機器人化全口義齒排牙技術

隨著科學技術的迅速發展和機器人技術的不斷進步，機器人的應用領域日益擴大。在傳統的工業製造領域成功應用後，機器人技術正向農業、國防、航空航太、水下、康復、醫療等其他各個領域飛速發展，其中的醫療機器人是目前機器人研究領域中最活躍、最有發展前景的方向之一。醫療機器人技術引起美、法、德、意、日等國家學術界的極大關注，自20世紀90年代起，國際先進機器人計劃(IARP)已召開過多屆醫療外科機器人研討會。在發達國家已經出現醫療外科手術機器人市場化妝品，並在臨床上開展了大量的病例應用研究。可以預見，在21世紀各種先進的機器人系統將會進入人類生活的各個領域，成為人類良好的助手和親密的朋友。

採用機器人技術實現全口義齒製作過程中的排牙操作是機器人在醫學領域的又一個全新應用。它將使定性的全口義齒修復理論提高到定量理論水準，同時也將帶動口腔修復學及相關基礎理論的定量化研究，提高口腔修復醫學的整體水準。這將徹底改變依靠醫生和技師個人經驗的傳統手工製作方式，使全口義齒的設計與製作達到規範化、標準化、自動化、工業化的水準，從而極大地提高其製作效率和質量。

隨著科學技術的迅速發展和機器人技術的不斷進步，機器人的應用領域日益擴大。在傳統的工業製造領域成功應用後，機器人技術正向農業、國防、航空航太、水下、康復、醫療等其他各個領域飛速發展，其中的醫療機器人是目前機器人研究領域中最活躍、最有發展前景的方向之一。醫療機器人技術引起美、法、德、意、日等國家學術界的極大關注，自20世紀90年代起，國際先進機器人計劃(IARP)已召開過多屆醫療外科機器人研討會。在發達國家已經出現醫療外科手術機器人市場化妝品，並在臨床上開展了大量的病例應用研究。可以預見，在21世紀各種先進的機...

第1章緒論/1
1.1醫用機器人的研究進展/1
1.2口腔修復機器人的國內外研究綜述/2
1.3機器人排牙的目的和意義/3
1.4機器人排牙的研究基礎和背景/4

第2章全口義齒排牙的口腔修復學基礎/6
2.1排牙原則/6
2.2牙齒的常規排列/7
2.3排牙順序/9
2.4牙的型號選擇/9

第3章排牙演算法/11
3.1散牙描述/11
3.2無牙頜弓及牙弓的數學模型/12
3.3人工牙列和無牙頜弓的曲線形狀適配方程/14
3.4牙在牙弓曲線上的位置計算/15
3.5散牙長方體在牙弓曲線上位置的調整/17
3.6排牙規則的實現/18

第4章三維互動式排牙及其軟件開發/22
4.1軟件的總體介紹/22
4.2專家預排模塊/27
4.3模擬顯示和交互調整模塊/30

第5章採用CRS機器人實現全口義齒排牙/40
5.1全口義齒機器人製作系統總論/40
5.2系統軟件結構/41
5.3系統硬體結構/42
5.4部分硬體的設計製作/42

第6章CRS機器人的軌跡規劃及控制/47
6.1排牙器排牙法/47
6.2三維模擬排牙與機器人實際排牙的坐標變換關係/49
6.3RAPL機器人語言/55
6.4機器人工具末端的偏置量設置/56
6.5電磁手爪和光敏燈的控制/57
6.6機器人軌跡規劃/58
6.7機器人控制程式的編制/61

第7章CRS機器人系統的排牙實驗/64
7.1排牙實驗的意義和患者頜弓參數的測量/64
7.2機器人系統製作牙列/65
7.3手工製作牙列/66
7.4排牙實驗結果分析/68（HJ）（LM）

第8章用微型多指靈巧手排牙/69
8.1排牙多指手的結構參數優化設計/69
8.2排牙多指手的運動學分析和工作空間/77
8.3排牙多指手的抓取規劃/83
8.4排牙多指手的三維建模及模擬/97

第9章採用多機器人操作機排牙/105
9.1採用多操作機的排牙系統方案/106
9.2多操作機排牙機構的設計/110
9.3排牙機器人機構的三維設計/121
9.4排牙機器人的參數優化設計/123
9.5多操作機排牙運動學及路徑規劃/133
9.6排牙機器人運動路徑控制/140

第10章包含14個獨立操作機的排牙機器人設計/146
10.1包含14個獨立操作機的排牙機器人系統的總體方案/146
10.2排牙機器人的機構設計/148
10.3標準元件的選擇和連接/155
10.4機構校核/156
10.5基於Pro/E的自動排牙機的三維設計/157
10.6排牙機器人設計過程分析/161

參考文獻/164

第1章緒論/1
1.1醫用機器人的研究進展/1
1.2口腔修復機器人的國內外研究綜述/2
1.3機器人排牙的目的和意義/3
1.4機器人排牙的研究基礎和背景/4

第2章全口義齒排牙的口腔修復學基礎/6
2.1排牙原則/6
2.2牙齒的常規排列/7
2.3排牙順序/9
2.4牙的型號選擇/9

第3章排牙演算法/11
3.1散牙描述/11
3.2無牙頜弓及牙弓的數學模型/12
3.3人工牙列和無牙頜弓的曲線形狀適配方程/14
3.4牙在牙弓曲線上的位置計算/15
3.5散牙長方體在牙弓曲線上位置的調整/17
3.6排牙規則的實現/18

第4章三維互動式排牙及其軟件開發/22
4.1軟件...