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牙种植备孔时先锋钻控制的研究

作　者: 王庆
导　师: 顾章愉
学　校: 复旦大学
专　业: 口腔临床医学
关键词: 牙种植先锋钻骨皮质骨松质有限元直流无刷电机霍尔传感器
分类号: R783.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

[目的]选择合适的牙种植备孔深度可以避免颌骨穿通以及由此带来的种植体暴露、神经受压等并发症的发生。目前决定牙种植备孔深度的方法主要依赖于影像学检查。但影像学检查既存在一定的失真,其测量结果也难以和临床实际操作结合起来。先锋钻是牙种植备孔时的初始钻头,本研究目的是通过控制先锋钻在颌骨内的钻孔深度来明确种植深度,避免颌骨穿通,以期为牙种植备孔深度提供简单实用又效果明确的指导作用。[材料和方法]在分析先锋钻工作原理和主要技术指标的基础上,应用ANSYS11软件构建先锋钻与颌骨的三维立体有限元模型。通过模拟先锋钻在颌骨内的钻削过程,分析先锋钻在骨松质内和到达骨松质与骨皮质界面时的受力变化。根据直流无刷电机的工作特点和控制原理,利用霍尔传感器在直流无刷电机中对转速的监测作用,设计一种信号比较装置,用以捕捉先锋钻的受力变化。[结果]三维有限元分析显示,当先锋钻在颌骨内做切削运动时,在骨松质内的受力与其到达骨松质和骨皮质交界面时有显著变化,其切削部分、导向部分的反切削力、反切削力矩等会明显增加。由于骨松质和骨皮质的弹性模量不同,先锋钻在钻削过程中,从松质骨进入皮质骨的瞬时,钻速反馈回路中的霍尔传感器的输出电压会发生相应的变化。中央处理器将霍尔传感器的输出信号与预先设定的数值比较,可以判断出先锋钻的受力变化,及时做出停止、反转等控制动作。[结论]通过有限元分析,验证了先锋钻在骨松质内和到达骨松质与骨皮质界面时的受力和力矩存在变化。利用这个变化,可以设计电机控制装置,实现先锋钻在钻削过程中到达该界面时的制动,就可以在种植备孔操作中精确测量颌骨种植床的可用骨量,选择合适种植备孔深度,避免颌骨穿孔等并发症的发生。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
引言  7-11
1 先锋钻的基本工作原理与主要技术指标  11-16
  1.1 先锋钻的形态结构  11-12
  1.2 影响先锋钻工作的主要因素  12-13
  1.3 先锋钻钻削的切削力和力矩特点  13-16
2 先锋钻受力的有限元分析  16-22
  2.1 钻削三维造型  17-18
  2.2 动态自适应网格  18
  2.3 模拟计算及分析  18-19
  2.4 节点数学模型的建立  19
  2.5 载荷的简化及计算  19-22
3 控制装置设计原理  22-30
  3.1 直流无刷电机的控制结构  22-23
  3.2 直流无刷电机的控制原理  23-25
  3.3 霍尔效应霍尔元件霍尔传感器  25-27
  3.4 控制原理与控制流程  27-30
4 全文小结  30-31
参考文献  31-32
致谢  32-33
在校期间发表文章  33-34

牙种植备孔时先锋钻控制的研究

内容摘要

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