本发明公开了一种激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置,该装置包括有电机驱动组件(1)、光路组件(2)和壳体组件(3)。光路组件(2)中采用了振镜(24)、凸透镜(25)和反射镜(26)实现对光路的转换。通过控制振镜(24)的两个自由度转动和凸透镜(25)一个自由度的移动,便能实现激光聚焦光斑相对于被切削牙齿有三个自由度的移动,其光学结构原理简单,光学元件空间线性分布,占用空间小,有利于整个装置的小型化。电机驱动组件(1)中采用直线电机与导杆的配合一方面驱动球面解耦机构(21)使振镜(24)完成两个自由度转动;另一方面驱动凸透镜架(23)使凸透镜(25)完成一个自由度的移动。该装置切削过程中无噪声,对牙齿临近组织伤害小,切削后牙齿表面光滑、微观特征好。
1.一种激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置,其特征在于:该装置包括有电机驱动组件(1)、光路组件(2)和壳体组件(3);在电机驱动组件(1)中的第一直线电机(1A)安装在第一电机座(1D)上,第一电机座(1D)固定在定位板(12F)上;第一直线电机(1A)、第一导杆(15A)的一端、第二导杆(15B)的一端分别安装在第一连接板(11A)上;第一导杆(15A)上套接有第一直线轴承(151A)、第二直线轴承(151B),第一直线轴承(151A)安装在第三直线轴承座(12C)上,第二直线轴承(151B)安装在第一直线轴承座(12A)上,第三直线轴承座(12C)与第一直线轴承座(12A)固定在定位板(12F)上;第二导杆(15B)上套接有第三直线轴承(151C)、第四直线轴承(151D),第三直线轴承(151C)安装在第四直线轴承座(12D)上,第四直线轴承(151D)安装在第二直线轴承座(12B)上,第四直线轴承座(12D)与第二直线轴承座(12B)固定在定位板(12F)上;第一导杆(15A)和第二导杆(15B)与直线轴承的配合能够使第一导杆(15A)和第二导杆(15B)在直线轴承中光滑地运动;第一光栅尺架(14A)垂直固定在第一连接板(11A)上,第一光栅尺架(14A)上贴有第一直线光栅传感器(13A)的光栅尺,第一直线光栅传感器(13A)通过第一L形座(141A)固定在定位板(12F)上,并与所述的光栅尺保持平行;在电机驱动组件(1)中的第二直线电机(1B)安装在第二电机座(1E)上,第二电机座(1E)固定在定位板(12F)上;第二直线电机(1B)安装在第二连接板(11B)上,第二连接板(11B)与第三连接板(11C)安装在一起,第四导杆(15D)的一端安装在第三连接板(11C)上;第四导杆(15D)上套接有第七直线轴承(151G)、第八直线轴承(151H),第七直线轴承(151G)、第八直线轴承(151H)安装在第五轴承座(12E)上,第五轴承座(12E)固定在定位板(12F)上;第四导杆(15D)与直线轴承的配合能够使第四导杆(15D)在直线轴承中光滑地运动;第四导杆(15D)的另一端与第二光栅架(14B)连接,第二光栅架(14B)上贴有第二直线光栅传感器(13C)的光栅尺,第二直线光栅传感器(13C)通过第二L形座(141B)固定在定位板(12F)上,并与所述的光栅尺保持平行;在电机驱动组件(1)中的第三直线电机(1C)安装在第二电机座(1E)上,第二电机座(1E)固定在定位板(12F)上;第三直线电机(1C)安装在第四连接板(11D)上,第四连接板(11D)与第五连接板(11E)安装在一起,第三导杆(15C)的一端安装在第五连接板(11E)上;第三导杆(15C)上套接有第五直线轴承(151E)、第六直线轴承(151F),第五直线轴承(151E)、第六直线轴承(151F)安装在第五轴承座(12E)上,第五轴承座(12E)固定在定位板(12F)上;第三导杆(15C)与直线轴承的配合能够使第三导杆(15C)在直线轴承中光滑地运动;第三导杆(15C)的另一端与第三光栅架(14C)连接,第三光栅架(14C)上贴有第三直线光栅传感器(13B)的光栅尺,第三直线光栅传感器(13B)通过第三L形座(141C)固定在定位板(12F)上,并与所述的光栅尺保持平行;光路组件(2)中的球面解耦机构(21)下方的底盘(21K)通过螺纹固定在定位板(12F)上;U形架(21C)的第二阶梯孔(21A-31)中装入第十一深沟球轴承(211)、第十二深沟球轴承(212);底盘(21K)穿过这两个轴承的内孔,并通过第七锁紧螺母(261)锁紧,这样U形架(21C)相对于底盘(21K)绕第二阶梯孔(21A-31)的中心轴转动;U形架(21C)的A支臂(21C-1)和B支臂(21C-2)上分别设有第十一通孔(21C-11)和第十二通孔(21C-21),通孔中分别套有第十深沟球轴承(210)和第九深沟球轴承(209),十字形架(21A)的A连接柱(21A-2)和B连接柱(21A-3)分别穿入第十深沟球轴承(210)和第九深沟球轴承(209)的内孔中,这样十字形架(21A)相对于U形架(21C)绕A连接柱(21A-2)、B连接柱(21A-3)的中心轴转动;U形架的C支臂(21C-4)上设有第三阶梯孔(21A-41),其中套有第四深沟球轴承(204),第二连杆(21J)的第六螺纹柱(21J-2)通过第四深沟球轴承(204)的内孔,并通过第四锁紧螺母(254)锁紧,这样第二连杆(21J)相对于U形架(21C)绕第三阶梯孔(21A-41)的中心轴转动;第二连杆(21J)的第五螺纹柱(21J-1)通过第三深沟球轴承(203)的内孔,并通过第三锁紧螺母(253)锁紧,第三深沟球轴承(203)是安装在第三光栅尺架(14C)的第八通孔(14C-2)中的,这样第二连杆(21J)相对于第三光栅尺架(14C)绕其第八通孔(14C-2)的中心轴转动;控制光路发生改变的振镜(24)安装在十字形架(21A)的第一阶梯孔(21A-4)中,并通过振镜盖(21B)压紧固定在第一阶梯孔(21A-4)中;十字形架(21A)的第一螺纹柱(21A-1)通过第六深沟球轴承(206)的内孔,并通过第六锁紧螺母(256)锁紧,第六深沟球轴承(206)是安装在L形连杆(21D)的第四阶梯孔(21D-1)中的,这样十字形架(21A)相对于L形连杆(21D)绕第四阶梯孔(21D-1)的中心轴转动;L形连杆(21D)的第五阶梯孔(21D-2)中装有第五深沟球轴承(205),转接连杆(21E)的第二螺纹柱(21E-11)通过第五深沟球轴承(205)的轴承内圈,并通过第五锁紧螺母(255)锁紧,这样转接连杆(21E)相对于L形连杆(21D)绕第五阶梯孔(21D-2)的中心轴转动;转接连杆(21E)通过螺纹与俯仰臂(21G)相固连,T形连杆(21F)通过螺纹也与俯仰臂(21G)相固连,这三个零件连接为一个整体;T形连杆(21F)的竖板(21F-2)上设有第六阶梯孔(21F-21),第二深沟球轴承(202)安装在第六阶梯孔(21F-21)中;第一连杆(21H)的第四螺纹柱(21H-2)通过第二深沟球轴承(202)的轴承内圈,并通过第二锁紧螺母(252)锁紧,这样第一连杆(21H)相对于T形连杆(21F)绕第六阶梯孔(21F-21)的中心轴转动;第一连杆(21H)的第三螺纹柱(21H-1)通过第一深沟球轴承(201)的轴承内圈,并通过第一锁紧螺母(251)锁紧,