一种基于大数据的牙科的自动填充装置及控制方法与流程

1.本发明涉及牙科领域，尤其涉及一种基于大数据的牙科的自动填充装置及控制方法。


背景技术：

2.口腔种植技术是修复牙列缺损及牙列缺失的有效手段之一，尤其是在临床实际操作中，作为临床常见口腔类疾病之一，牙体牙髓疾病的发病率呈逐年递增趋势，以咀嚼疼痛、牙根疼痛及牙齿疼痛为典型临床表现，直接影响患者生活质量及正常口腔功能。在现有的技术中，大多数还是需要使用人工通过填充装置来完成对患者的牙齿进行填充，在此过程中，医生们需要长时间操作，工作强度较高，而且人为操作存在较高的失误率，万一失误不仅会给患者带来较为不好的治疗体验，还有可能填充装置温度过高造成骨组织不可逆转地被破坏，影响治疗效果。而且，在人类口腔这种狭小、半封闭空间里,手工进行大量重复、费力的微细操作,人眼视觉偏差、人手定位控制误差很难避免,导致临床牙体预备精度差、效率较低。


技术实现要素：

3.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于大数据的牙科的自动填充装置及控制方法。旨在补充牙洞时，在进行自动化一体化运行，代替人工填充，使得更精确进行填充，提供更好用户的体验。
4.为达上述目的，本发明采用的技术方案为：
5.本发明第一方面提供了一种基于大数据的牙科的自动填充装置，包括固定部件、摆动装置、填充装置；
6.所述固定部件包括固定套，所述固定套顶部设置有凹槽，底部位置设置有沟槽，所述凹槽两侧均设置若干第一气缸，所述第一气缸呈相同的间隔分布于所述固定套的顶部；
7.所述摆动装置包括导杆，所述导杆一端与连接套配合，另一端与第二气缸连接，所述连接套与驱动电机的输出端配合，所述第二气缸连接伸缩杆，所述伸缩杆与填充装置连接。
8.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述填充装置分为三个区域，第一区域为储存室，第二区域为送料部，第三区域为出料部位。
9.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第一气缸的输出端均连接贴合块，所述贴合块与凹槽侧面形成的区域设置软垫。
10.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述储存室设置有推杆，所述推杆的一端与储存室的出口进行滑动配合，另一端与第三气缸进行固定配合。
11.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述送料部设置有第一管体与第二管体的双管结构，第一管体设置于第二管体的内侧，第一管体与第二管体形成的间隙通入气体，所述气体由气管通入，所述气管设置于填充装置的侧部。
12.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述出料部位包括螺旋叶与出料口，储存室中的填充料由螺旋叶带动旋转从出料口中流出。
13.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第二气缸设置于所述固定套的内部且所述填充装置在所述固定套的沟槽内做运动。
14.本发明第二方面提供了一种基于大数据的牙科的自动填充装置的控制方法，应用于任一所述的基于大数据的牙科的自动填充装置，其中包括以下步骤：
15.获取人体口腔牙齿的形状信息；
16.通过分析所述人体口腔牙齿的形状信息建立牙齿的三维模型，生成模型信息；
17.根据所述模型信息计算牙齿之间的咬合部位的咬合信息，得出预设信息；
18.将实际的填充信息与预设信息对比，得出偏差率；
19.判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
20.若大于，则生成补偿信息；
21.将所述补偿信息传输至抛磨终端。
22.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，还包括以下步骤：
23.获取牙齿中牙洞的形状信息；
24.根据所述牙齿中牙洞的形状信息建立牙洞三维模型，生成模型信息；
25.通过分析所述三维模型计算出填充牙洞缺口的填充量，得出填充量信息；
26.根据所述填充量信息确定摆动装置的运动轨迹，生成轨迹信息；
27.利用所述轨迹信息建立填充时的运动模型，生成模型信息；
28.摆动装置按照所述模型信息进行运动。
29.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的咬合信息包括牙齿的长度、宽度、高度、咬合处的咬合面积一种或多种以上的组合。
