基于有限点展成法的正畸弓丝成形控制点规划

错颌畸形是目前常见的口腔疾病,固定矫治是治疗错颌畸形的有效方法,其中固定矫治技术的关键是正畸弓丝的精确化弯制。机器人利用其位姿的精确控制能力可以实现精确化的弓丝弯制,其中弓丝成形控制点的规划决定了机器人弯制正畸弓丝的成形精度。基于分段式的正畸弓丝数学模型,提出采用有限点展成法实现正畸弓丝成形控制点的位置规划,对基于有限点展成法的正畸弓丝成形控制点位置规划方案进行实验验证,对不同弦弧围成面积下弦弧差值对控制点数目和面积误差的影响规律,以及控制点数目和面积误差之间的关系进行了讨论,并提出基于斜率法的正畸弓丝成形控制点角度规划策略。基于患者临床口腔数据,利用自行设计的正畸弓丝弯制机器人实验系统,通过正畸弓丝弯制实验验证了正畸弓丝成形控制点位置和角度规划策略的有效性。

个性化正畸弓丝成形规划方法及实验研究

传统手工弯制正畸弓丝弯制效率低、弯制精度不高,使用正畸弓丝弯制机器人弯制正畸弓丝能够克服上述缺点。根据临床上正畸医师常用的牙位标识方法对牙位进行了标识,使用贝塞尔曲线量化正畸弓丝在三维空间内的形状、位置和约束关系,采用插补的方式以离散的运动形式表达连续的状态,以实现正畸弓丝空间曲线的弯制,提出了基于有限点展成法的成形控制点的规划方法以及基于投影面角度合成的空间角度规划方法。通过对一例临床患者一组上颌的三维节点信息进行正畸弓丝弯制实验研究,证明了正畸弓丝机器人弯制方法的有效性。