第一深沟球轴承(201)安装在第二光栅尺架(14B)的第七通孔(14B-2)中,这样第一连杆(21H)相对于第二光栅尺架(14B)绕第七通孔(14B-2)的中心轴转动;俯仰臂(21G)的A支臂(21G-1)和B支臂(21G-2)上分别设有第十五通孔(21G-11)和第十六通孔(21G-21),通孔中分别安装了第八深沟球轴承(208)和第七深沟球轴承(207),第一直线轴承座(12A)的连接柱(12A-2)和第二直线轴承座(12B)的连接柱(12B-2)分别通过这两个轴承的内圈,而第一直线轴承座(12A)和第二直线轴承座(12B)分别固定在定位板(12F)上,这样俯仰臂(21G)相对于第一直线轴承座(12A)、第二直线轴承座(12B)绕连接柱(12A-2、12B-2)的中心轴转动;通过以上的安装配合,振镜(24)便拥有了个两个自由度的摆动;壳体组件(3)中的支架(34)安装在底板(33)的前端,且位于光路组件(2)中的第四L形板(22A)之后;第二壳体(32)安装在光路组件(2)的反射镜架(22)上,第二壳体(32)的底部安装有挡板(35);底板(33)的凸台板(33F)上安装有第四L形板(22A),底板(33)的凹槽(33D)内安装有电机驱动组件(1)和光路组件(2);第一壳体(31)与底板(33)安装在一起。
2.根据权利要求1所述的激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置,其特征在于:采用了振镜(24)、凸透镜(25)和反射镜(26)实现对光路的转换。
3.根据权利要求1所述的激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置,其特征在于:从飞秒激光发生器中射出的激光称为入射激光(2A);该入射激光(2A)经振镜(24)后称为反射激光(2B);该反射激光(2B)经凸透镜(25)后称为聚焦激光(2C);该聚焦激光(2C)经反射镜(26)后称为出射激光(2D),该出射激光(2D)作用于牙齿上,实现牙齿切削。技术领域
本发明涉及一种牙齿用切削装置,更特别地说,是指一种通过激光切除牙齿病变部位的口腔内微型牙体预备自动切削装置。
背景技术
在牙科治疗中,有时要对形成于牙齿表面上和根管中的齿质等半硬层进行切削,为了切削这样的层,要使用旋转驱动切削器具-牙科手机。存在多种用于旋转工具的手机。涡轮驱动的手机广泛应用于全球范围内的牙医诊所和医学实验室。大多数手机包括手柄部分、在手柄部分一端的连接器以及在另一端的携带驱动头的工具。连接器提供手机与各种空气、水、光和电供应管路的连接,这些管路通常组合在所谓的操纵缆(umbilicalxa0cord)中。驱动头容纳工具旋转部件,该工具旋转部件通常由工具底座或卡盘以及电机或涡轮机组成,该电机或涡轮机可旋转地安装在头中用于驱动卡盘。在1994年第3卷第2期《口腔材料器械杂志》中公开了“高速气涡轮牙钻”。该气涡轮牙钻主要由供气系统、供水系统、减压过滤器、控制系统、脚开关和气涡轮手机等部件组成,是现代化牙科治疗机上的主要装备。也可以设计独立的移动式气涡轮牙钻,机上自备小型空气压缩机和贮水筒,只要接通电源就能使用,甚为方便。在申请号为CNxa0200380107011.X中公开了“牙科手机”。该专利申请文件中的权利要求书的权项1中指出了“一种医学或牙科涡轮手机,包括使用者握紧的手柄部分、与手柄部分连接并形成涡轮壳的驱动头、用于绕旋转轴线旋转并具有用于容纳可插进手机中的旋转工具的轴的轴向工具孔的涡轮壳中的涡轮、以及一对用于旋转支撑涡轮壳中涡轮的轴向间隔轴承;其特征在于:所述手机还包括用于将涡轮产生的扭矩传递给具有非圆形横截面轴部分的工具的扭矩传递装置,该扭矩传递装置包括锁止插座,该锁止插座用于容纳所述轴部分并具有互补横截面以使轴部分抵抗旋转锁止在插座中,同时允许轴部分轴向插进锁止插座中,该锁止插座连接到涡轮以便与其一起旋转”。上述公开文献对牙齿的切削均采用了驱动头与牙齿接触来完成切削工作。由于人手的抖动,以及口腔内操作空间的狭小,牙体预备(dentalxa0preparation:Unitedxa0Statesxa0Patentxa0Office,NO.3004897译文:“牙体预备”来源于人民卫生出版社出版社的《口腔修复学》第六版,主编赵铱民,副主编陈吉华,2008年)后牙齿的形状精度依赖于医生的临床经验和技术水平,导致牙体预备结果参差不齐。工作时,手术器械产生噪声大,对病人造成不适和紧张情绪。每次手术后,器械要进行整体清理和消毒处理。目前,传统采用激光进行切削坏牙体的系统如图1所示,其包括有医疗成像扫描仪、激光发生器、电机驱动模块、牙体预备前扫描模型100、牙体预备后扫描模型200、切削轨迹规划模型300;其中,牙体预备前扫描模型100、牙体预备后扫描模型200和切削轨迹规划模型300采用软件编程实现,且安装在公知的计算机中。
发明内容
本发明的目的是提供一种口腔内微型牙体预备自动切削装置,该切削装置通过激光实现牙病体的切除;激光的光路采用三个镜子在直线电机的驱动下,实现了切削轨迹的变化。为了满足切削轨迹的变化,本发明采用直线电机、导杆、直线轴承、球面解耦机构的协作,在配合上位机的切削轨迹从而实现了无接触式的数字化牙齿飞秒激光切削。本发明的一种激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置,该装置包括有电机驱动组件(1)、光路组件(2)和壳体组件(3);在电机驱动组件(1)中的第一直线电机(1A)安装在第一电机座(1D)上,第一电机座(1D)固定在定位板(12F)上;第一直线电机(1A)、第一导杆(15A)的一端、第二导杆(15B)的一端分别安装在第一连接板(11A)上;第一导杆(15A)上套接有第一直线轴承(151A)、第二直线轴承(151B),第一直线轴承(151A)安装在第三直线轴承座(12C)上,第二直线轴承(151B)安装在第一直线轴承座(12A)上,第三直线轴承座(12C)与第一直线轴承座(12A)固定在定位板(12F)上;第二导杆(15B)上套接有第三直线轴承(151C)、第四直线轴承(151D),第三直线轴承(151C)安装在第四直线轴承座(12D)上,第四直线轴承(151D)安装在第二直线轴承座(12B)上,第四直线轴承座(12D)与第二直线轴承座(12B)固定在定位板(12F)上;导杆与直线轴承的配合能够使导杆能在直线轴承中光滑地运动;第一光栅尺架(14A)垂直固定在第一连接板(11A)上,第一光栅尺架(14A)上贴有第一直线光栅传感器(13A)的光栅尺,第一直线光栅传感器(13A)通过第一L形座(141A)固定在定位板(12F)上,并与所述的光栅尺保持平行;在电机驱动组件(1)中的第二直线电机(1B)安装在第二电机座(1E)上,第二电机座(1E)固定在定位板(12F)上;第二直线电机(1B)安装在第二连接板(11B)上,第二连接板(11B)与第三连接板(11C)安装在一起,第四导杆(15D)的一端安装在第三连接板(11C)上;第四导杆(15D)上套接有第七直线轴承(151G)、第八直线轴承(151H),第七直线轴承(151G)、第八直线轴承(151H)安装在第五轴承座(12E)上,第五轴承座(12E)固定在定位板(12F)上;导杆与直线轴承的配合能够使导杆能在直线轴承中光滑地运动;第四导杆(15D)的另一端与第二光栅架(