导读:本文包含了排牙机器人论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多操作机排牙机器人,全口义齿,运动学建模,联合仿真
排牙机器人论文文献综述
姜金刚[1]（2013）在《多操作机排牙机器人运动学建模及精确控制》一文中研究指出口腔修复机器人作为近年来迅速发展的新兴学科,以其操作的规范化、标准化和自动化等优点,成为现代口腔修复学发展的必然趋势。目前采用的单操作机排牙,难以实现人工牙的依次抓取和定位问题,且抓取效率和精度低。本文提出采用多操作机进行全口义齿排列的方法,利用多个操作机的协调配合实现人工牙位置和姿态的精确控制,使得全口义齿的排列既能满足无牙颌患者的生理功能和美观要求,又能提高排牙的效率和精度。针对多操作机排牙机器人的运动学问题和排牙规则量化问题,进行了多操作机排牙机器人运动学建模研究。建立了考虑牙位转矩角和轴倾角的不同型号解剖形态人工牙定量化表达坐标系。在牙弓曲线幂函数模型的基础上,建立多操作机排牙机器人牙弓曲线发生器的数学模型,提出采用牙宽迭代法实现人工牙在牙弓曲线上位置的计算,并利用人工牙控制点实现散牙在牙弓曲线发生器上的位置补偿。利用解析法建立了多操作机排牙机器人的运动学模型,并利用患者病例进行了计算和仿真,验证了运动学模型建立的正确性。针对牙弓曲线发生器的协调运动问题,进行了牙弓曲线发生器的运动规划和联合仿真。提出了采用牙弓参数等增量法实现牙弓曲线发生器各控制点的运动规划,仿真分析比较了叁种规划方法时牙弓曲线发生器运动过程中的应力情况,验证了该运动规划方法的有效性;进行了牙弓曲线发生器的联合仿真,各控制点联合仿真轨迹与理论轨迹对比分析的结果验证了柔性牙弓曲线发生器及其驱动模块动力学模型、控制模型的准确性和结构设计的合理性。针对排牙操作协调运动和精度要求高的特点,进行了多操作机排牙机器人精确运动控制的研究。提出了采用高解析度预设定时、高解析度实时定时和CPU时间戳定时器实现控制脉冲输出的方法。进行了上述叁种方法实现控制脉冲输出的精度和稳定性的分析,并给出了以上叁种软件定时方法实现控制脉冲输出误差存在的原因。结果表明:高解析度实时定时实现脉冲输出的稳定性和精度满足多操作机排牙机器人精确控制的要求。搭建了多操作机排牙机器人实验平台,进行了牙弓曲线发生器的控制实验和排牙实验。牙弓曲线发生器控制实验表明牙弓曲线发生器运动的实际轨迹、联合仿真轨迹和理论轨迹具有一致性,验证了高解析度实时定时产生控制脉冲控制多操作机排牙机器人同步精确控制的可行性和有效性,进一步证明了联合仿真模型的合理性和精确性。以单点最大误差作为排牙结果的量化评价依据,进行了两例不同牙槽嵴吸收程度患者的排牙实验研究,结果表明上下牙列的单点最大误差均不大于1.72mm。并将机器人排牙结果与手工排牙结果进行对比分析,机器人排牙结果验证了排牙量化理论和运动学模型的准确性和多操作机实现全口义齿排列策略的可行性。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2013-03-01）
张伟亮[2]（2013）在《SCARA型排牙机器人结构设计与仿真分析》一文中研究指出为了恢复患者的颌面形态及生理功能，保护下颌组织的健康，需要及时的进行口腔修复。传统的口腔修复往往是以视觉评价和手工操作为基础的，导致临床医疗过程中存在很大的随机性和局限性。伴随着计算机技术和排牙理论的完善，为设计出临床口腔应用的排牙机器人提供了可能，因此本论文所研究的SCARA型排牙机器人就是以实际应用为目标，力图设计出小型化，低成本的排牙机器人，从而达到缩短全口义齿制作周期，提高排牙精度的目的。本课题首先研究当前义齿排列方法，查阅相关的国内外文献，并综合机器人的结构布局方式，提出SCARA型排牙机器人的设计方案。