30.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
31.(1)利用贴合块上设置的压力传感器根据牙齿在贴合块的压力分布情况，从而通过多个方位的面积的结合来建立牙齿的三维模型，得出牙齿咬合时的咬合信息如咬合的面积、咬合点在三维空间中的坐标，从而使得填充时更加准确，提高工作效率。
32.(2)通过气缸连接贴合块，而贴合块设置的材料为硅胶，不仅为装置运行提供基础，而且可以适应不同用户的口腔模型进行随意变换，以及固定时不伤害牙齿，给用户更好的体验效果。
33.(3)利用填充装置上安装的摄像头，利用光谱技术，根据不同色光反射的影像从而建立牙洞的三维模型，整个装置而言，自动化程度高，代替人工肉眼观察填充，填充更加准确，提升用户体验。
34.(4)填充装置始终在固定套的沟槽内部运行，无论用户头部如何移动，都是始终以某个点(驱动电机的中心点、整个装置的中心点)为基准点，一方面避免头部移动产生不好的治疗效果，另一方面可在多个方向进行移动，为填充牙洞增加运行基础。
35.(5)本装置既可用于自动填充口腔上部的牙齿，又可自动填充口腔下部的牙齿，具备全能性使用，而且固定装置在使用时，减轻了用户使用此装置时的劳累程度。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
37.图1示出了装置的整体结构示意图；
38.图2示出了固定部件的结构示意图；
39.图3示出了摆动装置的结构示意图；
40.图4示出了填充装置的结构示意图；
41.图5示出了获取牙齿形状的方法流程图；
42.图6示出了获取填充量的具体方法流程图；
43.图中：
44.1.固定部件，2.摆动装置，3.填充装置，101.固定套，102.第一气缸，103.贴合块，201.导杆，202.连接套，203.第二气缸，204.驱动电机，205.伸缩杆，301.储存室，302.送料部，303.出料部位，3011.推杆，3012.第三气缸，3021.第一管体，3022.第二管体，3023.气管，3031.螺旋叶，3032.夹头。
具体实施方式
45.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
47.在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
48.实施例一：
49.如图1、图2、图3、图4所示，
50.一种基于大数据的牙科的自动填充装置，包括固定部件1、摆动装置2、填充装置3；
51.所述摆动装置2包括导杆201，所述导杆201一端与连接套202配合，另一端与第二气缸203连接，所述连接套202与驱动电机204的输出端配合，所述第二气缸203连接伸缩杆205，所述伸缩杆205与填充装置3连接。在装置进行工作时，利用第二气缸203可带动填充装置进行转动角度，固定套101的沟槽内为工作区域，通过第二气缸带动伸缩杆205，使得填充装置205在伸缩杆205的轴向方向上进行运动，利用结合的运动即可达到多方位移动的效果，而且此方式设置简单。在本装置的使用过程中，采集到的用户数据(如牙洞的深度、牙洞
宽度)一方面影响着填充装置3的填充头的位置、摆动装置2的驱动电机的旋转角度及第二气缸203的伸长度；另一方面用户数据(如用户的口腔模型)直接影响第一气缸的伸长度，通过改变第一气缸的伸长度来根据适应不同的形状的口腔来进行固定用户的一侧牙齿。
52.所述填充装置3分为三个区域，第一区域为储存室301，第二区域为送料部302，第三区域为出料部位303。需要说明的是，填充装置的顶部为储存室301，此区域为填充材料的存放室，在不需要使用时可随时进行拆卸，中间区域为送料部302，此部位亦可称为恒温部，因装置在工作时亦产生热量，利用气体进行降温，使得在使用过程中，避免热量传递至固定套101上，从而在填充程中，始终保持一个安全的温度值。底部区域为出料部位303，填充料通过螺旋叶将填充材料带出，利用旋转运动始终能使填充材料从出料口中挤出，从而能够避免堵塞出口。另一方面，出料部位303与送料部302的配合为滑动配合，可随时更换，而且可以随时更换为钻头，利用内部的夹头进行旋转运动，不但具备填充功能，还具备钻取功能。填充装置上安装有摄像头，利用光谱技术，根据不同色光反射的影像从而建立牙洞的三维模型，整个装置而言，自动化程度高，代替人工肉眼观察填充，填充更加准确，提升用户体验。