14B)连接,第二光栅架(14B)上贴有第二直线光栅传感器(13C)的光栅尺,第二直线光栅传感器(13C)通过第二L形座(141B)固定在定位板(12F)上,并与所述的光栅尺保持平行;在电机驱动组件(1)中的第三直线电机(1C)安装在第二电机座(1E)上,第二电机座(1E)固定在定位板(12F)上;第三直线电机(1C)安装在第四连接板(11D)上,第四连接板(11D)与第五连接板(11E)安装在一起,第三导杆(15C)的一端在安装在第五连接板(11E)上;第三导杆(15C)上套接有第五直线轴承(151E)、第六直线轴承(151F),第五直线轴承(151E)、第六直线轴承(151F)安装在第五轴承座(12E)上,第五轴承座(12E)固定在定位板(12F)上;导杆与直线轴承的配合能够使导杆能在直线轴承中光滑地运动;第三直线电机(1C)的另一端与第三光栅架(14C)连接,第三光栅架(14C)上贴有第三直线光栅传感器(13B)的光栅尺,第三直线光栅传感器(13B)通过第三L形座(141C)固定在定位板(12F)上,并与所述的光栅尺保持平行;光路组件(2)中的球面解耦机构(21)下方的底盘(21K)通过螺纹固定在定位板(12F)上;U形架(21C)的第二阶梯孔(21A-31)中装入第十一深沟球轴承(211)、第十二深沟球轴承(212);底盘(21K)穿过这两个轴承的内孔,并通过第七锁紧螺母(261)锁紧,这样U形架(21C)相对于底盘(21K)绕第二阶梯孔(21A-31)的中心轴转动;U形架(21C)的A支臂(21C-1)和B支臂(21C-2)上分别设有第十一通孔(21C-11)和第十二通孔(21C-21),通孔中分别套有第十深沟球轴承(210)和第九深沟球轴承(209),十字形架(21A)的A连接柱(21A-2)和B连接柱(21A-3)分别穿入第十深沟球轴承(210)和第九深沟球轴承(209)的内孔中,这样十字形架(21A)相对于U形架(21C)绕A连接柱(21A-2)、B连接柱(21A-3)的中心轴转动;U形架的C支臂(21C-4)上设有第三阶梯孔(21A-41),其中套有第四深沟球轴承(204),第二连杆(21J)的第六螺纹柱(21J-2)通过第四深沟球轴承(204)的内孔,并通过第四锁紧螺母(254)锁紧,这样第二连杆(21J)相对于U形架(21C)绕第三阶梯孔(21A-41)的中心轴转动;第二连杆(21J)的第五螺纹柱(21J-1)通过第三深沟球轴承(203)的内孔,并通过第三锁紧螺母(253)锁紧,第三深沟球轴承(203)是安装在第三光栅尺架(14C)的第八通孔(14C-2)中的,这样第二连杆(21J)相对于第三光栅尺架(14C)绕其第八通孔(14C-2)的中心轴转动;控制光路发生改变的振镜(24)安装在十字形架(21A)的第一阶梯孔(21A-4)中,并通过振镜盖(21B)压紧固定在第一阶梯孔(21A-4)中;十字形架(21A)的第一螺纹柱(21A-1)通过第六深沟球轴承(206)的内孔,并通过第六锁紧螺母(256)锁紧,第六深沟球轴承(206)是安装在L形连杆(21D)的第四阶梯孔(21D-1)中的,这样十字形架(21A)相对于L形连杆(21D)绕第四阶梯孔(21D-1)的中心轴转动;L形连杆(21D)的第五阶梯孔(21D-2)中装有第五深沟球轴承(205),转接连杆(21E)的第二螺纹柱(21E-11)通过第五深沟球轴承(205)的轴承内圈,并通过第五锁紧螺母(255)锁紧,这样转接连杆(21E)相对于L形连杆(21D)绕第五阶梯孔(21D-2)的中心轴转动;转接连杆(21E)通过螺纹与俯仰臂(21G)相固连,T形连杆(21F)通过螺纹也与俯仰臂(21G)相固连,这三个零件连接为一个整体;T形连杆(21F)的竖板(21F-2)上设有第六阶梯孔(21F-21),第二深沟球轴承(202)安装在第六阶梯孔(21F-21)中;第一连杆(21H)的第四螺纹柱(21H-2)通过第二深沟球轴承(202)的轴承内圈,并通过第二锁紧螺母(252)锁紧,这样第一连杆(21H)相对于T形连杆(21F)绕第六阶梯孔(21F-21)的中心轴转动;第一连杆(21H)的第三螺纹柱(21H-1)通过第一深沟球轴承(201)的轴承内圈,并通过第一锁紧螺母(251)锁紧,第一深沟球轴承(201)安装在第二光栅尺架(14B)的第七通孔(14B-2)中,这样第一连杆(21H)相对于第二光栅尺架(14B)绕第七通孔(14B-2)的中心轴转动;俯仰臂(21G)的A支臂(21G-1)和B支臂(21G-2)上分别设有第十五通孔(21G-11)和第十六通孔(21G-21),通孔中分别安装了第八深沟球轴承(208)和第七深沟球轴承(207),直线轴承座(12A)的连接柱(12A-2)和直线轴承座(12B)的连接柱(12B-2)分别通过这两个轴承的内圈,而第一直线轴承座(12A)和第二直线轴承座(12B)分别固定在定位板(12F)上,这样俯仰臂(21G)相对于第一直线轴承座(12A)、第二直线轴承座(12B)绕连接柱(12A-2、12B-2)的中心轴转动;通过以上的安装配合,振镜(24)便拥有了个两个自由度的摆动;壳体组件(3)中的支架(34)安装在底板(33)的前端,且位于光路组件(2)中的第四L形板(22A)之后;第二壳体(32)安装在光路组件(2)的反射镜架(22)上,第二壳体(32)的底部安装有挡板(35);底板(33)的凸台板(33F)上安装有第四L形板(22A),底板(33)的凹槽(33D)内安装有电机驱动组件(1)和光路组件(2);第一壳体(31)与底板(33)安装在一起。从飞秒激光发生器中射出的激光称为入射激光(2A);该入射激光(2A)经振镜(24)后称为反射激光(2B);该反射激光(2B)经凸透镜(25)后称为聚焦激光(2C);该聚焦激光(2C)经反射镜(26)后称为出射激光(2D),该出射激光(2D)作用于牙齿上,实现牙齿切削。本发明激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置的优点在于:1光路组件采用了振镜、凸透镜和反射镜实现对光路的转换。通过控制振镜的两个自由度转动和凸透镜一个自由度的移动便能实现激光聚焦光斑相对于被切削牙齿有三个自由度的移动,其光学结构原理简单,光学元件空间线性分布,占用空间小,有利于整个装置的小型化。光路组件中,用于搭载振镜的两个自由度球面解耦机构,其优点是能实现振镜两个自由度的解耦运动,保证驱动电机能固定安装,机构精度高,刚性好。因此,整个光路组件具有结构紧凑、光学镜片运动解耦、结构刚性好、精度高等优点。2电机驱动组件采用小型直线音圈电机驱动导杆,并利用小型的高精度的直线光栅传感器作位置反馈。设计的驱动组件尺寸小、结构紧凑,位置精度高,响应速度快。3整个装置的元器件均安装在同一底板上,然后采用较薄的一层金属材料将其封装,不需要进行复杂的模具设计,结构简单,易于保证装配精度,加工成本低。4本发明设计的光路组件中,通过驱动组件带动光路组件运动,从而使振镜和凸透镜运动,改变了激光的传播路径。光路组件与驱动组件通过螺钉与螺纹配合的固定在同一底板上方,通过螺钉可以调节组件零件之间的相对位置。5相对于传统的牙体预备手术器械,本装置采用飞秒激光切割牙体硬组织,优点主要包括:切削过程中无噪声,对牙齿临近组织伤害小,切削后牙齿表面光滑、微观特征好;采用自动化数字化的切割,使牙体预备的精度更高,并对医生的技能要求减小,减少医生工作强度,便于牙体预备手术的大面积推广,缓解医生患者比例太低的现状,是更多病人得到治疗机会。
