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专利号: 2020104839425
申请人: 哈尔滨理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于弯制点密度的正畸弓丝变角度划分方法,其特征在于:所述方法的具体实现过程为:

步骤一、变角度域划分数据导入:

根据患者有i个成形控制点的个性化正畸弓丝曲线,输入个性化正畸弓丝曲线成形控制点信息集M={m1,m2,m3,...,mi},mi=(ui,vi,wi)'为每个个性化正畸弓丝曲线成形控制点的坐标,每一个正畸弓丝曲线成形控制点mi均对应一个成形控制点机器人运动信息单元ni,输入的成形控制点的机器人运动信息集为N={n1,n2,n3,...,ni},ni表示机器人在弯制该成形控制点时的成形控制点坐标及弯制角度,ni=(ui,vi,wi,αi)',ui、vi、wi为该成形控制点mi的坐标,αi为机器人作用在成形控制点mi上的弯制角度,将正畸弓丝曲线成形控制点信息集M、成形控制点的机器人运动信息集N,单位角距比上限值Emax输入到正畸弓丝弯制系统中,并且根据机器人弯制正畸弓丝的特点设定变角度域弯制点密度阀值ρmax;

个性化正畸弓丝曲线两端点坐标为ms(us,vs,ws),me(ue,ve,we),将弓丝曲线左端点ms设定为成形控制点m0,将弓丝曲线右端点me设定为成形控制点mi+1,以弓丝曲线左右端点的中点 定义为圆心O,将成形控制点mk作为划分变角度域的起点,k的初始值为k=0,0≤k≤i,成形控制点mk与圆心O之间的连线定义为划分半径Rk;

步骤二、正畸弓丝曲线坐标转换及划分变量定义:将个性化正畸弓丝成形控制点信息集中各成形控制点的坐标mi=(ui,vi,wi)'中的wi赋值为0,即令wi=0,获得正畸弓丝转换曲线M′;

针对变角度划分方法而言,定义变角度域bk的弯制点密度 其中 表示在变角度域bk内划分的弯制点个数, 的初始值为 表示变角度域bk内划分半径Rk与划分半径 之间形成的角度值, 为在变角度域bk内最大的划分半径,初始化 个性化正畸弓丝上任意一弯制点mx的单位角距比 为弯制点mx的弯制角度αx与其弯制距离 的比值,即 其中 表示弯制点mx与弯制点mx+1之间的弧长,1≤x≤i,计算个性化正畸弓丝上各弯制点的单位角距比 当各弯制点的单位角距比 均小于单位角距比上限值Emax时,跳转至步骤三;

步骤三、寻找变角度域内的最大半径

Rk+j表示从成形控制点mk到成形控制点 之间的第j个成形控制点对应的划分半径值,j的初始值为j=1,

a)判断 是否成立;

如果 成立,判断 是否成立;

如果 成立,则将Rk+j的值赋予 即 j=j+1,返回步骤三的a)步骤;

如果 不成立, 的值保持不变,即 j=j+1,返回步骤三的a)步骤;

b)如果 不成立,跳转至步骤四;

步骤四、计算变角度域弯制点密度:

与Rk之间的角度记为 利用公式 计算变角度域bk的弯制点密度;

判断 是否成立;

如果 成立,说明已划分至弓丝曲线的右端点,将弯制点mk和弯制点 之间的变角度域定义为变角度域区间bk,变角度域区间bk的弯制点密度为 跳转至步骤五,统计已划分的弯制点数目q;

如果 不成立,说明未划分至弓丝曲线的右端点,并且判断 是否成立;

如果 成立,则可以继续增加该变角度域内弯制点的个数,即令 跳转至步骤三;

如果 不成立,说明该变角度域内不能再增加弯制点,跳转至步骤五;

步骤五、定义变角度域区间:

将弯制点mk和弯制点 之间的变角度域定义为变角度域区间bk,并且变角度域区间bk内从弯制点mk到弯制点 包括弯制点 但是不包括弯制点mk的所有弯制点已划分,统计已划分的弯制点数目q,变角度域区间bk的弯制点密度为 跳转至步骤六;

步骤六、判断是否继续进行变角度域划分:判断q=i是否成立;

如果q=i不成立,则继续进行变角度域划分,由于当前弯制点不符合弯制要求,故从当前弯制点的上一个弯制点继续开始变角度划分,即以 为划分变角度域的起点,令跳转至步骤二;

如果q=i成立,说明所有的弯制点均已被划分,跳转至步骤七;

步骤七、获得最终弯制点弯制顺序:

输出变角度域区间信息集B={b1,b2,...,bg},每个变角度域区间(b1,b2,...,bg)所对应的角度值分别为(θ1,θ2,...,θg),并且θ1+θ2+...+θg=π,比较每个变角度域区间(b1,b2,...,bg)的弯制点密度 得到 则以弯制点密度 为指标将g个变角度域区间降序排列,得到降序变角度域区间信息集C={c2,c4,...,cg},在任何一个变角度域区间内,以各弯制点的单位角距比 为指标对弯制点进行降序排列,将弯制点角距比降序排列顺序定义为该变角度域区间内的弯制点弯制顺序,进而得到个性化正畸弓丝曲线成形控制点坐标降序矩阵M1{m4,m6,...,ms}和机器人运动降序信息集N1{n4,n6,...,ns},输出最终弯制点弯制顺序M1{m4,m6,...,ms}、N1{n4,n6,...,ns},程序结束。