53.所述固定部件1包括固定套101，所述固定套101顶部设置有凹槽，底部位置设置有沟槽，所述凹槽两侧均设置若干第一气缸102，所述第一气缸101呈相同的间隔分布于所述固定套1的顶部；所述第一气缸101的输出端均连接贴合块103，所述贴合块103与凹槽侧面形成的区域设置软垫。在使用过程中，利用贴合块上设置的压力传感器根据牙齿在贴合块的压力分布情况，从而通过多个方位的面积的结合来建立牙齿的三维模型，得出牙齿咬合时的咬合信息如咬合的面积、咬合点在三维空间中的坐标，从而使得填充时更加准确，提高工作效率。而且利用贴合块的材料设置为一层硅胶，一方面第一气缸101推动贴合块103，在贴合牙齿时，并不会伤害牙齿，而且利用压力传感器每次都设置一个压力阀值，此压力阀值可以根据用户口腔的牙齿形状来控制气缸的推动长度，一方面提供固定的基础，另一方面进到保护的牙齿的效果。而且在用户使用时，在穿戴此设备时，不受人们的头部转动或者移动等情况下的影响。而且所述贴合块103与凹槽侧面形成的区域设置软垫，而软垫的材料可设置一层具有弹性的材料，一方面可以增大摩擦力，另一方面提升固定效果，给用户更好的使用体验，在治疗过程中起缓冲作用进而保护牙齿。设置沟槽，一方面隔绝脸部的肌肉与牙齿外表面进行贴合，另一方面提供填充装置的运行空间。
54.所述储存室301设置有推杆3011，所述推杆3011的一端与储存室301的出口进行滑动配合，另一端与第三气缸3012进行固定配合。填充材料被储存室中的第三气缸3012将推杆3011推出，而且所述推杆3011的一端与储存室301的出口为滑动配合，此储存室301可随时进行拆卸，如当填充材料用完时、需要定期清理储存室时等情况。
55.所述送料部302设置有第一管体3021与第二管体3022的双管结构，第一管体3021设置于第二管体3022的内侧，第一管体3021与第二管体3022形成的间隙通入气体，所述气体由气管3023通入，所述气管3023设置于填充装置3的侧部。在间隙的区域内设置有温度传感器，利用通入气体，一方面进而改变工作时的温度，另一方面还具备保持装置工作时的恒温的效果，避免填充装置在经受长时间工作时产生热量从而传递给固定套101，进一步提高安全性，通过外侧的气管中排出气体。所述的气管3023可以为一根或者多根，而且还需利用热气体进行对填充材料进入牙洞后进行固化，一边填充，一边可利用热气体的热量或者利
用光波的能量(安装激光发生器，光波自身存在能量，改变填充材料的温度，从而达到固化填充材料)影响出料口进行瞬间的热固化。不仅做到恒温效果，而且做到固化效果。
56.所述出料部位303包括螺旋叶3031与出料口，储存室301中的填充料由螺旋叶3031带动旋转从出料口中流出。
57.所述第二气缸203设置于所述固定套101的内部且所述填充装置3在所述固定套101的沟槽内做运动。
58.需要说明的是，此过程为填充口腔下部的牙齿时的过程。首先，先对用户的牙齿进行固定，用户的牙齿固定于固定套的凹槽内，用贴合块的材料设置为一层硅胶，一方面第一气缸101推动贴合块103，使得贴合块103进行贴合牙齿，在装置进行工作时，利用第二气缸203可带动填充装置进行转动角度，固定套101的沟槽内为工作区域，通过第二气缸带动伸缩杆205，使得填充装置205在伸缩杆205的轴向方向上进行运动。而且填装装置3的出料口处可进行升降运动，利用内部设置微型电机即可实现升降运动，从而使得在使用的过程中，利用填充装置3的升降运动来适应不同深度的牙洞。而且整个装置为放人口中固定，填充装置3在沟槽的空间内运动，在进行对牙齿内部填充，代替了肉眼对牙洞进行填充，自动化程度高，减轻了医生们的劳动。
59.实施例二：
60.需要说明的是，在需要填充上部的牙齿时，首先，先对用户下部的牙齿进行固定，将固定套101与填充口腔下部的牙齿时的方向相反的位置进项固定，用户的牙齿固定于固定套的凹槽内，用贴合块的材料设置为一层硅胶，一方面第一气缸101推动贴合块103，使得贴合块103进行贴合牙齿，在装置进行工作时，利用第二气缸203可带动填充装置进行转动角度，固定套101的沟槽内为工作区域，通过第二气缸带动伸缩杆205，使得填充装置205在伸缩杆205的轴向方向上进行运动。
61.实施例三：
62.图5示出了获取牙齿形状的方法流程图；
63.本发明第二方面提供了一种基于大数据的牙科的自动填充装置的控制方法，应用于任一所述的基于牙科的自动填充装置，其中包括以下步骤：
64.s102:获取人体口腔牙齿的形状信息；
65.s104:通过分析所述人体口腔牙齿的形状信息建立牙齿的三维模型，生成模型信息；
66.s106:根据所述模型信息计算牙齿之间的咬合部位的咬合信息，得出预设信息；