附图说明
图1是传统激光进行切削坏牙体的系统结构图。图1A是牙齿定位器的结构图。图2是本发明激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置的外部结构图。图2A是本发明激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置的另一视角外部结构图。图2B是未安装第一壳体的激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置的内部图。图2C是本发明激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置的分解图。图3是本发明壳体组件的分解图。图3A是本发明第一壳体的结构图。图3B是本发明第二壳体与挡板的结构图。图4是本发明光路组件的结构图。图4A是本发明光路组件中的反射镜架的结构图。图4B是本发明光路组件中球面解耦机构的结构图。图4C是本发明光路组件中球面解耦机构的分解图。图4D是本发明光路组件中十字形架的结构图。图4E是本发明光路组件中转接连杆的结构图。图4F是本发明光路组件的光路传输示意图。图5是本发明电机驱动组件的结构图。图5A是本发明电机驱动组件中导杆与直线轴承的配合结构图。图5B是本发明电机驱动组件中支撑部分的配合结构图。图5C是本发明电机驱动组件中驱动与导杆的配合结构图。图5D是本发明电机驱动组件中第一光栅尺架的结构图。图5E是本发明电机驱动组件中第二光栅尺架的结构图。图5F是本发明电机驱动组件中第三光栅尺架的结构图。xa0xa01.电机驱动组件
xa0xa01A.第一直线电机
xa0xa01B.第二直线电机
xa0xa01C.第三直线电机
xa0xa01D.第一电机座
xa0xa01E.第二电机座
xa0xa011A.第一连接板
xa0xa011B.第二连接板
xa0xa011C.第三连接板
xa0xa011D.第四连接板
xa0xa011E.第五连接板
xa0xa012A.第一直线轴承座
xa0xa012B.第二直线轴承座
xa0xa012C.第三直线轴承座
xa0xa012D.第四直线轴承座
xa0xa012E.第五直线轴承座
xa0xa012F.定位板
xa0xa012-1.第一通孔
xa0xa012-2.第二通孔
xa0xa012-3.第三通孔
xa0xa012-4.第四通孔
xa0xa012-5.第五通孔
xa0xa012-6.第六通孔
xa0xa013A.第一直线光栅传感器
xa0xa013B.第二直线光栅传感器
xa0xa013C.第三直线光栅传感器
xa0xa0131A.第一光栅尺
xa0xa0131B.第二光栅尺
xa0xa0131C.第三光栅尺
xa0xa0132A.第一光栅尺读头
xa0xa0132B.第二光栅尺读头
xa0xa0132C.第三光栅尺读头
xa0xa014A.第一光栅架
xa0xa014A-1.横板
xa0xa014A-2.竖板
xa0xa014A-3.第一沉槽腔
xa0xa014B.第二光栅架
xa0xa014B-1.第二沉槽腔
xa0xa014B-2.第七通孔
xa0xa014B-3.螺纹连接柱
xa0xa014C.第三光栅架
xa0xa014C-1.第三沉槽腔
xa0xa014C-2.第八通孔
xa0xa014C-3.螺纹连接柱
xa0xa0141A.第一L形板
xa0xa0141B.第二L形板
xa0xa0141C.第三L形板
xa0xa015A.第一导杆
xa0xa015A-1.第一沉头螺纹孔
xa0xa015A-2.第二沉头螺纹孔
xa0xa015B.第二导杆
xa0xa015B-1.第三沉头螺纹孔
xa0xa015B-2.第四沉头螺纹孔
xa0xa015C.第三导杆
xa0xa015C-1.第五沉头螺纹孔
xa0xa015C-2.第六沉头螺纹孔
xa0xa015D.第四导杆
xa0xa015D-1.第七沉头螺纹孔
xa0xa015D-2.第八沉头螺纹孔
xa0xa0151A.第一直线轴承
xa0xa0151B.第二直线轴承
xa0xa0151C.第三直线轴承
xa0xa0151D.第四直线轴承
xa0xa0151E.第五直线轴承
xa0xa0151F.第六直线轴承
xa0xa0151G.第七直线轴承
xa0xa0151H.第八直线轴承
xa0xa02.光路组件
xa0xa021.球面解耦机构
xa0xa021A.十字形架
xa0xa021A-1.第一螺纹柱
xa0xa021A-2.A连接柱
xa0xa021A-3.B连接柱
xa0xa021A-4.第一阶梯孔
xa0xa021B.振镜盖
xa0xa021C.U形架
xa0xa021C-1.A支臂
xa0xa021C-11.第十一通孔
xa0xa021C-2.B支臂
xa0xa021C-21.第十二通孔
xa0xa021C-3.横板
xa0xa021C-31.第二阶梯孔
xa0xa021C-4.C支臂
xa0xa021C-41.第三阶梯孔
xa0xa021D.L形连杆
xa0xa021D-1.第四阶梯孔
xa0xa021D-2.第五阶梯孔
xa0xa021E.转接连杆
xa0xa021E-1.固定板
xa0xa021E-11.第十三通孔
xa0xa021E-2.倾斜板
xa0xa021E-21.第二螺纹柱
xa0xa021F.T形连杆
xa0xa021F-1.横板
xa0xa021F-11.第十四通孔
xa0xa021F-2.竖板
xa0xa021F-21.第六阶梯孔
xa0xa021G.俯仰臂
xa0xa021G-1.A支臂
xa0xa021G-11.第十五通孔
xa0xa021G-2.B支臂
xa0xa021G-21.第十六通孔
xa0xa021G-3.连接臂
xa0xa021G-31.第十七通孔
xa0xa021H.第一连杆
xa0xa021H-1.第三螺纹柱
xa0xa021H-2.第四螺纹柱
xa0xa021J.第二连杆
xa0xa021J-1.第五螺纹柱
xa0xa021J-2.第六螺纹柱
xa0xa021K.底盘
xa0xa021K-1.第七螺纹柱
xa0xa021K-2.第十八通孔
xa0xa0201.第一深沟球轴承
xa0xa0202.第二深沟球轴承
xa0xa0203.第三深沟球轴承
xa0xa0204.第四深沟球轴承
xa0xa0205.第五深沟球轴承
xa0xa0206.第六深沟球轴承
xa0xa0207.第七深沟球轴承
xa0xa0208.第八深沟球轴承
xa0xa0209.第九深沟球轴承
xa0xa0210.第十深沟球轴承
xa0xa0211.第十一深沟球轴承
xa0xa0212.第十二深沟球轴承
xa0xa0251.第一锁紧螺母
xa0xa0252.第二锁紧螺母
xa0xa0253.第三锁紧螺母
xa0xa0254.第四锁紧螺母
xa0xa0255.第五锁紧螺母
xa0xa0256.第六锁紧螺母
xa0xa0261.第七锁紧螺母
xa0xa022.反射镜架
xa0xa022A.第四L形板
xa0xa022A-1.横板
xa0xa022A-2.竖板
xa0xa022A-3.第九通孔
xa0xa022B.第五L形板
xa0xa022B-1.横板
xa0xa022B-2.竖板
