固定矫治技术是目前常见且有效的错颌畸形治疗方法,其中正畸弓丝的弯制是固定矫治技术的关键部分。由于弓丝的超弹性、成形弓丝的形状复杂性和手工操作的不确定性,难以实现快速、精确的个性化正畸弓丝的弯制。本项目提出采用机器人实现正畸弓丝弯制,利用机器人的位姿精确控制能力和刚性保持能力克服弓丝的超弹性实现弓丝弯制。利用回弹最小势能原理揭示不同材料正畸弓丝弯制回弹机理;提出有限点展成法建立成形弓丝弯制点关键参数优化理论模型;采用三阶轨迹规划研究机器人正畸弓丝弯制点对点的精密运动规划方法;利用Hamilton原理和Newton-Euler法建立机器人-弓丝的耦合动力学模型;完成正畸弓丝弯制机器人的设计和研制,搭建机器人弓丝弯制实验系统,开展仿真和实验研究。本项目对于提高个性化正畸弓丝弯制的精度、效率,推动口腔正畸医学的发展,具有重要理论意义和实际应用价值。
英文主题词orthodontic archwire;robotic bending;springback mechanism;archwrie form planning;acceleration/deceleration planning