基于口腔修复学的临床要求，对排牙机器人做出功能分析，对关键关节和驱动方式进行详细的设计。首先根据模块化设计思想，分别对步进电机，同步齿形带，螺纹丝杠等部分进行相应的选型与计算并着重对升降机构，腕部结构和手爪夹持机构进行设计，运用Pro/E软件绘制出机器人的叁维模型。然后引入CAE和有限元基本理论，利用ANSYS/Workbench对机器人进行整体静力学分析，并对关键部位在载荷作用下进行变形分析。然后运用机器人运动学理论，采用D-H法建立排牙机器人的坐标系，推导出正逆变换方程及其相应解，并通过Matlab中的SimMechanics工具箱对机器人的工作空间进行绘制，从而为机器人结构参数和布局结构提供参考。最后建立虚拟样机模型，借助Pro/E与Adams的接口软件，将装配体模型导入Aview模块中，通过添加运动副和接触条件，采用位移驱动的方式得出机器人手爪末端的位移曲线，测算出手爪与牙套之间的接触力大小，并对机器人的振动情况进行分析，得到手臂的1~6阶模态位移。通过对SCARA型排牙机器人计算选型、虚拟样机建模、静力学变形分析、工作空间绘制、运动仿真分析，可以为设计的排牙机器结构的优化提供参考依据，并验证机器人结构方案合理型，为控制方案的选择奠定理论基础。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2013-03-01）
张永德,姜金刚,唐伟,谷俊涛[3]（2013）在《基于遗传算法的直角坐标式排牙机器人路径规划》一文中研究指出针对多目标抓取的直角坐标排牙机器人的路径规划问题,研究了直角坐标排牙机器人的结构及抓取V型块的过程,按照最短行程的标准提出了优化问题,建立了实体的数学模型1,参考典型的TSP问题型将目标问题转化成类似TSP(traveling salesman problem)问题,并将模型1转化成抽象的数学模型2,并采用遗传算法的相关理论进行了求解,求解出了收敛的最优值,找到了最优的路径,具有充分的可行性.(本文来源于《哈尔滨理工大学学报》期刊2013年01期）
唐伟[4]（2012）在《直角坐标式排牙机器人路径规划与控制》一文中研究指出机器人在医学领域尤其是口腔修复领域的广泛应用，可以极大缩短义齿的制作周期，减小口腔医生的劳动量并实现自动化，带来巨大的社会效益以及经济效益。机器人控制系统的研发是保证排牙机器人系统功能全面、开放性强、可靠性的重要因素。在国内外现有研究成果的基础上，搭建了以多轴运动控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)运动控制卡为核心的硬件系统，并设计了直角坐标式排牙机器人系统控制软件。本文首先分析机器人的结构及排牙的过程，在明确本文多目标抓取的路径规划问题的基础上，参考典型的旅行商问题，建立起本文的多目标抓取路径规划问题的数学模型，借助遗传算法对该问题进行求解，获得最优解，确定各颗义齿排列的先后次序。建立六自由度直角坐标式排牙机器人的运动学模型。利用齐次变换矩阵法建立正运动学模型，推导出关节空间至直角坐标空间的转换关系。然后利用几何法导出了相应的逆运动学模型，建立末端执行器从直角坐标空间与关节空间的映射关系。选择各组件的型号，搭建硬件系统以实现对机器人的精确控制。最后基于模块化的思想，采用Visual C++编程语言设计系统控制界面，把整个控制界面分成了七个模块，对主要功能模块的工作机理进行了详细的分析。在搭建好的硬件系统的基础上，进行实验研究，测量实际位置与目标位置的误差值。并对产生误差的原因进行分析。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2012-03-01）