xa0xa022C.第六L形板
xa0xa022C-1.横板
xa0xa022C-2.竖板
xa0xa022D.出光限位板
xa0xa022D-1.第十通孔
xa0xa022E.支撑板
xa0xa022E-1.圆形腔
xa0xa023.凸透镜架
xa0xa024.振镜
xa0xa025.凸透镜
xa0xa025A.卡圈
xa0xa026.反射镜
xa0xa03.壳体组件
xa0xa031.第一壳体
xa0xa031A.A侧板面
xa0xa031B.B侧板面
xa0xa031C.顶板面
xa0xa031D.第一开口
xa0xa031E.前板面
xa0xa031F.第二开口
xa0xa031G.后板面
xa0xa031H.第三开口
xa0xa0311.空腔
xa0xa032.第二壳体
xa0xa032A.空腔
xa0xa033.底板
xa0xa033D.凹槽
xa0xa033F.凸台板
xa0xa034.支架
xa0xa034D.过光孔


xa0xa010.牙齿定位器
xa0xa010A.套筒
xa0xa010B.双翼保护板


具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。为了实现激光切削,以及非接触式切削坏牙体,本发明利用如图1所示的传统激光切削系统,并配合本发明设计的新型切削装置。在本发明的新型切削装置中,采用了振镜24、凸透镜25和反射镜26实现对光路的转换。通过控制振镜24的两个自由度转动和凸透镜25一个自由度的移动便能实现激光聚焦光斑相对于被切削牙齿有三个自由度的移动,其光学结构原理简单,光学元件空间线性分布,占用空间小,有利于整个装置的小型化。采用直线电机与导杆的配合来驱动球面解耦机构21,使球面解耦机构21带动振镜24实现两个自由度转动。参见图2、图2A、图2B所示,本发明是一种激光式口腔内微型牙体预备自动切削装置,该装置包括有电机驱动组件1、光路组件2和壳体组件3。(一)电机驱动组件1参见图5、图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F所示,电机驱动组件1包括有电机部分、传感器部分、支撑部分、导杆与轴承部分;所述的电机部分包括有三个直线电机和两个电机座;所述的传感器部分包括有三个直线光栅传感器、三个光栅尺架(属于直线光栅传感器的一部分)和三个L形板,该光栅尺架是用来安装直线光栅传感器中的光栅尺的,在直线电机的驱动下,导杆带动光栅尺架运动,从而使直线光栅传感器中的读数头记取到导杆移动的位移。参见图5A所示,导杆与轴承部分是在四根导杆上套接八个直线轴承,且通过在轴承座上的通孔内安装直线轴承,直线轴承与导杆的配合,实现了轴承座支撑起导杆的作用,进而实现在直线电机的驱动下,导杆在直线轴承内的滑动。即:第一导杆15A上套接有第一直线轴承151A、第二直线轴承151B。所述的第一直线轴承151A安装在第三直线轴承座12C的第三通孔12-3内。所述的第二直线轴承151B安装在第一直线轴承座12A的第一通孔12-1内。第一直线轴承座12A和第三直线轴承座12C起到支撑起第一导杆15A的作用。第一导杆15A的一端连接在第一连接板11A上,第一导杆15A的另一端顺次穿过第一直线轴承151A、第二直线轴承151B后连接在凸透镜架23上(参见图3B所示)。第一导杆15A的一端端部设有第一沉头螺纹孔15A-1(图5A所示),第一导杆15A的另一端端部设有第二沉头螺纹孔15A-2(参见图3B所示)。第一导杆15A的一端与第一连接板11A的连接是通过在第一沉头螺纹孔15A-1内放置螺钉实现的。第一导杆15A的另一端与凸透镜架23的连接是通过在第二沉头螺纹孔内放置螺钉实现的。第二导杆15B上套接有第三直线轴承151C、第四直线轴承151D。所述的第三直线轴承151C安装在第四直线轴承座12D的第三通孔12-4内。所述的第四直线轴承151D安装在第二直线轴承座12B的第一通孔12-2内。第二直线轴承座12B和第四直线轴承座12D起到支撑起第二导杆15B的作用。第二导杆15B的一端连接在第一连接板11A上,第二导杆15B的另一端顺次穿过第三直线轴承151C、第四直线轴承151D后连接在凸透镜架23上(参见图3B所示)。第二导杆15B的一端端部设有第三沉头螺纹孔15B-1(图5A所示),第二导杆15B的另一端端部设有第四沉头螺纹孔15B-2(参见图3B所示)。第二导杆15B的一端与第一连接板11A的连接是通过在第三沉头螺纹孔15B-1内放置螺钉实现的。第二导杆15B的另一端与凸透镜架23的连接是通过在第四沉头螺纹孔内放置螺钉实现的。在装配时,第一导杆15A与第二导杆15B保持平行安装。第三导杆15C上套接有第五直线轴承151E、第六直线轴承151F。所述的第五直线轴承151E和所述的第六直线轴承151F安装在第五轴承座12E的第五通孔12-5内。第三导杆15C的一端安装在第五连接板11E上,第三导杆15C的另一端安装在第三光栅架14C上。第三导杆15C的一端端部设有第五沉头螺纹孔15C-1(图5A所示),第三导杆15C的另一端端部设有第六沉头螺纹孔(图中未示出)。所述第六沉头螺纹孔内连接有第三光栅尺架14C的螺纹连接柱14C-3。第四导杆15D上套接有第七直线轴承151G、第八直线轴承151H。所述的第七直线轴承151G和所述的第八直线轴承151H安装在第五轴承座12E的第六通孔12-6内。第四导杆15D的一端安装在第三连接板11C上,第四导杆15D的另一端安装在第二光栅架14B上。第五轴承座12E起到支撑第三导杆15C和第四导杆15D的作用。在装配时,第三导杆15C与第四导杆15D保持平行安装。第四导杆15D的一端端部设有第七沉头螺纹孔15D-1(图5A所示),第四导杆15D的另一端端部设有第八沉头螺纹孔(图中未示出)。所述第八沉头螺纹孔内连接有第二光栅尺架14B的螺纹连接柱14B-3。在本发明中,凸透镜25安装在凸透镜架23上,凸透镜架23与第一导杆15A和第二导杆15B通过螺钉固定连接。第一导杆15A和第二导杆15B在第一直线电机1A的驱动下沿长导杆方向作直线运动。因此,凸透镜25沿长导杆方向(即第一导杆15A和第二导杆15B方向)的运动称为第三个自由度。振镜24、凸透镜25和反射镜26的光路转换参见图4F所示。参见图5B所示,支撑部分是在定位板12F上安装有第一电机座1D、第二电机座1E、第一直线轴承座12A、第二直线轴承座12B、第三直线轴承座12C、第四直线轴承座12D、第五轴承座12E、第一L形板141A、第二L形板141B、第三L形板141C;其中,第一直线轴承座12A与第二直线轴承座12B的结构相同;第三直线轴承座12C与第四直线轴承座12D的结构相同;第一L形板141A、第二L形板141B和第三L形板141C的结构相同;第一电机座1D与第二电机座1E的结构相同。第一直线轴承座12A与第二直线轴承座12B以定位中心线为对称且平行安装在定位板12F上。第三直线轴承座12C与第四直线轴承座12D以定位中心线为对称且平行安装在定位板12F上。第二L形板141B与第三L形板141C以定位中心线为对称且平行安装在定位板12F上。第一直线轴承座12A上设有第一通孔12-1,所述第一通孔12-1内安装有第二直线轴承151B。第二直线轴承座12B上设有第二通孔12-2,所述第二通孔12-2内安装有第四直线轴承151D。