六自由度咀嚼虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、咀嚼機(jī)器人是仿人類咀嚼運(yùn)動(dòng)的一種機(jī)器人，給定下頜運(yùn)動(dòng)軌跡，它能直觀地還原人類下頜運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)和食品檢測(cè)。目前研制的咀嚼機(jī)器人在性能上能夠模擬下頜運(yùn)動(dòng)，但是在機(jī)器人外形上和真實(shí)度上存在著很大的缺陷。
　　本論文針對(duì)上述問題，對(duì)人類咀嚼系統(tǒng)相關(guān)結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行生理特性和物理特性分析。利用機(jī)械虛擬技術(shù)建立六自由度咀嚼虛擬樣機(jī)模型。主要研究包括以下幾點(diǎn)：
　　1、研究下頜骨、咀嚼肌、顳下頜關(guān)節(jié)和韌帶等結(jié)構(gòu)組織的生理特性

2、建立數(shù)字化咀嚼系統(tǒng)。運(yùn)用醫(yī)學(xué)圖像處理軟件和逆向工程軟件對(duì)下頜骨進(jìn)行三維重構(gòu)，得到簡(jiǎn)化的三維CAD下頜骨模型。基于解剖學(xué)分析咀嚼運(yùn)動(dòng)中咀嚼肌和顳下頜關(guān)節(jié)的生理特征建立數(shù)字化咀嚼肌三維模型和符合生理特征的運(yùn)動(dòng)副，得到符合人類咀嚼運(yùn)動(dòng)生理特征的咀嚼系統(tǒng)機(jī)械模型。
　　2、對(duì)咀嚼系統(tǒng)機(jī)械模型進(jìn)行軌跡規(guī)劃，建立咀嚼肌伸縮量與切牙運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)系。給定下頜運(yùn)動(dòng)軌跡方程，利用ADAMS與MATLAB/Simulink對(duì)咀嚼系統(tǒng)機(jī)械模型進(jìn)行聯(lián)合仿真，

3、模擬人類下頜運(yùn)動(dòng)，對(duì)仿真結(jié)果曲線圖分析，為六自由咀嚼虛擬樣機(jī)提供參考依據(jù)。
　　3、驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算是六自由度咀嚼虛擬樣機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)，考慮到機(jī)械系統(tǒng)的可靠性，計(jì)算最大咀嚼力時(shí)各驅(qū)動(dòng)桿的驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)是虛擬樣機(jī)的關(guān)鍵，通過綜合考慮六自由度咀嚼虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)要求和工作條件，確定滾珠絲桿作為虛擬樣機(jī)驅(qū)動(dòng)桿，即在工作行程、驅(qū)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)精度上滿足機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
　　4、對(duì)六自由度咀嚼虛擬樣機(jī)進(jìn)行位置分析和性能分析。位置分析是性