梁厅[5]（2011）在《直角坐标式排牙机器人设计与运动仿真》一文中研究指出排牙机器人是机器人技术在全口义齿修复领域的一次成功应用。随着我国社会老龄化的加速发展,需要研究一种可以量产并能够迅速投入使用的排牙机器人。目前的排牙机器人只停留在研究阶段,因此,研究一种低成本、重量轻的小型排牙机器人不仅能够满足社会广大无牙颌患者的需要,同时对于推动排牙理论的发展也具有重要的意义。本课题所研究的直角坐标式排牙机器人是用于口腔修复领域全口义齿修复的专用机器人,以推广普及为目的,提高全口义齿的制作精度,减小口腔医生的劳动量并实现自动化。本课题根据小型化、便携式排牙机器人的要求,首先基于TRIZ理论对直角坐标式排牙机器人做了功能分析,得出TRIZ理论在排牙机器人设计中的求解过程,并应用矛盾冲突矩阵和物质-场理论解决了设计中的技术冲突。在此基础上,根据模块化思想,设计了机器人的总体方案,并对机器人的移动关节和旋转关节做了具体的结构设计。同时,设计了针式单牙套来解决义齿不好抓取的问题,并设计了机器人手抓。其次,利用Pro/E建立了直角坐标式排牙机器人的虚拟样机,借助接口软件Mech/Pro 2005导入ADAMS的AView模块,采用位移驱动的方式对机器人进行运动学仿真,测算出手抓与针式单牙套的接触力。然后,利用ANSYS/Workbench对机器人进行了整体静力学分析,并利用ANSYS分析了手抓在受力情况下的变形情况。最后,借助Matlab中的SimMechanics工具箱分析了机器人的实际工作空间,并采用D-H法建立机器人的坐标系,求出广义坐标系下的末端位姿变换矩阵,推算出机器人运动学的正逆解,利用微分法对仿真结果进行了误差分析和计算,分析了误差产生的原因并给出减小误差的方法。通过对直角坐标式排牙机器人的虚拟样机建模、运动学仿真、机器人总体静力学分析和局部的静力学分析,以及工作空间分析和仿真误差计算,证明了采用TRIZ理论在排牙机器人的总体设计和结构设计的可行性和合理性,为下一步建立实际样机和实验奠定了基础。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2011-03-01）
张永德,彭景春,姜金刚[6]（2008）在《多操作机排牙机器人的高精度运动控制》一文中研究指出根据多操作机排牙机器人的结构特点及其高精度运动控制的要求,并结合软、硬件控制的特点,确定了通过软件来实现多操作机排牙机器人高精度运动控制的方案.通过对多操作机排牙机器人控制系统的研究,分析了影响控制精度的各个环节,提出了预设定时和实时定时的两种控制软件实现方法.通过测试及排牙控制实验对两种实现方法的控制精度及稳定性进行了比较分析,验证了实时定时的控制软件实现方法可实现多操作机排牙机器人的高精度运动控制.(本文来源于《机器人》期刊2008年06期）
张永德,马俊伟,赵燕江,杜鹃[7]（2008）在《包含串并联关节的排牙机器人运动学分析》一文中研究指出针对串联关节和并联关节各自的特点,提出了一种由5自由度串联机构和并联机构组成的排牙机器人,通过对排牙机器人机构的分析,建立了其运动学方程。对运动学逆问题进行了分析并且应用解析法和矩阵法推导出各个关节的位姿矩阵,在已知患者的牙弓曲线和各散牙的末端位姿时,便可通过以上算法求得各个关节的位置和姿态。最后以下左牙为算例,对各个关节的位姿矩阵进行了求解。结果表明:本文提出的算法合理有效,解决了排牙机器人部分运动学问题。(本文来源于《机械科学与技术》期刊2008年08期）
