正畸弓絲的三維數(shù)學(xué)模型及彎制算法研究.pdf

1、隨著生活水平的不斷提高，人們對健康和美提出了更高的要求。健康、整齊的牙齒不僅能給人留下深刻又美好的印象，更能提高咀嚼的能力、維持消化系統(tǒng)的健康。大多數(shù)的矯正弓絲是由醫(yī)生憑經(jīng)驗(yàn)手工彎制而成，效率低、勞動強(qiáng)度大且精度差是其主要的缺點(diǎn)，而利用機(jī)器人替代醫(yī)生完成枯燥的彎制工作對提高效率與精度等大有裨益。本文立足于臨床實(shí)際需求，基于口腔牙頜結(jié)構(gòu)，建立正畸弓絲三維數(shù)學(xué)建模方法，結(jié)合正畸弓絲彎制機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對弓絲彎制的算法進(jìn)行研究，以提高彎制的

2、精度與效率。
　　提出了正畸弓絲三維數(shù)學(xué)建模的方法。基于弓絲與托槽之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，建立牙位標(biāo)識和牙弓曲線標(biāo)識，以確定模型構(gòu)建時所需關(guān)鍵參數(shù)；比較常見的幾種曲線構(gòu)造方式及特點(diǎn)，構(gòu)建了基于 Bezier空間曲線的正畸弓絲模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式和控制點(diǎn)的選取方案；借助 MATLAB研發(fā)出基于 Bezier曲線的牙位曲線生成系統(tǒng)，依據(jù)該系統(tǒng)進(jìn)行三維數(shù)學(xué)建模顯示及驗(yàn)證。
　　建立了正畸弓絲的彎制算法。以手工彎制弓絲的工藝為基礎(chǔ)，并對現(xiàn)有的正

3、畸弓絲彎制機(jī)器人運(yùn)動及彎制方式進(jìn)行分析，對彎制算法中弓絲成形方法的選用、彎制成形控制節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)處曲線角度進(jìn)行了規(guī)劃方法的構(gòu)建。
　　搭建了正畸弓絲彎制機(jī)器人控制系統(tǒng)。通過幾種常見軟件開發(fā)工具的分析及對比，確定應(yīng)用LabVIEW開發(fā)的基于PMAC卡的正畸弓絲彎制機(jī)器人上位機(jī)系統(tǒng)，通過 Ethernet網(wǎng)口向 PMAC多軸運(yùn)動控制卡發(fā)送動作指令以完成所指定的正畸弓絲彎制等任務(wù)。
　　以一例患者的口腔參數(shù)為例，采用國產(chǎn)不銹鋼方弓絲