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本書介紹採用CRS機器人構建的全口義齒排牙機器人系統，內容包括全口義齒排牙的口腔修復學基礎、排牙演算法、三維互動式排牙及其軟件開發、採用CRS機器人實現全口義齒排牙、CRS機器人的軌跡規劃及控制、CRS機器人系統的排牙實驗、用微型多指靈巧手排牙、採用多機器人操作機排牙。
本書可供從事口腔修復醫學、機器人技術、生物醫學工程、機械電子工程的醫生、技師、教師、工程師和研究生等專業人士閱讀和參考。
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
2.2.1前牙的常規排列/7
2.2.2後牙的常規排列/8
2.3排牙順序/9
2.4牙的型號選擇/9
2.4.1前牙的選擇/9
2.4.2後牙的選擇/10
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
4.1.1開發環境和開發工具/22
4.1.2介面設計/23
4.1.3流程控制/24
4.1.4主要數據結構/25
4.1.5文件管理/26
4.2專家預排模塊/27
4.3模擬顯示和交互調整模塊/30
4.3.1計算機的圖形顯示/30
4.3.2弓形曲線的顯示和牙弓參數的調整/33
4.3.3義齒牙列的顯示和義齒位姿的調整/35
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
5.4.1專用電磁手爪的設計製作/42
5.4.2光纜線的結構設計製作及光源的改造/44
5.4.3工作檯及排牙盛膠托盤的設計及製作/45
5.4.4光敏材料的試驗/46
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
6.2.1義齒與定位過渡塊的位姿變換/49
6.2.2定位過渡塊位姿參數的計算/53
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
6.6.1機器人軌跡規劃的演算法/58
6.6.2機器人實際排牙的軌跡規劃/60
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
8.1.1目標函數的建立/69
8.1.2各目標函數的實現/71
8.1.3約束條件的建立及計算結果/74
8.2排牙多指手的運動學分析和工作空間/77
8.2.1三指靈巧手運動學分析/77
8.2.2三指靈巧手的工作空間/81
8.3排牙多指手的抓取規劃/83
8.3.1抓取模式的分類/83
8.3.2常見的接觸模型/85
8.3.3抓取映射/87
8.3.4力封閉抓取/88
8.4排牙多指手的三維建模及模擬/97
8.4.1Unigraphics簡介/97
8.4.2基於UG模擬分析的基本步驟/97
8.4.3基於UG機構建模/98
8.4.4運動學模擬分析/102
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
9.1.1單操作機排牙方案的分析/106
9.1.2多操作機排牙方案的分析/107
9.1.3系統搆成/108
9.1.4製作全口義齒的工作過程/109
9.2多操作機排牙機構的設計/110
9.2.1系統具體的結構設計/110
9.2.2自由度的分析/110
9.2.3關鍵元件的選取/111
9.2.4轉動機構的設計/113
9.2.5移動機構的設計/113
9.2.6元件的位置排放/117
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
9.4.1優化方法綜述/123
9.4.2優化模型的建立/123
9.4.3優化模型的計算/125
9.5多操作機排牙運動學及路徑規劃/133
9.5.1排牙機器人運動學問題分析/133
9.5.2排牙機器人運動學逆運算/134
9.6排牙機器人運動路徑控制/140
9.6.1路徑規劃和運動控制解決的問題/140
9.6.2直角坐標空間路徑規劃演算法/141
9.6.3二自由度機械臂的插補演算法/142
9.6.4排牙機器人的路徑控制/143
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
10.1.1單機器人操作機方案分析/146
10.1.2包含14個獨立操作機的排牙機器人方案/147
10.2排牙機器人的機構設計/148
10.2.1環形軌道的設計/148
10.2.2位置機構的設計/149
10.2.3姿態機構的設計/152
10.3標準元件的選擇和連接/155
10.4機構校核/156
10.4.1前支杆的撓度計算/156
10.4.2z軸支架上的螺釘校核/157
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
10.6.1多操作臂排牙機器人的工作過程/161
10.6.2機構設計的總體分析/161
10.6.3關於多操作臂排牙機器人的討論/162
參考文獻/164