第三直线轴承座12C上设有第三通孔12-3,所述第三通孔12-3内安装有第一直线轴承151A。第四直线轴承座12D上设有第四通孔12-4,所述第四通孔12-4内安装有第三直线轴承151C。第五轴承座12E上设有第五通孔12-5和第六通孔12-6,所述第五通孔12-5内安装有第七直线轴承151G和第八轴承151H,所述第六通孔12-6内安装有第五直线轴承151E和第六轴承151F。第一电机座1D上安装有第一直线电机1A。第二电机座1E上平行安装有第二直线电机1B和第三直线电机1C。第一L形板141A上安装有第一直线光栅传感器13A。第二L形板141B上安装有第二直线光栅传感器13B。第三L形板141C上安装有第三直线光栅传感器13C。定位板12F安装在壳体组件3的底板33的凹槽33D内。参见图5、图5C、图5D所示,第一光栅尺架14A上设有横板14A-1和竖板14A-2,所述的竖板14A-2上开有第一沉槽腔14A-3。所述第一沉槽腔14A-3用于安装有第一直线光栅传感器13A的光栅尺。所述横板14A-1安装在第一连接板11A上。参见图5、图5C、图5E所示,第二光栅尺架14B的架体上设有第二沉槽腔14B-1和第七通孔14B-2,第二光栅尺架14B的一端设有螺纹连接柱14B-3。所述第七通孔14B-2内放置有深沟球轴承。所述螺纹连接柱14B-3连接在第四导杆15D的另一端端部的第八螺纹孔15D-2内。所述第二沉槽腔14B-1用于安装有第二直线光栅传感器13B的光栅尺。参见图5、图5C、图5F所示,第三光栅尺架14C的架体上设有第三沉槽腔14C-1和第八通孔14C-2,第三光栅尺架14C的一端设有螺纹连接柱14C-3。所述第八通孔14C-2内放置有深沟球轴承。所述螺纹连接柱14C-3连接在第三导杆15C的另一端端部的第六螺纹孔15C-2内。所述第三沉槽腔14C-1用于安装有第三直线光栅传感器13C的光栅尺。参见图5、图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F所示,在本发明中,电机驱动组件1的装配为:(A)第一直线电机1A安装在第一电机座1D上,第一电机座1D固定在定位板12F上;第一直线电机1A、第一导杆15A的一端、第二导杆15B的一端分别安装在第一连接板11A上;第一导杆15A上套接有第一直线轴承151A、第二直线轴承151B,第一直线轴承151A安装在第三直线轴承座12C上,第二直线轴承151B安装在第一直线轴承座12A上,第三直线轴承座12C与第一直线轴承座12A固定在定位板12F上;第二导杆15B上套接有第三直线轴承151C、第四直线轴承151D,第三直线轴承151C安装在第四直线轴承座12D上,第四直线轴承151D安装在第二直线轴承座12B上,第四直线轴承座12D与第二直线轴承座12B固定在定位板12F上;导杆与直线轴承的配合能够使导杆能在直线轴承中光滑地运动;第一光栅尺架14A垂直固定在第一连接板11A上,第一光栅尺架14A上贴有第一直线光栅传感器13A的光栅尺,第一直线光栅传感器13A通过第一L形座141A固定在定位板12F上,并与所述的光栅尺保持平行。(B)第二直线电机1B安装在第二电机座1E上,第二电机座1E固定在定位板12F上;第二直线电机1B安装在第二连接板11B上,第二连接板11B与第三连接板11C安装在一起,第四导杆15D的一端安装在第三连接板11C上;第四导杆15D上套接有第七直线轴承151G、第八直线轴承151H,第七直线轴承151G、第八直线轴承151H安装在第五轴承座12E上,第五轴承座12E固定在定位板12F上;导杆与直线轴承的配合能够使导杆能在直线轴承中光滑地运动;第四导杆15D的另一端与第二光栅架14B连接,第二光栅架14B上贴有第二直线光栅传感器13C的光栅尺,第二直线光栅传感器13C通过第二L形座141B固定在定位板12F上,并与所述的光栅尺保持平行。(C)第三直线电机1C安装在第二电机座1E上,第二电机座1E固定在定位板12F上;第三直线电机1C安装在第四连接板11D上,第四连接板11D与第五连接板11E安装在一起,第三导杆15C的一端在安装在第五连接板11E上;第三导杆15C上套接有第五直线轴承151E、第六直线轴承151F,第五直线轴承151E、第六直线轴承151F安装在第五轴承座12E上,第五轴承座12E固定在定位板12F上;导杆与直线轴承的配合能够使导杆能在直线轴承中光滑地运动;第三直线电机1C的另一端与第三光栅架14C连接,第三光栅架14C上贴有第三直线光栅传感器13B的光栅尺,第三直线光栅传感器13B通过第三L形座141C固定在定位板12F上,并与所述的光栅尺保持平行。参见图5、图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F所示,在本发明中,电机驱动组件1的驱动关系为:(AA)计算机中的切削轨迹规划模块300输出切削轨迹指令给电机驱动模块,通过电机驱动模块来选择驱动第一直线电机1A;当第一直线电机1A动子相对于定子开始运动,从而带动第一连接板11A运动;第一连接板11A将运动传送给第一导杆15A和第二导杆15B;第一导杆15A和第二导杆15B运动时第一直线轴承151A、第二直线轴承151B、第三直线轴承151C、第四直线轴承151D分别起到导向作用,保证第一导杆15A和第二导杆15B按预定的方向运动;与第一连接板11A固定连接的第一光栅尺架14A带动上面的第一光栅尺运动,固定在第一L形板141A上的第一光栅传感器13A,检测到第一光栅尺的运动情况,将检测信号反馈到切削轨迹规划模块300中,经切削轨迹规划模块300处理后形成反馈信号,该反馈信号再给第一直线电机1A发送驱动命令,使其按照预定的轨迹运动,从而实现了第一直线电机1A的位置反馈。(BB)计算机中的切削轨迹规划模块300输出切削轨迹指令给电机驱动模块,通过电机驱动模块来选择驱动第二直线电机1B;当第二直线电机1B动子相对于定子开始运动,从而带动第二连接板11C和第三连接板11B运动;第二连接板11C和第三连接板11B将动力传送给第四导杆15D;第四导杆15D运动时第七直线轴承151G、第八直线轴承151H分别起导向作用,保证第四导杆15D导杆按预定的方向运动;第四导杆15D带动第二光栅架14B运动;固定在第二L形板141B上的第二光栅传感器13C,检测到第二光栅尺的运动情况,将检测信号反馈到切削轨迹规划模块300中,经切削轨迹规划模块300处理后形成反馈信号,该反馈信号再给第二直线电机1B发送驱动命令,使其按照预定的轨迹运动,从而实现了第二直线电机1B的位置反馈。(CC)计算机中的切削轨迹规划模块300输出切削轨迹指令给电机驱动模块,通过电机驱动模块来选择驱动第三直线电机1C;当第三直线电机1C动子相对于定子开始运动,从而带动第四连接板11D和第五连接板11E运动;第四连接板11D和第五连接板11E将动力传送给第三导杆15C;第三导杆15C运动时第五直线轴承151E、第六直线轴承151F分别起导向作用,保证第三导杆15C导杆按预定的方向运动;第三导杆15C带动第三光栅架14C运动;固定在第三L形板141C上的第三光栅传感器13B,检测到第三光栅尺的运动情况,将检测信号反馈到切削轨迹规划模块300中,经切削轨迹规划模块300处理后形成反馈信号,该反馈信号再给第三直线电机1C发送驱动命令,使其按照预定的轨迹运动,从而实现了第三直线电机1C的位置反馈。