姜金刚[8]（2008）在《多操作机排牙机器人的计算机控制》一文中研究指出多操作机排牙机器人系统是机器人在医学领域的又一全新应用,它的成功应用将实现定量化的全口义齿修复,促进口腔修复学及相关基础理论的发展,并能解决单操作机排牙难以实现人工牙的精确抓取以及依次定位和固定问题,使得全口义齿的制作既能满足无牙颌患者的生理功能和美观要求,又能达到规范化、标准化和自动化的水平,提高制作的效率,降低返修率。同时多操作机排牙机器人系统的实现,解决了批量步进电机的同步控制和协调运动问题。本文在分析多操作机排牙机器人基本结构的基础上,提出采用PC机与开关量的接口卡配合光电隔离板构成的运动控制方案。首先,基于电机集成驱动芯片A3977开发了步进电机驱动器。其次,在分析了几种高精度软件定时方法的基础上,编制了适合多操作机排牙机器人控制的软件定时模块程序,为多电机的同步协调运动奠定了良好的基础。然后,对多操作机排牙机器人的运动初始位置进行了标定,研究了多操作机排牙机器人的运动控制参数的计算方法和运动规划理论,针对具体的患者颌弓参数进行实例计算,并通过Matlab进行计算结果和运动规划理论的验证。最后,构建了多操作机排牙机器人的硬件控制系统,研究了批量电机的协调运动控制算法,开发了基于VC++ 6.0的多操作机全口义齿排牙机器人系统控制软件,针对具体的实例,对滑台机构部分进行了控制实验研究,实验结果表明多操作机排牙机器人运动控制参数的计算和规划以及运动控制方案是合理、可行的。多操作机排牙机器人的研制是将机器人技术应用于口腔修复医学的又一次大胆尝试。本文的研究对高精度软件定时技术、多关节机器人的运动学分析和运动轨迹规划以及批量电机的同步协调运动控制这几个方面具有重要的参考价值,并为进一步实现多操作机排牙机器人的全闭环控制奠定了基础,因而本文的研究具有极大的现实意义和应用前景。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2008-03-01）
汪洋涛[9]（2008）在《多操作机排牙机器人的结构分析及叁维参数化运动仿真》一文中研究指出基于多操作机的排牙机器人是一套计算机辅助设计、机器人辅助操作的全口义齿制作系统。它可以替代牙科医师在全口义齿制作中的大部分工作,不但比他们更精确地以数字的方式操作,而且能实现定量排牙,确保义齿质量,提高效率,降低成本的目的。此系统的研制不但会改变目前全口义齿制作的手工操作模式,而且也极大的促进机器人技术及口腔修复医学的发展。本文基于多操作机排牙机器人的研究,首先通过分析其整体结构及工作原理,并重点用ANSYS软件对牙弓曲线发生器进行在静态和动态下分析,用得到的最大应力应变值校验其结构安全性。然后运用ANSYS与ADAMS联合仿真的方法,先简化总体模型,再对多操作机排牙机器人进行运动仿真得到机器人运动时的叁维视觉效果;并通过在ADAMS中建立传感器以判断排牙机器人各操作机的运动是否干涉,这样为排牙机器人的轨迹规划及有效排牙提供必要的可视化辅助。其中联合仿真技术是本文的关键技术,此方法充分利用了两大软件的优势,它解决了牙弓曲线发生器在ADAMS中以刚性体形式无法仿真的问题,通过在ANSYS中建立柔性体模型,替代ADAMS中的刚性体模型完成运动仿真,得到其在动态下的载荷情况后,再将它提供给ANSYS对其完成其在动态下的应力应变分析。本文在最后结合VC++开发了ADAMS用户子程序和用户界面,实现了VC与ADAMS的连接以及驱动参数的传递。本文的研究对结构分析,柔性体的建模与以及ANSYS,ADAMS软件之间的联合仿真与ADAMS子程序的开发这几个方面具有重要的参考意义,并为进一步建立多操作机排牙机器人实时自动化的仿真系统奠定了基础。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2008-03-01）
