目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)器人正畸弓絲彎制研究意義 1
1.2 弓絲彎制機(jī)器人技術(shù) 2
1.3 機(jī)器人加減速規(guī)劃技術(shù) 6
1.4 弓絲成形規(guī)劃技術(shù) 8
1.5 彎曲回彈技術(shù) 9
1.5.1 理論計(jì)算法 10
1.5.2 試驗(yàn)研究法 13
1.6 本書的主要內(nèi)容 16
參考文獻(xiàn) 17
第2章 口腔正畸學(xué)中的生物力學(xué)基礎(chǔ) 26
2.1 生物力學(xué)原理 26
2.1.1 牙齒組織構(gòu)成 26
2.1.2 正畸過程中的牙齒受力反應(yīng) 28
2.1.3 正畸過程中的牙齒移動(dòng)類型 28
2.2 固定矯治技術(shù) 31
2.2.1 固定矯治技術(shù)載體和原理 31
2.2.2 序列曲及特殊功能曲 32
2.2.3 方絲弓矯治的基本步驟 33
參考文獻(xiàn) 34
第3章 正畸弓絲三維數(shù)學(xué)模型 36
3.1 正畸弓絲模型標(biāo)識(shí)的建立 36
3.1.1 牙位標(biāo)識(shí)的建立 36
3.1.2 牙弓曲線標(biāo)識(shí)的建立 37
3.2 正畸弓絲數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ) 38
3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)弓絲模型 38
3.2.2 目標(biāo)弓絲模型 39
3.3 正畸弓絲曲線數(shù)學(xué)模型的建立 41
3.3.1 曲線模型的選擇 41
3.3.2 曲線表達(dá)式的建立 42
3.3.3 曲線控制節(jié)點(diǎn)的選取 43
3.3.4 控制節(jié)點(diǎn)選取方案的比較 45
3.4 序列曲數(shù)學(xué)模型建立 47
3.4.1 第一序列牙弓曲線數(shù)學(xué)建模及相關(guān)基礎(chǔ)分析 47
3.4.2 第一序列曲弓絲的數(shù)字化表達(dá) 49
3.4.3 第二序列曲與第一序列曲相對位置坐標(biāo)變換矩陣推導(dǎo) 51
3.4.4 第二序列特殊弓形數(shù)學(xué)模型建立 53
3.4.5 托槽直線段位置和角度調(diào)整的數(shù)學(xué)模型 57
3.5 正畸弓絲三維數(shù)學(xué)建模顯示 60
3.5.1 機(jī)器人控制系統(tǒng)個(gè)性化交互界面的建立 60
3.5.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)個(gè)性化交互調(diào)整的方法 60
3.5.3 機(jī)器人控制系統(tǒng)個(gè)性化交互步驟 63
參考文獻(xiàn) 67
第4章 正畸弓絲彎制成形控制節(jié)點(diǎn)規(guī)劃 69
4.1 第一序列曲弓絲彎制成形控制節(jié)點(diǎn)規(guī)劃 69
4.1.1 增量法與有限點(diǎn)展成法 70
4.1.2 兩種算法效率的比較 81
4.1.3 控制節(jié)點(diǎn)彎制角度規(guī)劃 85
4.2 特殊功能曲弓絲彎制成形控制節(jié)點(diǎn)規(guī)劃 88
4.2.1 個(gè)性化正畸弓絲成形特點(diǎn)分析 88
4.2.2 特殊功能曲弓絲彎制區(qū)域劃分方法 90
4.2.3 基于有限點(diǎn)尋回展成法彎制運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 96
參考文獻(xiàn) 101
第5章 正畸弓絲彎曲回彈機(jī)理研究 102
5.1 正畸弓絲材料性能參數(shù)測定 102
5.2 正畸弓絲彎曲回彈機(jī)理理論計(jì)算 107
5.2.1 彎絲工況分析與基本假設(shè) 107
5.2.2 彎曲回彈過程分析 108
5.2.3 彎曲中性層曲率半徑推導(dǎo) 111
5.2.4 弓絲彎曲力矩計(jì)算 112
5.2.5 回彈角及成形角計(jì)算 115
5.2.6 彎曲回彈實(shí)例計(jì)算 116
5.3 正畸弓絲彎曲回彈機(jī)理試驗(yàn)研究 117
5.3.1 弓絲彎曲回彈測量試驗(yàn)系統(tǒng) 118
5.3.2 弓絲彎曲回彈試驗(yàn) 118