(二)光路组件2参见图2B、图4、图4C、图4F所示,光路组件2包括有球面解耦机构21、凸透镜架22、反射镜架23、振镜24、凸透镜25和反射镜26。参见图2B、图4、图4A所示,凸透镜架22包括有第四L形板22A、第五L形板22B、第六L形板22C、出光限位板22D、支撑板22E;其中,第五L形板22B与第六L形板22C的结构相同;第四L形板22A上设有横板22A-1和竖板22A-2;第四L形板22A的横板22A-1安装在壳体组件3的底板33的一端上;第四L形板22A的竖板22A-2上安装有第五L形板22B的横板22B-1与第六L形板22C的横板22C-1;第四L形板22A的竖板22A-2上设有第九通孔22A-3;该第九通孔22A-3用于聚焦激光2C穿过;第五L形板22B上设有横板22B-1和竖板22B-2;第五L形板22B的横板22B-1安装在第四L形板22A的竖板22A-2上;第五L形板22B的竖板22B-2端部安装有支撑板22E;第六L形板22C上设有横板22C-1和竖板22C-2;第六L形板22C的横板22C-1安装在第四L形板22A的竖板22A-2上;第六L形板22C的竖板22C-2端部安装有支撑板22E;第五L形板22B与第六L形板22C相对平行放置,且第五L形板22B的竖板22B-2与第六L形板22C的竖板22C-2之间形成一供聚焦激光2C穿过的通道;出光限位板22D上设有第十通孔22D-1;该第十通孔22D-1用于放置牙齿定位器10的套筒10A(参见图1B所示),且使出射激光2D(参见图4F所示)穿过并作用到牙齿上进行切削;在进行牙齿切削时,先将牙齿定位器10放置在修复牙处,并通过双翼保护板10B对其他牙齿进行保护。支撑板22E的内侧壁上设有圆形腔22E-1;该圆形腔22E-1内安装有反射镜26(参见图2B、图4F所示)。参见图4B、图4C、图4D、图4E所示,球面解耦机构21包括有十字形架21A、振镜盖21B、U形架21C、L形连杆21D、转接连杆21E、T形连杆21F、俯仰臂21G、第一连杆21H、第二连杆21J和底盘21K;参见图4D所示,十字形架21A的中心设有第一阶梯孔21A-4,该第一阶梯孔21A-4内安装有振镜24,振镜24通过振镜盖21B紧固,即振镜盖21B连接在十字形架21A上;十字形架21A的上部设有第一螺纹柱21A-1,该第一螺纹柱21A-1上套接有第六深沟球轴承206,第六深沟球轴承206通过第六锁紧螺母256锁紧;十字形架21A的两侧设有A连接柱21A-2和B连接柱21A-3,该A连接柱21A-2上套接有第十深沟球轴承210,该B连接柱21A-3上套接有第九深沟球轴承209。在本发明中,由于振镜24安装在十字形架21A的第一阶梯孔21A-4内,在第二直线电机1B和第三直线电机1C的驱动下,十字形架21A具有两个自由度的运动,即绕A连接柱21A-2和B连接柱21A-3的中心线转动为第一个自由度,绕第一螺纹柱21A-1的中心线转动为第二个自由度。因此,振镜24在十字形架21A上实现了两个自由度的运动。振镜24、凸透镜25和反射镜26的光路转换参见图4F所示。参见图4C所示,U形架21C的A支臂21C-1上设有第十一通孔21C-11,该第十一通孔21C-11内安装有第十深沟球轴承210,且第十深沟球轴承210套接在十字形架21A的A连接柱21A-2上;U形架21C的B支臂21C-2上设有第十二通孔21C-21,该第十二通孔21C-21内安装有第九深沟球轴承209,且第九深沟球轴承209套接在十字形架21A的B连接柱21A-3上;U形架21C的横板21C-3上设有第二阶梯孔21C-31,该第二阶梯孔21C-31内安装有第十一深沟球轴承211、第十二深沟球轴承212;U形架21C的C支臂21C-4上设有第三阶梯孔21C-41,该第三阶梯孔21C-41内安装有第四深沟球轴承204,第四深沟球轴承204通过第四锁紧螺母254锁紧。参见图4C所示,L形连杆21D的两端分别设有第四阶梯孔21D-1、第五阶梯孔21D-2;该第四阶梯孔21D-1内安装有第六深沟球轴承206,且第六深沟球轴承206套接在十字形架21A的第一螺纹柱21A-1上,并通过第六锁紧螺母256锁紧;该第五阶梯孔21D-2内安装有第五深沟球轴承205,且第五深沟球轴承205套接在转接连杆21E的第二螺纹柱21E-21上,并通过第五锁紧螺母255锁紧。参见图4E所示,转接连杆21E包括有固定板21E-1和倾斜板21E-2;该固定板21E-1上设有第十三通孔21E-11;该倾斜板21E-2上设有第二螺纹柱21E-21,第二螺纹柱21E-21上套接有第五深沟球轴承205。参见图4C所示,T形连杆21F的横板21F-1上设有第十四通孔21F-11,T形连杆21F的竖板21F-2上设有第六阶梯孔21F-21;该第六阶梯孔21F-21内安装有第二深沟球轴承202,且第二深沟球轴承202套接在第一连杆21H的第四螺纹柱21H-2上,并通过第二锁紧螺母252锁紧。T形连杆21F的横板21F-1连接在俯仰臂21G的连接臂21G-3上。参见图4C、图5B所示,俯仰臂21G的A支臂21G-1上设有第十五通孔21G-11,该第十五通孔21G-11内安装有第八深沟球轴承208,且第八深沟球轴承208套接在第一直线轴承座12A的连接柱12A-2上(参见图5B所示);俯仰臂21G的B支臂21G-2上设有第十六通孔21G-21,该第十六通孔21G-21内安装有第七深沟球轴承207,且第七深沟球轴承207套接在第二直线轴承座12B的连接柱12B-2(参见图5B所示)上;俯仰臂21G的连接臂21G-3上设有第十七通孔21G-31。第十七通孔21G-31与第十四通孔21F-11配合后,通过螺钉实现俯仰臂21G与T形连杆21F的连接。参见图4C所示,第一连杆21H的一端设有第三螺纹柱21H-1,该第三螺纹柱21H-1上套接有第一深沟球轴承201;第一连杆21H的另一端设有第四螺纹柱21H-2,该第四螺纹柱21H-2上套接有第二深沟球轴承202。第一深沟球轴承201安装在第二光栅尺架14B一端的第七通孔14B-2中(参见图5E所示),并通过第一锁紧螺母251锁紧。参见图4C所示,第二连杆21J的一端设有第五螺纹柱21J-1,该第五螺纹柱21J-1上套接有第三深沟球轴承203;第二连杆21J的另一端设有第六螺纹柱21J-2,该第六螺纹柱21J-2上套接有第四深沟球轴承204。第三深沟球轴承203安装在第三光栅尺架14C一端的第八通孔14C-2中(参见图5F所示),并通过第三锁紧螺母253锁紧。参见图4C所示,底盘21K上设有第十八通孔21K-2、第七螺纹柱21K-1;该第七螺纹柱21K-1从上至下套接有第十一深沟球轴承211和第十二深沟球轴承212。第十一深沟球轴承211和第十二深沟球轴承212安装在U形架21C的的第二阶梯孔21C-31内,并通过第七锁紧螺母261锁紧。在本发明中,光路组件2的装配为:光路组件包含了整个装置中对光路进行控制的光学镜片,分别是振镜24、凸透镜25和反射镜26。光路组件包括了:球面解耦机构21、凸透镜架23和反射镜架22。三枚镜片分别安装在这三个结构当中。球面解耦机构21下的底盘21K通过螺纹固定在定位板12F上。U形架21C的第二阶梯孔21A-31中装入第十一深沟球轴承211、第十二深沟球轴承212;底盘21K穿过这两个轴承的内孔,并通过第七锁紧螺母261锁紧,这样U形架21C相对于底盘21K绕第二阶梯孔21A-31的中心轴转动。