张永德,姜金刚,赵燕江,汪洋涛[10]（2007）在《多操作机排牙机器人的下位机控制系统设计》一文中研究指出为了满足多操作机排牙机器人实现人类全口义齿排牙对实时性和准确性的需要以及解决对大批量步进电机进行控制的难题,提出采用主从式单片机控制方案,开发了基于MSP430单片机的多操作机排牙机器人下位机控制系统。详细介绍了多操作机排牙机器人的结构及工作过程、多操作机排牙机器人下位机控制系统的硬件实现和软件系统。实验结果表明,该控制系统设计合理,具有控制精确、开放性好、可靠性高等优点。(本文来源于《电子技术应用》期刊2007年11期）
排牙机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了恢复患者的颌面形态及生理功能，保护下颌组织的健康，需要及时的进行口腔修复。传统的口腔修复往往是以视觉评价和手工操作为基础的，导致临床医疗过程中存在很大的随机性和局限性。伴随着计算机技术和排牙理论的完善，为设计出临床口腔应用的排牙机器人提供了可能，因此本论文所研究的SCARA型排牙机器人就是以实际应用为目标，力图设计出小型化，低成本的排牙机器人，从而达到缩短全口义齿制作周期，提高排牙精度的目的。本课题首先研究当前义齿排列方法，查阅相关的国内外文献，并综合机器人的结构布局方式，提出SCARA型排牙机器人的设计方案。基于口腔修复学的临床要求，对排牙机器人做出功能分析，对关键关节和驱动方式进行详细的设计。首先根据模块化设计思想，分别对步进电机，同步齿形带，螺纹丝杠等部分进行相应的选型与计算并着重对升降机构，腕部结构和手爪夹持机构进行设计，运用Pro/E软件绘制出机器人的叁维模型。然后引入CAE和有限元基本理论，利用ANSYS/Workbench对机器人进行整体静力学分析，并对关键部位在载荷作用下进行变形分析。然后运用机器人运动学理论，采用D-H法建立排牙机器人的坐标系，推导出正逆变换方程及其相应解，并通过Matlab中的SimMechanics工具箱对机器人的工作空间进行绘制，从而为机器人结构参数和布局结构提供参考。最后建立虚拟样机模型，借助Pro/E与Adams的接口软件，将装配体模型导入Aview模块中，通过添加运动副和接触条件，采用位移驱动的方式得出机器人手爪末端的位移曲线，测算出手爪与牙套之间的接触力大小，并对机器人的振动情况进行分析，得到手臂的1~6阶模态位移。通过对SCARA型排牙机器人计算选型、虚拟样机建模、静力学变形分析、工作空间绘制、运动仿真分析，可以为设计的排牙机器结构的优化提供参考依据，并验证机器人结构方案合理型，为控制方案的选择奠定理论基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
排牙机器人论文参考文献
[1].姜金刚.多操作机排牙机器人运动学建模及精确控制[D].哈尔滨理工大学.2013
[2].张伟亮.SCARA型排牙机器人结构设计与仿真分析[D].哈尔滨理工大学.2013
[3].张永德,姜金刚,唐伟,谷俊涛.基于遗传算法的直角坐标式排牙机器人路径规划[J].哈尔滨理工大学学报.2013
[4].唐伟.直角坐标式排牙机器人路径规划与控制[D].哈尔滨理工大学.2012
[5].梁厅.直角坐标式排牙机器人设计与运动仿真[D].哈尔滨理工大学.2011
[6].张永德,彭景春,姜金刚.多操作机排牙机器人的高精度运动控制[J].机器人.2008
[7].张永德,马俊伟,赵燕江,杜鹃.包含串并联关节的排牙机器人运动学分析[J].机械科学与技术.2008
[8].姜金刚.多操作机排牙机器人的计算机控制[D].哈尔滨理工大学.2008
[9].汪洋涛.多操作机排牙机器人的结构分析及叁维参数化运动仿真[D].哈尔滨理工大学.2008
[10].张永德,姜金刚,赵燕江,汪洋涛.多操作机排牙机器人的下位机控制系统设计[J].电子技术应用.2007