[發(fā)明專利]一種基于彎制點(diǎn)密度的正畸弓絲變半徑圓域劃分方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010485874.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN111588503B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜金剛;吳殿昊;曾陽(yáng);閔兆偉;郭亞峰;張永德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61C7/20
• 分類號(hào): A61C7/20;A61C7/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種基于彎制點(diǎn)密度的正畸弓絲變半徑圓域劃分方法，它涉及正畸弓絲彎制技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明針對(duì)彎制點(diǎn)角距比相對(duì)較小的一類正畸弓絲曲線，基于正畸弓絲曲線彎制點(diǎn)信息集、彎制點(diǎn)的機(jī)器人彎制信息集，結(jié)合機(jī)器人彎制正畸弓絲的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，建立一種基于彎制點(diǎn)密度的正畸弓絲變半徑圓域劃分方法。技術(shù)要點(diǎn)為：將正畸弓絲曲線T轉(zhuǎn)換為平面曲線T′；圓域限制參數(shù)的設(shè)定及簡(jiǎn)化；確定劃分圓域的半徑和圓心；定義合理密度彎制圓域；判斷是否繼續(xù)進(jìn)行圓域劃分；以圓域彎制點(diǎn)密度為指標(biāo)，將各圓域降序排列，規(guī)定圓域的彎制點(diǎn)順序，輸出最終彎制點(diǎn)彎制順序T₁和R₁。本發(fā)明以變半徑圓域劃分區(qū)域，將圓域彎制點(diǎn)密度作為判斷條件，可以提高正畸弓絲彎制規(guī)劃的效率，避免了機(jī)器人彎制正畸弓絲過程中出現(xiàn)干涉的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種基于彎制點(diǎn)密度的正畸弓絲變半徑圓域劃分方法，屬于正畸弓絲彎制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

錯(cuò)頜畸形是危及人體健康的第三大口腔疾病，呈現(xiàn)較高的發(fā)病率，現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)中，固定矯治是一種常用且有效的正畸治療手段，而正畸弓絲的彎制是固定矯治技術(shù)的關(guān)鍵，近年來(lái)，深受數(shù)字化制造技術(shù)的影響，傳統(tǒng)的口腔制造加工工藝正發(fā)生革命性變化，口腔正畸領(lǐng)域也受益于數(shù)字化技術(shù)，正畸矯治器中弓絲的加工正在向數(shù)字化發(fā)展。

在機(jī)器人彎制個(gè)性化正畸弓絲的過程中，個(gè)性化正畸弓絲與機(jī)器人彎制手爪間可能發(fā)生干涉，干涉即個(gè)性化正畸弓絲與機(jī)器人彎制手爪發(fā)生碰撞，干涉發(fā)生后會(huì)大大影響個(gè)性化正畸弓絲的彎制精度，進(jìn)而影響矯治效果，致使所彎制的個(gè)性化正畸弓絲無(wú)法應(yīng)用于臨床治療；研究發(fā)現(xiàn)，在正向彎制個(gè)性化正畸弓絲的過程中，正向彎制即由未彎制的正畸弓絲彎制成復(fù)雜的成形弓絲，干涉往往是由于不合理的成形控制點(diǎn)彎制順序引起的，而合理的正向彎制成形控制點(diǎn)彎制順序可以有效地避免干涉的發(fā)生，獲得合理的正向彎制成形控制點(diǎn)彎制順序是實(shí)現(xiàn)正畸弓絲數(shù)字化彎制的必要前提，但目前正畸弓絲彎制技術(shù)領(lǐng)域缺少規(guī)劃正向彎制成形控制點(diǎn)彎制順序的方法，難以實(shí)現(xiàn)正畸弓絲數(shù)字化彎制。

對(duì)于正畸弓絲彎制規(guī)劃的劃分方法的研究，在本發(fā)明人已經(jīng)授權(quán)的授權(quán)公告號(hào)為CN107647925B的發(fā)明專利《一種用于正畸弓絲彎制規(guī)劃的圓域劃分方法》中提出了一種等半徑圓域劃分方法，在正畸弓絲曲線上進(jìn)行區(qū)域劃分，最終對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行排序，從而得出最終彎制點(diǎn)的彎制順序，雖然這種方法對(duì)正畸弓絲彎制規(guī)劃具有一定應(yīng)用價(jià)值，但由于該方法僅以一種無(wú)依據(jù)的均勻化標(biāo)準(zhǔn)對(duì)正畸弓絲曲線進(jìn)行劃分，所劃分的圓域區(qū)間內(nèi)通常會(huì)存在彎制點(diǎn)密集程度過大或過小的情況，即劃分后的區(qū)間未充分考慮到正畸弓絲曲線上彎制點(diǎn)分布信息的個(gè)性化特點(diǎn)，比如患者個(gè)性化正畸弓絲上的彎制點(diǎn)常常存在各彎制點(diǎn)彎制難度都相對(duì)較小，每個(gè)彎制點(diǎn)的彎制點(diǎn)角距比均小于規(guī)定的上限值，即該弓絲彎制點(diǎn)分布具有特殊屬性，在對(duì)此類個(gè)性化正畸弓絲進(jìn)行圓域劃分時(shí)，現(xiàn)有的正畸弓絲成形控制點(diǎn)彎制順序規(guī)劃方法合理性差，無(wú)法對(duì)此類個(gè)性化正畸弓絲實(shí)現(xiàn)高效數(shù)字化彎制，從而不能有效避免由于彎制順序規(guī)劃不合理導(dǎo)致的彎制機(jī)器人產(chǎn)生空程無(wú)效動(dòng)作、彎制過程相互干涉動(dòng)作和彎制運(yùn)動(dòng)復(fù)雜動(dòng)作，不利于發(fā)揮彎制機(jī)器人優(yōu)勢(shì)的最大化，也不能明顯提高彎制效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種基于彎制點(diǎn)密度的正畸弓絲變半徑圓域劃分方法，解決目前正畸弓絲彎制技術(shù)領(lǐng)域缺少針對(duì)一類彎制點(diǎn)角距比相對(duì)較小的正畸弓絲的高效彎制順序規(guī)劃方法，以避免對(duì)具有特殊屬性的此類正畸弓絲的彎制點(diǎn)劃分時(shí)出現(xiàn)區(qū)域內(nèi)密集程度較大的情況，有利于彎制順序的合理規(guī)劃，避免彎制過程中出現(xiàn)干涉的情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正畸弓絲高效的數(shù)字化彎制。

一種基于彎制點(diǎn)密度的正畸弓絲變半徑圓域劃分方法，所述方法的具體實(shí)現(xiàn)過程為：

步驟一、變半徑圓域劃分?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入及正畸弓絲曲線轉(zhuǎn)換：