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专利号: 2022104070898
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: 计算;推算;计数
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:

1.一种基于权值比例法的正畸弓丝误差评价方法,其特征在于:所述方法的具体实现过程为:步骤一、理论正畸弓丝曲线数据和实际正畸弓丝曲线数据导入:以右手定则建立o‑xyz三维正畸弓丝误差标定坐标系w,以正畸医师根据患者牙列形态设计的具有n个弯制点的理论正畸弓丝曲线,计算并输入理论正畸弓丝曲线弯制点信息集T T T T T T T T TP′T={p′1,p'2,p'3,...,p′i,...,p'n},pi'=(x′i,y′i,z′i)为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,i的取值范围为1≤i≤n,其T中:x′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的x轴坐标,T Ty′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的y轴坐标,z′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;理论正T畸弓丝曲线左端点为ps,理论正畸弓丝曲线右端点为pf,ps和pf之间连线的中点为o',对理T论正畸弓丝曲线进行空间变换:令点 o'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,理论正畸弓丝曲线左端点ps位于y轴负半轴,理论正畸弓丝曲线右端点pf位于y轴正半轴,且理论正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该理论正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至理论正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将理论正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线弯制T T T T T T T T T点信息集PT={p1,p2,p3,...,pi,...,pn},pi=(xi,yi,zi)为处于最终位姿下的理论T正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:xi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的xT轴坐标,yi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定T坐标系w中的y轴坐标,zi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;

以根据理论正畸弓丝曲线弯制出的具有n个弯制点的实际正畸弓丝曲线,计算并输入R R R R R R R R实际正畸弓丝曲线弯制点信息集P′R={p′1,p'2,p'3,…,p′i,…,p'n},p′i=(x′i,y′iR,z′i)为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信R息,其中:x′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的xR轴坐标,y′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的y轴R坐标,z′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;实际正畸弓丝曲线左端点为p's,实际正畸弓丝曲线右端点为p'f,p's和p'f之间连线的R R中点为o',对实际正畸弓丝曲线进行空间变换:令点o'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,实际弓丝曲线左端点p's位于y轴负半轴,实际正畸弓丝曲线右端点p'f位于y轴正半轴,且实际正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该实际正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至实际正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将实际正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入设定后的实际正畸弓丝曲线R R R R R R R R R弯制点信息集PR={ p1,p2,p3,…,pi,…,pn},pi=(xi,yi,zi)为处于最终位姿下的实R际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:xi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系Rw中x轴坐标,yi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝R误差标定坐标系w的y轴坐标,zi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;

步骤二、实际正畸弓丝曲线端距误差评价:

T R T

定义实际正畸弓丝曲线端距误差,用符号Δ表示,规定Δ=|a‑a|,a表示理论正畸弓R丝曲线左端点ps和右端点pf之间的直线距离,a表示实际正畸弓丝曲线左端点p's和右端点p'f之间的距离,规定端距误差Δ的上限值为Δmax;

判断是否存在Δ≤Δmax,

具体为:

如果Δ≤Δmax不成立,正畸弓丝评价结束;

如果Δ≤Δmax成立,跳转至步骤三;

步骤三、理论正畸弓丝曲线弯制点复杂度计算:

定义理论正畸弓丝曲线弯制点的复杂度,用符号Cr表示,规定理论正畸弓丝曲线第i个弯制点的复杂度表示为 其中ηi和λi分别为理论正畸弓丝曲线第i个弯制T T

点的角距比值 Ei和弯制点密度ρi对应弯制困难程度的影响因子,ηi+λi=1, 表示理论正T畸弓丝曲线所有弯制点的平均角距比值,规定 Ei表示理论正畸弓丝曲线第i个弯制点的弯制点角距比,弯制点角距比是对单个弯制点的弯制复杂程度的量化描述,规T T T定 θi为作用在理论正畸弓丝曲线第i个弯制点处的弯制角度,pi‑1 pi表示作T T用在理论正畸弓丝曲线第i个弯制点处的弯制距离,即理论正畸弓丝曲线弯制点pi‑1与piT T T之间的曲线段的长度,对于理论正畸弓丝曲线弯制点p1,p0p1表示理论正畸弓丝曲线弯制T点p1到理论正畸弓丝曲线左端点ps之间的曲线段长度, 表示理论正畸弓丝曲线所有弯制T点的平均弯制点密度,规定 ρi表示理论正畸弓丝曲线第i个弯制点的弯制点密度,弯制点密度是对理论正畸弓丝曲线上单个弯制点与相邻弯制点间紧密程度的量化描T述,规定 公式中的数值1表示仅包含1个弯制点,li表示理论正畸弓丝曲线第i个弯制点与其距离最近的弯制点之间的直线距离,即 表示理论正畸弓丝曲线第i‑1个弯制点与理论正畸弓丝曲线第i个弯制点之间的距离, 表示理论正畸弓丝曲线第i个弯制点与理论正畸弓丝曲线第i+1个弯制点之间的直线距离,当i=1时,规定 表示理论正畸弓丝曲线第1个弯制点与理论正畸弓丝曲线左端点ps之间的直线距离, 表示理论正畸弓丝曲线第1个弯制点与理论正畸弓丝曲线第2个弯制点之间的直线距离,当i=n时,规定 表示理论正畸弓丝曲线第n‑1个弯制点与理论正畸弓丝曲线第n个弯制点之间的直线距离,表示理论正畸弓丝曲线第n个弯制点与理论正畸弓丝曲线右端点pf之间的直线距离;

