取6g。
42.对唾液流出速率的设置：
43.咀嚼大米实验时唾液流出速率设置为1.85ml/mi n。
44.咀嚼花生实验时唾液量设置为1.13ml/mi n。
45.咀嚼胡萝卜实验时唾液量设置为0.2ml/mi n。
46.挤压次数设置：
47.对大米的挤压次数设置为16次。
48.对花生的挤压次数设置为44次。
49.对胡萝卜的挤压次数设置为30次。
50.咀嚼力根据年轻人和老人的不同，设置为500n和250n。
51.咀嚼实验结束后，将咀嚼后收集到的食物颗粒进行湿筛分，筛分后把食物颗粒直径d分为4类，分别是食物颗粒直径d大于5mm，食物颗粒直径d小于5mm大于2mm，食物颗粒直径d小于2mm大于1mm，食物颗粒直径d小于1mm，分开后的样品放入称量瓶中，并在烘箱中采用105摄氏度进行烘干，测量干重，最后计算食物颗粒直径d大于5mm和食物颗粒直径d小于1mm的占比，其中食物颗粒直径d大于5mm以下称为大粒径，食物颗粒直径d小于1mm以下称为小粒径。每种类型的牙齿各进行三次重复实验，取平均值。
52.仿生牙和多牙尖牙齿咀嚼大米实验结果参见图8及下表所示：
53.仿生牙和多牙尖牙齿咀嚼大米实验的粒径占比差值表：
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小粒径占比大粒径占比仿生牙-250n48.74％8.57％仿生牙-500n54.11％6.94％多牙尖牙齿-250n55.12％4.29％多牙尖牙齿-500n59.80％3.36％
55.上述可知，多牙尖牙齿在相同的参数下，小粒径占比均高于仿生牙，大粒径占比均低于仿生牙，因此多牙尖牙齿的咀嚼效率高于仿生牙。
56.仿生牙和多牙尖牙齿咀嚼花生实验结果参见图9及下表所示：
57.仿生牙和多牙尖牙齿咀嚼花生实验的粒径占比差值表：
[0058] 小粒径占比大粒径占比仿生牙-250n45.97％6.28％仿生牙-500n53.66％2.24％多牙尖牙齿-250n56.90％0％多牙尖牙齿-500n61.62％0％
[0059]
上述可知，多牙尖牙齿在相同的参数下，小粒径占比均高于仿生牙，大粒径占比均低于仿生牙，因此多牙尖牙齿的咀嚼效率高于仿生牙。
[0060]
仿生牙和多牙尖牙齿咀嚼胡萝卜实验结果参见图10及下表所示：
[0061]
仿生牙和多牙尖牙齿咀嚼胡萝卜实验的粒径占比差值表：
[0062][0063][0064]
上述可知，多牙尖牙齿在相同的参数下，小粒径占比均高于仿生牙，大粒径占比均低于仿生牙，因此多牙尖牙齿的咀嚼效率高于仿生牙。
[0065]
通过上述实验结果可以看出，多牙尖牙齿的咀嚼效率普遍高于仿生牙的咀嚼效率。
[0066]
本实用新型的一种多牙尖牙齿的仿生装置，通过第一多牙尖牙齿5和第二多牙尖牙齿6皆设计为六牙尖51的方式，相较于仿生牙牙尖数量更多，且牙尖51采用突出的棱台状，相较于仿生牙牙尖更尖锐，使多牙尖牙齿咀嚼食物时需要时间更短，且所需咀嚼力更小，咀嚼效率更高；通过相邻两列牙尖51之间的弧状凹槽52以及相邻两个牙尖51之间的连接位置呈凹陷的弧状，使食物不易残留，且容易清理；通过设置唾液注射构件44，使咀嚼腔
内环境更接近人体咀嚼环境；通过多牙尖牙齿与仿生牙的对照实验，验证了多牙尖牙齿的咀嚼效率高于仿生牙的咀嚼效率。
[0067]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于，包括：下颚构件，所述下颚构件一侧设有第一多牙尖牙齿，所述第一多牙尖牙齿的咀嚼侧设有至少5个牙尖，所述牙尖呈棱台状；上颚构件，所述上颚构件能够升降，且所述上颚构件接近下颚构件的一侧设有第二多牙尖牙齿，所述第二多牙尖牙齿与第一多牙尖牙齿位置对应。2.根据权利要求1所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述牙尖平行设置有多列，相邻两列的所述牙尖之间设有凹陷的弧状凹槽。3.根据权利要求2所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：单列设有多个所述牙尖，相邻所述牙尖之间的连接位置呈凹陷的弧状。4.根据权利要求2所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述第一多牙尖牙齿呈纵向设置，且所述凹槽中心线位于同一直线上。5.根据权利要求1所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述下颚构件远离第一多牙尖牙齿的一侧设有底座，所述底座包括底板，所述底板上垂直环绕设有侧壁，所述侧壁内侧形成咀嚼腔，所述侧壁上设有第一开口，所述下颚构件能够由第一开口进入咀嚼腔内。6.根据权利要求5所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述下颚构件上设有挡块，所述第一开口高度高于挡块顶端，且所述第一开口对侧的侧壁上设有第二开口，所述第二开口高度低于挡块顶端。7.根据权利要求1所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述上颚构件远离第二多牙尖牙齿的一侧设有唾液注射构件，所述唾液注射构件包括与上颚构件连通的出液孔以及与出液孔连通的注液孔。8.根据权利要求7所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述上颚构件安装所述第二多牙尖牙齿的一侧设有凸肋，所述凸肋端部设有第一安装槽，所述第一安装槽用于安装所述第二多牙尖牙齿，且所述第一安装槽宽度大于第二多牙尖牙齿宽度。9.根据权利要求8所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述上颚构件对应出液孔的位置设有第一通孔，所述第一通孔与出液孔连通，且所述第一通孔与第一安装槽底部连通。10.根据权利要求9所述的多牙尖牙齿的仿生装置，其特征在于：所述第二多牙尖牙齿与第一安装槽的侧壁间存在间隙，所述第一通孔位于间隙底部。

技术总结
本实用新型涉及一种多牙尖牙齿的仿生装置，包括：下颚构件，所述下颚构件一侧设有第一多牙尖牙齿，所述第一多牙尖牙齿的咀嚼侧设有至少5个牙尖，所述牙尖呈棱台状；上颚构件，所述上颚构件能够升降，且所述上颚构件接近下颚构件的一侧设有第二多牙尖牙齿，所述第二多牙尖牙齿与第一多牙尖牙齿位置对应。本实用新型一种多牙尖牙齿的仿生装置，能够降低咀嚼时间，提高咀嚼效率。提高咀嚼效率。提高咀嚼效率。


技术研发人员：陈晓东 吕博雅 廖振锴
受保护的技术使用者：晓东宜健（苏州）仪器设备有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/9/3