牙頜模型作為口頜系統(tǒng)與咀嚼機(jī)器人系統(tǒng)的代表性部件,其建模方式是影響此類多體系統(tǒng)動力學(xué)模型準(zhǔn)確度的重要因素。本文以咀嚼機(jī)器人右側(cè)第一磨牙為研究對象,提出一種由V型面與球面構(gòu)成的點(diǎn)接觸高副等效建模方式。首先,利用有限單元法對原始模型的3種靜態(tài)接觸工況（咬入接觸、正中接觸、咬出接觸）與動態(tài)咀嚼工況進(jìn)行咬合動力學(xué)分析,得到期望咬合力;其次,運(yùn)用赫茲接觸模型建立點(diǎn)接觸高副等效模型靜態(tài)接觸工況的咬合力解析式,根據(jù)期望咬合力對解析式內(nèi)法向量與咬合剛度等參數(shù)進(jìn)行等效設(shè)計;最后,對等效模型在靜態(tài)接觸與動態(tài)咀嚼工況中的咬合力表現(xiàn)進(jìn)行評價。本文結(jié)果表明,等效模型能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)接觸工況8項(xiàng)期望咬合力的等效,同時對動態(tài)咀嚼工況初期與末期咬合力變化吻合良好,中期引入一定程度的沖擊,但可通過后續(xù)軌跡規(guī)劃進(jìn)行弱化。本文所提出的牙頜模型等效建模方案,進(jìn)一步提升了多體系統(tǒng)動力學(xué)模型準(zhǔn)確性,也為人體其他復(fù)雜接觸的動力學(xué)建模提供了新思路。 

【文章來源】：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2020,37(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

咀嚼機(jī)器人磨牙三維與有限元模型

在曲面造型軟件CREO 3.0(PTC Inc.,美國）中進(jìn)行點(diǎn)接觸高副等效模型的V型面與球面造型設(shè)計，如圖4所示。具體步驟如下：圖3 原始模型靜態(tài)接觸與動態(tài)咀嚼工況咬合力

原始模型靜態(tài)接觸與動態(tài)咀嚼工況咬合力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]口腔修復(fù)中的咬合接觸問題[J]. 王美青.  華西口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2012(06)

博士論文
[1]基于義齒磨損性能測試的冗余驅(qū)動咀嚼機(jī)器人技術(shù)研究[D]. 王貴飛.大連理工大學(xué) 2018



本文編號：3103832