5.4 理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對比 120
參考文獻(xiàn) 122
第6章 弓絲彎制機(jī)器人設(shè)計(jì) 123
6.1 弓絲彎制工藝方案分析 123
6.1.1 開大垂直曲工藝方案 125
6.1.2 T形曲工藝方案 125
6.2 弓絲彎制機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及有限元仿真 126
6.2.1 弓絲彎制機(jī)器人本體設(shè)計(jì)方案 127
6.2.2 彎曲模設(shè)計(jì)方案 128
6.2.3 弓絲支撐桿設(shè)計(jì)方案 129
6.2.4 關(guān)鍵零部件有限元分析 130
6.3 弓絲彎制機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 134
6.3.1 弓絲彎制機(jī)器人設(shè)計(jì)思路和原理 134
6.3.2 弓絲彎制機(jī)器人具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 136
6.4 弓絲彎制機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 140
6.4.1 弓絲彎制機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成 141
6.4.2 弓絲彎制機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件體系 142
6.4.3 弓絲彎制機(jī)器人分段自調(diào)整加減速規(guī)劃 144
參考文獻(xiàn) 151
第7章 基于彎絲映射的弓絲彎制模型 154
7.1 機(jī)器人弓絲彎制過程分析 154
7.1.1 人手彎絲運(yùn)動(dòng)模型建立 154
7.1.2 機(jī)器人彎絲運(yùn)動(dòng)模型建立 172
7.1.3 弓絲彎制機(jī)器人結(jié)構(gòu)與各關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)關(guān)系 183
7.2 機(jī)器人正畸弓絲彎制映射 185
7.2.1 人手-機(jī)器人彎絲運(yùn)動(dòng)工作空間映射 186
7.2.2 人手-機(jī)器人彎絲運(yùn)動(dòng)映射 199
7.2.3 人手-機(jī)器人彎絲運(yùn)動(dòng)映射模型建立及機(jī)器人彎制規(guī)劃 204
7.2.4 基于鏈表的正畸弓絲自學(xué)習(xí)彎制成形方法 223
7.3 機(jī)器人正畸弓絲彎制程序生成方法 227
7.3.1 第一序列曲正畸弓絲彎制程序生成方法 227
7.3.2 第二序列曲中開大垂直曲的機(jī)器人弓絲彎制程序生成方法 232
參考文獻(xiàn) 233
第8章 機(jī)器人正畸弓絲彎制試驗(yàn) 235
8.1 基于ROS的正畸弓絲彎制規(guī)劃仿真試驗(yàn) 235
8.1.1 正畸弓絲仿真彎制平臺(tái)軟件的選擇 235
8.1.2 基于ROS的機(jī)器人彎制規(guī)劃試驗(yàn)仿真平臺(tái)搭建 237
8.1.3 彎制規(guī)劃仿真試驗(yàn) 240
8.2 直角坐標(biāo)系正畸弓絲彎制規(guī)劃試驗(yàn) 243
8.2.1 弓絲彎制機(jī)器人試驗(yàn)系統(tǒng) 243
8.2.2 弓絲彎制試驗(yàn) 245
8.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及誤差分析 250
8.3 弓絲彎制機(jī)器人控制系統(tǒng)試驗(yàn)及結(jié)果分析 260
8.3.1 弓絲彎制控制系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的組成 260
8.3.2 弓絲彎制控制試驗(yàn)與誤差分析 261
8.4 有限點(diǎn)尋回展成法的機(jī)器人正畸弓絲彎制規(guī)劃試驗(yàn) 265
8.4.1 弓絲彎制機(jī)器人試驗(yàn)系統(tǒng) 266
8.4.2 弓絲彎制運(yùn)動(dòng)規(guī)劃試驗(yàn) 269
參考文獻(xiàn) 271