【摘要】：顳下頜關(guān)節(jié)紊亂綜合征(TMD)是下頜運(yùn)動(dòng)障礙的常見形式之一,該疾病會(huì)對(duì)患者的正常咀嚼運(yùn)動(dòng)造成不良影響。若病情未得到及時(shí)控制,會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的紊亂,嚴(yán)重者關(guān)節(jié)的器質(zhì)性受到損害。目前下頜康復(fù)機(jī)器人的成功案例只有日本早稻田大學(xué)研制的WJ系列并聯(lián)康復(fù)機(jī)器人,機(jī)構(gòu)尺寸大只適用于醫(yī)院,而且造價(jià)昂貴。而國(guó)內(nèi)主要集中在顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡、下頜骨運(yùn)動(dòng)軌跡的測(cè)量以及咀嚼肌數(shù)字化模型的建立等非康復(fù)型機(jī)器人的研究。下頜涉及上下、左右、前后三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),顳下頜關(guān)節(jié)紊亂綜合征患者的康復(fù)訓(xùn)練效果主要取決于上下、左右兩個(gè)方向的康復(fù)。分析目前下頜運(yùn)動(dòng)模擬機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上,提出一種新型二自由度下頜康復(fù)機(jī)器人。首先應(yīng)用下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀對(duì)無癥狀正常咬合志愿者進(jìn)行下頜側(cè)方運(yùn)動(dòng)以及咀嚼運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡描記,并作為下頜康復(fù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。建立下頜側(cè)方康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,利用MATLAB進(jìn)行側(cè)方康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析,并以下頜側(cè)方運(yùn)動(dòng)位移、機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)參數(shù)值范圍作為側(cè)方康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件,康復(fù)訓(xùn)練過程加速度變化最小為優(yōu)化目標(biāo),最終確定機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化參數(shù)。根據(jù)曲柄連桿圖譜確定咀嚼運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)比例,建立咀嚼運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB進(jìn)行咀嚼運(yùn)動(dòng)康復(fù)機(jī)構(gòu)軌跡仿真,并結(jié)合人體實(shí)際尺寸及生理要求,確定機(jī)構(gòu)各參數(shù)數(shù)值,完成機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后遵循工作空間優(yōu)化性原則,兩種機(jī)構(gòu)由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng):下頜側(cè)方康復(fù)訓(xùn)練為運(yùn)動(dòng)模式一、下頜咀嚼康復(fù)訓(xùn)練為運(yùn)動(dòng)模式二,并根據(jù)下頜運(yùn)動(dòng)約束肌肌力進(jìn)行下頜康復(fù)機(jī)器人電機(jī)以及減速機(jī)類型以及型號(hào)的選擇,利用CREO建立下頜康復(fù)機(jī)器人三維模型。相比于傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練模式該機(jī)器人具有康復(fù)效率高、康復(fù)周期短等優(yōu)點(diǎn),并且機(jī)器人輸出末端彈簧裝置以及可調(diào)件的應(yīng)用,既實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的柔順性又保證了患者康復(fù)訓(xùn)練的安全有效性。
【圖文】：

Evens 通過模擬下頜的開閉運(yùn)動(dòng)，，并研究制作出 Hanau 牙合架標(biāo)志著科學(xué)家們已經(jīng)將康復(fù)機(jī)器人的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到咀嚼機(jī)器人架各構(gòu)件之間只存在鉸鏈自由度，存在很大的缺陷。 所示，Hanau 牙合架可以對(duì)下頜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行較為真實(shí)的運(yùn)動(dòng)模擬架常應(yīng)用于可摘局部義齒和全口義齒的修復(fù)中。Hanau 牙合架利環(huán)和螺絲分別模擬人體的上頜和下頜；髁導(dǎo)斜度的調(diào)節(jié)依靠髁梁方髁導(dǎo)斜度的調(diào)節(jié)需依靠調(diào)節(jié)側(cè)柱位置；切導(dǎo)斜度的調(diào)節(jié)則要靠的角度，通過以上的調(diào)節(jié)才可以全面的對(duì)下頜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬[4]。lum 對(duì)前期 Hanau 牙合架改進(jìn)得到的“髁球—溝槽”構(gòu)造牙合架方運(yùn)動(dòng)及頜位調(diào)節(jié)過程的模擬；Stuart 對(duì)牙合架進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)構(gòu)設(shè)計(jì)為“髁球—盒”結(jié)構(gòu)，可以較為真實(shí)地復(fù)現(xiàn)髁道運(yùn)動(dòng)軌跡合架的研制未考慮到口腔生理結(jié)構(gòu)、食物質(zhì)地等因素，故其只能的研究及義齒修復(fù)，并不具備康復(fù)治療作用。

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 所示，是英國(guó)布里斯托大學(xué)研制出的具有六個(gè)自由度的 Dento—M人[6]。該機(jī)器人的上頜骨固定在機(jī)架上，機(jī)架為 Stewart 平臺(tái)，下頜間通過可動(dòng)副連接，完成下頜移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于 Stewart 平臺(tái)工所以該并聯(lián)機(jī)器人可以對(duì)下頜軌跡進(jìn)行很好的模擬，而且由于機(jī)器人可以達(dá)到的模擬咀嚼力較大；支撐架部分增加了力傳感器，傳感器齒材料的選擇提供直觀數(shù)據(jù)[7]。六個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別用于模擬下頜參與的伸縮運(yùn)動(dòng)，以此控制動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，但是該機(jī)構(gòu)沒有將下頜的生理，故無法實(shí)現(xiàn)對(duì)下頜運(yùn)動(dòng)的真實(shí)性模擬。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2574351