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,一個美麗的外形、健康的體魄能夠給人們帶來自信。但長期以來作為常見的口腔疾病,口腔錯頜畸形,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,而且彎制操作流程復(fù)雜、費(fèi)時費(fèi)力,還不能完全保證制備的精度,影響著實際的正畸治療效果。近年來,隨著自動化技術(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)作為研究對象,探索自動化制備過程中的相關(guān)理論和工程應(yīng)用技術(shù),以求早日實現(xiàn)臨床用口腔正畸弓絲的自動化制備。本文主要針對實際彎制系統(tǒng)中存在的規(guī)劃和控制問題開展研究工作。對自動彎制過程中弓絲形狀時變特性建立一套弓絲時序參數(shù)化描述模型,并采用特征序列彎制規(guī)劃策略實現(xiàn)自動彎制路徑生成；對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)測模型并配合回彈力檢測的過彎補(bǔ)償控制,實現(xiàn)彎制過程中的準(zhǔn)確彎制成形。為驗證算法,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),并實現(xiàn)弓絲彎折變形的動態(tài)顯示。相關(guān)弓絲彎制規(guī)劃方法在仿真平臺得到較好的驗證。同時在樣機(jī)系統(tǒng)的搭建上,實現(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)弓絲在仿真平臺和樣機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行弓絲彎折實驗,驗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)確自動化彎制。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R783.5;TP242

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