多操作机全口义齿排牙机理及实验研究项目摘要

在口腔修复医学中，现有的机器人排牙研究是利用单个机器人操作机分别对多个人工牙进行依次的排牙操作。由于人工牙的形状非常复杂，难以实现精确的抓取；排牙过程中人工牙在空间任意位置和姿态的依次定位和固定问题，在现有的技术水平条件下也无法解决。因此现有方法误差非常大，效率低，难以实际应用。. 本项目研究采用多操作机实现人类全口义齿排牙的机理和关键技术问题，提出了一种全新的机器人排牙思想。具体将研究多操作机的结构组成原理、基于牙弓曲线发生器排牙的理论分析、多操作机排牙的协调操作和协调控制问题、多操作机排牙机器人的驱动及控制电路、复杂形状人工牙的精确数学模型及三维重建问题以及三维虚拟排牙软件的开发。研制出一台多操作机排牙的系统实验样机，并开展实验研究。解决现有单个机器人排牙研究中所遇到的实际困难和瓶颈问题，从而推动机器人技术的进步和口腔修复医学科学的发展。

通过本项目的研究，我们初步建立了一套具有中国特色的全口义齿排牙CAD系统，从根本上改变目前靠口腔修复医技人员凭经验和手工设计并制作全口义齿牙列的现状。它可用一种以计算机彩色图形显示的全新手段向我们展现上下颌弓形状，正中关系，从而模拟排牙过程。根据患者的不同情况。CAD系统会按专家的经验自动为使用者提供一个排牙方案。针对患者的特殊需要，使用者可作一些必要的修改，通过计算机图形画面的旋转，移动等功能，不仅可使医技人员产生面对真空模型一样的感觉和效果还可提供一些以往在答架上无法观测的人工牙列与颌弓之间等位置关系。用此法不令缩短排牙时间，亦可提高排牙质量。并为今后待开发的自动工系统提供必须的空标数据。 2100433B

高频宽和高振幅的控制决定着造波基础试验的水平，并且在一定频率范围内保持恒定的波幅控制是进一步准确模拟高能量波浪的关键。针对现有的造波机无法实现高能量脉冲波和白噪声波的问题，在前期单级转阀成功应用于大功率可变频振动装备的研究基础上，提出基于波浪波形的阀口结构设计和旋转控制方法、二级多面转阀阀组组合控制方法；研究二级多面转阀控制式造波机理及实验方法；揭示模拟波浪波形与阀口结构、旋转控制的关系；研究不规则波的组合控制机理；揭示脉冲波和白噪声波所对应阀组的控制关系及修正规律。预期成果不仅有利于完善不规则波浪模拟的理论体系和实验方法，而且对于提高我国大型海洋工程水池的试验水平，增强我国船舶和海洋工程平台在恶劣海况中的生存与工作能力，具有重要的科学意义和工程价值。