本文關(guān)鍵詞：口腔正畸弓絲彎制系統(tǒng)路徑規(guī)劃與彎制控制的研究

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【摘要】：隨著生活水平的提高,美麗與健康正得到越來越多的注重,一個(gè)美麗的外形、健康的體魄能夠給人們帶來自信。但長(zhǎng)期以來作為常見的口腔疾病,口腔錯(cuò)頜畸形,不僅影響外形美觀,還直接危害人類的健康。口腔正畸技術(shù)一直是當(dāng)代口腔醫(yī)學(xué)重要的研究方向。傳統(tǒng)正畸治療中,弓絲矯治器完全依賴正畸醫(yī)師手工制備,這不僅需要醫(yī)師豐富的臨床經(jīng)驗(yàn),而且彎制操作流程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還不能完全保證制備的精度,影響著實(shí)際的正畸治療效果。近年來,隨著自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,“機(jī)器換人”理念正不斷啟發(fā)著臨床口腔正畸從傳統(tǒng)的手工彎制向高精度、自動(dòng)化的方向過渡。本課題以口腔正畸弓絲彎制機(jī)器人系統(tǒng)作為研究對(duì)象,探索自動(dòng)化制備過程中的相關(guān)理論和工程應(yīng)用技術(shù),以求早日實(shí)現(xiàn)臨床用口腔正畸弓絲的自動(dòng)化制備。本文主要針對(duì)實(shí)際彎制系統(tǒng)中存在的規(guī)劃和控制問題開展研究工作。對(duì)自動(dòng)彎制過程中弓絲形狀時(shí)變特性建立一套弓絲時(shí)序參數(shù)化描述模型,并采用特征序列彎制規(guī)劃策略實(shí)現(xiàn)自動(dòng)彎制路徑生成；對(duì)因弓絲折彎過程中的彈性回彈現(xiàn)象,建立基于過彎量預(yù)測(cè)模型并配合回彈力檢測(cè)的過彎補(bǔ)償控制,實(shí)現(xiàn)彎制過程中的準(zhǔn)確彎制成形。為驗(yàn)證算法,本文選用開源機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS搭建正畸弓絲彎制仿真系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)弓絲彎折變形的動(dòng)態(tài)顯示。相關(guān)弓絲彎制規(guī)劃方法在仿真平臺(tái)得到較好的驗(yàn)證。同時(shí)在樣機(jī)系統(tǒng)的搭建上,實(shí)現(xiàn)商業(yè)機(jī)械臂基于SOAP協(xié)議的ROS系統(tǒng)集成。本文最后以目標(biāo)弓絲在仿真平臺(tái)和樣機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行弓絲彎折實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證所提出的弓絲彎制方法和策略的可行性和有效性,表明本文建立的相關(guān)彎制方法和彎制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)弓絲的準(zhǔn)確自動(dòng)化彎制。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R783.5;TP242

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