U形架21C的A支臂21C-1和B支臂21C-2上分别设有第十一通孔21C-11和第十二通孔21C-21,通孔中分别套有第十深沟球轴承210和第九深沟球轴承209,十字形架21A的A连接柱21A-2和B连接柱21A-3分别穿入第十深沟球轴承210和第九深沟球轴承209的内孔中,这样十字形架21A相对于U形架21C绕A连接柱21A-2、B连接柱21A-3的中心轴转动。U形架的C支臂21C-4上设有第三阶梯孔21A-41,其中套有第四深沟球轴承204,第二连杆21J的第六螺纹柱21J-2通过第四深沟球轴承204的内孔,并通过第四锁紧螺母254锁紧,这样第二连杆21J相对于U形架21C绕第三阶梯孔21A-41的中心轴转动。第二连杆21J的第五螺纹柱21J-1通过第三深沟球轴承203的内孔,并通过第三锁紧螺母253锁紧,第三深沟球轴承203是安装在第三光栅尺架14C的第八通孔14C-2中的,这样第二连杆21J相对于第三光栅尺架14C绕其第八通孔14C-2的中心轴转动。控制光路发生改变的振镜24安装在十字形架21A的第一阶梯孔21A-4中,并通过振镜盖21B压紧固定在第一阶梯孔21A-4中。十字形架21A的第一螺纹柱21A-1通过第六深沟球轴承206的内孔,并通过第六锁紧螺母256锁紧,第六深沟球轴承206是安装在L形连杆21D的第四阶梯孔21D-1中的,这样十字形架21A相对于L形连杆21D绕第四阶梯孔21D-1的中心轴转动。L形连杆21D的第五阶梯孔21D-2中装有第五深沟球轴承205,转接连杆21E的第二螺纹柱21E-11通过第五深沟球轴承205的轴承内圈,并通过第五锁紧螺母255锁紧,这样转接连杆21E相对于L形连杆21D绕第五阶梯孔21D-2的中心轴转动。转接连杆21E通过螺纹与俯仰臂21G相固连,T形连杆21F通过螺纹也与俯仰臂21G相固连,这三个零件连接为一个整体。T形连杆21F的竖板21F-2上设有第六阶梯孔21F-21,第二深沟球轴承202安装在第六阶梯孔21F-21中。第一连杆21H的第四螺纹柱21H-2通过第二深沟球轴承202的轴承内圈,并通过第二锁紧螺母252锁紧,这样第一连杆21H相对于T形连杆21F绕第六阶梯孔21F-21的中心轴转动。第一连杆21H的第三螺纹柱21H-1通过第一深沟球轴承201的轴承内圈,并通过第一锁紧螺母251锁紧,第一深沟球轴承201安装在第二光栅尺架14B的第七通孔14B-2中,这样第一连杆21H相对于第二光栅尺架14B绕第七通孔14B-2的中心轴转动。俯仰臂21G的A支臂21G-1和B支臂21G-2上分别设有第十五通孔21G-11和第十六通孔21G-21,通孔中分别安装了第八深沟球轴承208和第七深沟球轴承207,直线轴承座12A的连接柱12A-2和直线轴承座12B的连接柱12B-2分别通过这两个轴承的内圈,而第一直线轴承座12A和第二直线轴承座12B分别固定在定位板12F上,这样俯仰臂21G相对于第一直线轴承座12A、第二直线轴承座12B绕连接柱12A-2、12B-2的中心轴转动。通过以上的安装配合,振镜24便拥有了个两个自由度的摆动。凸透镜架23中装配有凸透镜25,实现凸透镜25沿第一导杆15A和第二导杆15B作直线运动。如图2B所示,凸透镜25装入到凸透镜架23的中心孔中,通过卡圈25A压紧。凸透镜架23最后通过螺纹连接到的第一导杆15A和第二导杆15B的端部,随导杆一起实现直线运动。参见图4A所示,反射镜架22的支撑板22E上安装反射镜26,通过第四L形板22A的横板22A-1固定安装在地板33上。第五L形板22B和第六L形板22C分别对称的安装在通过第四L形板22A的竖板22A-2上。支撑板22E安装在第五L形板22B和第六L形板22C直接,通过螺纹连接,反射镜26就安装在支撑板22E的圆形腔22E-1中。出光限位板22D安装在第五L形板22B和第六L形板22C的下侧,出光限位板22D位于支撑板22E的下方,激光光束经过凸透镜25聚焦后,从出光限位板22D的第十通孔22D-1中射出。以上便是光路组件2的安装关系。在安装过程中,要求保证振镜24的转动中心,凸透镜25的中心,在一条光路轴线上,参见图4F所示。在本发明中,激光的光路为(参见图1、图4F所示):从飞秒激光发生器中射出的激光称为入射激光2A;该入射激光2A经振镜24后称为反射激光2B;该反射激光2B经凸透镜25后称为聚焦激光2C;该聚焦激光2C经反射镜26后称为出射激光2D,该出射激光2D作用于牙齿上,实现牙齿切削。在图4F中,牙齿坐标系记为OXYZ,出射激光2D在牙齿上的聚焦光斑相对于牙齿坐标OXYZ有三个自由度,即沿牙齿坐标OXYZ的X轴移动为第四自由度,沿牙齿坐标OXYZ的Y轴移动为第五自由度;沿牙齿坐标OXYZ的Z轴移动为第六自由度。因此,聚焦光斑在牙齿坐标OXYZ下具有三个自由度。(三)壳体组件3参见图3、图3A、图3B、图4F所示,壳体组件3包括有第一壳体31、第二壳体32、底板33、挡板35和支架34;底板33为一体加工成型件。底板33上设有凹槽33D,该凹槽33D用于安装电机驱动组件1中的定位板12F。底板33的前端设有凸台板33F,该凸台板33F上安装有光路组件2中的第四L形板22A。挡板35用于与出光限位板22D配合使用,实现聚焦激光2C的外泄。挡板35安装在第二壳体32的下方。支架34为U形结构件,支架34的上方设有过光孔34D,该过光孔34D用于飞秒激光发生器出射的激光通过。支架34安装在底板33的一端,且位于第四L形板22A之后。参见图3A所示,第一壳体31为一体加工成型的一面开口的箱体结构。第一壳体31的中部为一空腔311,该空腔311用于放置光路组件1和电机驱动组件2;第一壳体31的上设有左侧板面31A、右侧板面31B、顶板面31C、前板面31E和后板面31G;其中,左侧板面31A与右侧板面31B为相对设置板面,前板面31E和后板面31G为相对设置板面;左侧板面31A、右侧板面31B分别安装在底板33的两侧;顶板面31C上设有第一开口31D,该第一开口31D用于入射激光2A(参见图4F所示)穿过;前板面31E上设有第二开口31F,该第二开口31F用于聚焦激光2C(参见图4F所示)穿过;后板面31G上设有第三开口31H,该第三开口31H用于导线穿过。参见图3B所示,第二壳体32为鹰嘴结构,第二壳体32的中部为空腔32A,该空腔32A用于放置反射镜架22。第二壳体32与挡板35安装配合后,能够实现对反射镜架22在空腔32A的位置。在本发明中,壳体组件1的装配关系为:支架34安装在底板33的前端,且位于光路组件2中的第四L形板22A之后;第二壳体32安装在光路组件2的反射镜架22上,第二壳体32的底部安装有挡板35;底板33的凸台板33F上安装有第四L形板22A,底板33的凹槽33D内安装有电机驱动组件1和光路组件2;第一壳体31与底板33安装在一起。本发明提供了一套用于牙体预备的基于振镜-透镜的微型激光路径规划和自动控制系统,能够实现自动化的牙体预备过程。其振镜-透镜激光系统采用了振镜-凸透镜-反射镜的光路原理,控制系统控制振镜的2自由度的转动和凸透镜的1自由度的移动便能控制激光光路的变化;借鉴Gosselin的球面解耦机构,提出了一套用于装载振镜的2自由度机构作为传动系统,通过电机的驱动实现振镜2自由度摆动;根据牙齿预备的高精度要求选型设计出了一套高位置精度的驱动系统。