按照 计算理论正畸弓丝曲线上每个弯制点的复杂度,通过比较能取出i i i

Cr的最大值(Cr)max,设理论正畸弓丝曲线弯制点的复杂度下限值为(Cr)min,对条件(Cr)max≤(Cr)min进行验证,具体为:i

存在(Cr)max≤(Cr)min不成立,评价结束;

i

存在(Cr)max≤(Cr)min成立,所以采用等角度划分弯制点区域;

步骤四、弯制点偏距的设定与划分等角度域:

定义弯制点偏距,用符号d表示,弯制点偏距d是实际正畸弓丝弯制点与其对应的理论正畸弓丝弯制点之间的直线偏移距离,规定第i个弯制点偏距为a)划分等角度域:

根据理论正畸弓丝曲线上弯制点的复杂度公式 将理论正畸弓丝曲线所有弯制点的复杂度求和,记为(∑Cr)总,将实际正畸弓丝曲线以三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的坐标原点o为圆心,均分为a个角度相等的等角度域,即形成等角度域(ω1,ω2,…,ωm,…ωa),1≤m≤a;计算等角度域ωm内 个理论正畸弓丝曲线弯制点复杂度的和,记为 设定等角度域ωm内理论正畸弓丝曲线弯制点复杂度的和 的上限值为(∑Cr)max;计算等角度域ωm内理论正畸弓丝曲线弯制点的偏距di的和,记为 设定等角度域ωm内理论正畸弓丝曲线弯制点偏距和 的上限值为(∑d)max;规定等角度划分的初始份数a等于理论正畸弓丝曲线所有弯制点的复杂度和(∑Cr)总与等角度域ωm内理论正畸弓丝曲线弯制点复杂度的和 的上限值(∑Cr)max比值取整之后再加一,即i初始化a=[(∑Cr)总/(∑Cr)max]+1;

b)判断是否增加等角度划分份数a:

将等角度区域ωm作为是否增加等角度划分份数a的起始域,初始化m=1;统计等角度域ωm的理论正畸弓丝曲线弯制点个数 规定 为属于等角度域ωm的理论正畸弓丝曲线所有弯制点的个数,即等角度域ωm左右边界内部的理论正畸弓丝曲线所有弯制点个数;

判断 且 是否成立;

如果 不成立,或 不成立,或 和

不成立,令a=a+1,跳转至步骤四b);

如果 且 成立,跳转至步骤四c);

c)判断是否继续检验等角度域:

判断m<a是否成立;

如果m<a成立,故令m=m+1,跳转至步骤四b);

如果m<a不成立,则说明已经检验完a个等角度域;

步骤五、理论正畸弓丝曲线包络面区域截面半径的确定及包络面生成:定义理论正畸弓丝曲线包络面,定义理论正畸弓丝曲线第m个等角度域ωm的包络面区域为bm,包络面区域bm是用于划分实际正畸弓丝曲线弯制点并判断实际正畸弓丝曲线是否合格的圆柱误差域;

a)权值比例法定义包络面区域bm的截面半径

利用权值比例法定义包络面区域bm的截面半径,用符号 表示,理论正畸弓丝曲线的第m个包络面区域bm内第l个弯制点的复杂度与理论正畸弓丝曲线的第m个包络面区域bm内弯制点的复杂度和的比值即为理论正畸弓丝曲线第m个包络面区域bm内第l个弯制点的权值,m用符号 φl表示,则 理论正畸弓丝曲线第m个包络面区域bm内第l个弯制点m的权值φl与理论正畸弓丝曲线第m个包络面区域bm内第l个弯制点的弯制点偏距 的乘积,则利用权值比例法得出包络面区域bm的截面半径,即 l的初始值为l=1,l的取值范围为 表示理论正畸弓丝曲线包络面区域bm内第l个弯制点的复杂度;

b)按照 计算包络面区域bm的截面半径

c)判断是否计算完a个包络面区域bm的截面半径:

判断m<a是否成立,

具体为:

若m<a成立,令m=m+1,跳转至步骤五b);

若m<a不成立,理论正畸弓丝曲线包络面生成完毕;

步骤六、包络面区域外实际正畸弓丝曲线评估参数设定:将包络面区域bm外的第g段实际正畸弓丝曲线与包络面区域bm的外表面之间形成的空间曲面分别向o‑xy、o‑yz、o‑xz平面投影,投影所形成的三个闭合区域面积的和用符号表示,投影所形成的三个闭合区域周长的用符号 表示,g的初始值为g=1;根据 的大小与 的大小联合判断包络面区域bm外的第g段实际正畸弓丝曲线是否符合要求,设定与 的上限值分别为 与 定义包络面区域bm的包络面外实际正畸弓丝曲线的段数,用符号 表示;

步骤七、判断包络面区域外实际正畸弓丝曲线是否合格:a)判断包络面区域bm外的实际正畸弓丝曲线是否合格:判断 且 是否成立,m的初始值为m=1,g的初始值为g=1;

具体为:

若 不成立, 成立,或 成立, 不成立,或

和 都不成立,输出实际正畸弓丝曲线的包络面区域bm外的第g段实际正畸弓丝曲线不满足设定要求;

若 且 成立,说明包络面区域bm外的第g段实际正畸弓丝曲线判定为合格,则继续判断包络面区域bm外的实际正畸弓丝曲线是否全部评价完毕,判断是否成立,具体为:

若 成立,则说明包络面区域bm外的实际正畸弓丝曲线没有评价完毕,继续评价包络面区域bm外的下一段实际正畸弓丝曲线,则令g=g+1,跳转至步骤七a);

若 不成立,则说明包络面区域bm外的实际正畸弓丝曲线已评价完毕,跳转至步骤七b);

b)判断a个包络面区域是否全部评价完毕,判断m<a是否成立,具体为:

若m<a成立,令m=m+1,跳转至步骤七a);

若m<a不成立,正畸弓丝评价结束。