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近年来,在牙修复领域发展起来一种新的骨支持义齿技术——种植义齿,种植义齿技术不仅将颌骨的潜能进行了充分挖掘,其颌力传递方式更接近天然牙,并且适应症广泛。种植义齿的发展为口腔临床瓶颈的突破提供了一种新的方向和有效手段。种植体-骨结合的成功与否受到许多因素的影响,临床中常用种植体的稳定性来反映种植体与骨的结合情况。种植体-骨结合过程中的稳定性越高,种植体种植的成功率就越高。在种植义齿的操作过程中,需要对种植体的稳定性作定期的测试,判断种植体与骨的结合情况,以便医生采取相应的措施。因此,对高精度、便捷和准确的种植体稳定性检测方法的研究,具有及其重要的意义。目前,对种植体稳定性检测的各类方法中,谐振频率法和扭矩测量法是人们比较关注的。谐振频率法已被用于临床检测,如:Osstell仪器。它虽然可以测量种植体抗侧向力的能力,但不能判断种植体与骨质之间的非骨性结合的情况。现有扭矩测量法主要是测量旋出扭矩和植入扭矩能够较准确地反应种植体抗旋转力的能力,但是这种测量具有破坏性,不能应用于临床。本课题针对种植体稳定性的检测现状,希望通过非破坏性种植体的扭矩测量来反映种植体的稳定性。本课题的重点在于研究利用声表面波谐振器测量转轴扭矩。声表面波(SAW)谐振器(433.92MHz)具有高灵敏度、高稳定性、尺寸小和线性度好的特点。利用SAW谐振器测量扭矩的基本原理是:当转轴出现扭矩时,转轴上的切应力发生变化,会使SAW谐振器的谐振频率发生变化,通过对SAW谐振器的谐振频率的测量,即可得到转轴上扭矩的相关信息,实现转轴扭矩测量。论文工作主要涉及以下几个方面:(1)提出了梯度应力场条件下, SAW谐振器的谐振频率和梯度应力场之间的理论关系,并给出了转轴扭矩和SAW谐振器的谐振频率之间的理论公式。利用ANSYS软件对上述理论模型进行了模拟仿真;(2)设计制作了基于表面声波谐振器的转轴扭矩测试系统;(3)设计制作了SAW信号的采集、处理电路和基于FPGA的数字频率计;(4)对不同力矩下的SAW谐振频率进行实际测量,再用谐振频率与扭矩的关系计算出转轴扭矩。ANSYS仿真结果表明SAW谐振器的谐振频率和剪切应力之间呈线性关系,与理论关系是一致的,说明利用SAW谐振测量转轴扭矩是可行的。从扭矩测试实验结果来看,扭矩测量值与施加力矩的变化规律一致。因此,本课题中设计的SAW扭矩测量系统可以实现转轴扭矩的定性测量,但两者之间存在一定的偏差。实验偏差主要来源于实验装置比较粗陋,一方面SAW谐振器的压电基底刚度与金属转轴的刚度不匹配,另一方面测量装置的损耗较大,所以不能将转轴上施加的力矩完全转换为转轴上的扭矩。因此,要实现种植体上扭矩的测量,还需要进行诸多改进。