67.s108:将实际的填充信息与预设信息对比，得出偏差率；
68.s110:判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
69.s112:若大于，则生成补偿信息；
70.s114:将所述补偿信息传输至抛磨终端。
71.需要说明的是，首先利用贴合块上设置的压力传感器根据牙齿在贴合块的压力分布情况，通过前后两面的贴合块上的压力传感器以及沟槽内的压力传感器在控制系统上转换为图像，利用此图像来计算出前后牙齿、咬合牙齿的贴合面等多个面的投影面积以及实际面积，从而通过多个方位的面积的结合来建立牙齿的三维模型，得出牙齿咬合时的咬合信息如咬合的面积、咬合点在三维空间中的坐标。而且此过程结合了上部以及下部当中的
牙齿，从而根据上部(或者下部)的牙齿来建立下部(或者上部)的牙齿整体需要补充的模型，而且在填充的过程中，将实际上的填充量与预设的填充量对比，得出偏差率，在填充的过程中，实际的填充量可能与控制系统计算得出的填充量具备一定的偏差，但此偏差会影响用户的实际的填充效果以及填充后的牙齿的咬合效果。而此时还需进行判断偏差值是否在预定的范围之内，若是偏差值大于预定的偏差率阈值，此时生成一个补偿信息，利用装置更换钻头进行对填充多的地方进行抛磨，直至将牙齿之间的咬合达到预定的填充范围量。实际上，钻取牙孔的实际效果亦与此类似，钻取以及填充的过程，实际上为三维空间坐标的移动。
72.图6示出了获取填充量的具体方法流程图；
73.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，还包括以下步骤：
74.s202:获取牙齿中牙洞的形状信息；
75.s204:根据所述牙齿中牙洞的形状信息建立牙洞三维模型，生成模型信息；
76.s206:通过分析所述三维模型计算出填充牙洞缺口的填充量，得出填充量信息；
77.s208:根据所述填充量信息确定摆动装置的运动轨迹，生成轨迹信息；
78.s210:利用所述轨迹信息建立填充时的运动模型，生成模型信息；
79.s212:摆动装置按照所述模型信息进行运动。
80.需要说明的是，首先，利用填充装置上安装有摄像头或者光谱仪，利用光谱技术，处理系统(如云端服务器、电脑程序等)根据不同色光反射的影像从而建立牙洞的三维模型，此处中形状信息可也理解为，利用光谱成像的技术(波长长的光能够过滤波长短的光，如红光能够过滤其他可见光，从而识别出其余颜色层)牙洞中多个极限点的位置形成一个体积区域，而获取的像如牙齿外部黄色、牙洞内部的褐色、褐色等都可从中进行识别出，此体积区域为多个点组合而成的实际点，在此过程，增加判定牙洞是否进行需要扩钻钻牙洞(牙洞存在不规则的模型，计算此来使得填充材料能够有效地进入到牙洞之中；)，从而在进一步地计算牙洞缺口的填充量，并且根据填充量进行规划摆动装置的运动轨迹，如摆动装置摆动的角度，伸缩杆的伸缩长度，填充装置的升降运动的位移等，利用所述轨迹信息建立填充时的运动模型，生成模型信息，此模型信息可以理解为三维动画，而此三维动画实际上为空间坐标点的移动。摆动装置按照所述模型信息进行运动。
81.进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的咬合信息包括牙齿的长度、宽度、高度、咬合处的咬合面积一种或多种以上的组合。
82.需要说明的是，一方面利用贴合块上设置的压力传感器根据牙齿在贴合块的压力分布情况，从而通过多个方位的面积的结合来建立牙齿的三维模型，得出牙齿咬合时的咬合信息如咬合的面积、咬合点在三维空间中的坐标，从而使得填充时更加准确，提高工作效率。另一方面，通过气缸连接贴合块，而贴合块设置的材料为硅胶，不仅为装置运行提供基础，而且可以适应不同用户的口腔模型进行随意变换，以及固定时不伤害牙齿，给用户更好的体验效果。此外，利用填充装置上安装的摄像头，利用光谱技术，根据不同色光反射的影像从而建立牙洞的三维模型，整个装置而言，自动化程度高，代替人工肉眼观察填充，填充更加准确，提升用户体验。再一方面，填充装置始终在固定套的沟槽内部运行，无论用户头部如何移动，都是始终以某个点(驱动电机的中心点、整个装置的中心点)为基准点，一方面避免头部移动产生不好的治疗效果，另一方面可在多个方向进行移动，为填充牙洞增加运
行基础。最后，本装置既可用于自动填充口腔上部的牙齿，又可自动填充口腔下部的牙齿，具备全能性使用，而且固定装置在使用时，减轻了用户使用此装置时的劳累程度。
83.以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术。