一种基于手工弯制的弓丝弯制机器人及其弯制规划方法技术

一种基于手工弯制的弓丝弯制机器人及其弯制规划方法，它涉及正畸弓丝弯制技术领域，一种基于手工弯制的弓丝弯制机器人包括钳Ⅰ、钳Ⅱ、柱坐标系转台、机器人主体外壳四部分，其弯制规划方法根据正畸弓丝弯制点信息，基于手工弯制正畸弓丝策略，结合机器人弯制正畸弓丝时的运动特点，得出基于手工弯制策略的正畸弓丝弯制规划方法。技术要点为：建立正畸弓丝弯制点直角坐标系、建立手工弯丝单元运动模型、建立机器人弯制点极坐标系、机器人弯丝运动信息集获取。

A bow-wire bending robot based on manual bending and its bending planning method

【技术实现步骤摘要】
一种基于手工弯制的弓丝弯制机器人及其弯制规划方法
：本专利技术专利涉及一种基于手工弯制的弓丝弯制机器人及其弯制规划方法，属于正畸弓丝弯制

技术介绍
：错颌畸形已成为世界三大口腔疾病之一，固定矫治即佩戴正畸弓丝是一种常用且有效的正畸治疗手段，正畸弓丝的弯制是固定矫治技术的关键，正畸专科医师往往需要较长时间的弓丝弯制训练，才能达到高标准正畸治疗水平，并且随着数字化制造技术的影响，传统的口腔制造加工工艺正发生革命性变化，口腔正畸领域也受益于数字化技术，正畸矫治器中弓丝的加工正在向自动化发展，有必要设计一种用于正畸弓丝弯制的机器人。使用正畸弓丝机器人弯制正畸弓丝是一个自动化的弯制过程，需要弓丝弯制机器人对个性化的正畸弓丝自动生成弯制程序。因此，个性化正畸弓丝形态的机器人弯制运动规划研究，是实现个性化正畸弓丝形态数字化模型自动生成弓丝弯制机器人的弯制运动程序的关键，然而正畸弓丝的弯制是一个复杂的过程，其过程中任何一步出现问题，都会导致弯制失败，实现个性化正畸弓丝形态的机器人弯制运动规划是很困难的。但正畸医生利用手工弯制策略却能够顺利地实现个性化正畸弓丝的弯制，且目前的手工弯制策略是由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于手工弯制的弓丝弯制机器人，由钳Ⅰ(1)、钳Ⅱ(2)、柱坐标系转台(3)、机器人主体外壳(4)四部分组成，其特征在于：所述钳Ⅰ(1)中的钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1‑1)通过螺栓与柱坐标系转台(3)的转台(3‑3)相连接，柱坐标系转台(3)的转台(3‑3)通过螺栓与机器人主体外壳(4)内部的连接底盘(4‑6)相连接，钳Ⅱ(2)通过螺栓固定在机器人主体外壳(4)外部的外壳顶部(4‑7)；所述的钳Ⅰ(1)属于柱坐标式，它包括：钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1‑1)、钳Ⅰ丝杠(1‑2)、钳Ⅰ旋转主动齿轮(1‑3)、钳Ⅰ锥形夹头(1‑4)、夹头外壳(1‑4‑1)、夹头夹芯(1‑4‑2)、夹头主轴(1‑4‑3)、...

【技术特征摘要】
2018.06.16 CN 201810624693X1.一种基于手工弯制的弓丝弯制机器人，由钳Ⅰ(1)、钳Ⅱ(2)、柱坐标系转台(3)、机器人主体外壳(4)四部分组成，其特征在于：所述钳Ⅰ(1)中的钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)通过螺栓与柱坐标系转台(3)的转台(3-3)相连接，柱坐标系转台(3)的转台(3-3)通过螺栓与机器人主体外壳(4)内部的连接底盘(4-6)相连接，钳Ⅱ(2)通过螺栓固定在机器人主体外壳(4)外部的外壳顶部(4-7)；所述的钳Ⅰ(1)属于柱坐标式，它包括：钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)、钳Ⅰ丝杠(1-2)、钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)、钳Ⅰ锥形夹头(1-4)、夹头外壳(1-4-1)、夹头夹芯(1-4-2)、夹头主轴(1-4-3)、钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)、钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)、挡圈(1-7)、弹簧(1-8)、拨叉(1-9)、推杆(1-10)、钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)、滑动挡圈(1-12)、钳Ⅰ夹紧电机(1-13)、钳Ⅰ旋转被动齿轮(1-14)、钳Ⅰ支架(1-15)、钳Ⅰ旋转电机(1-16)、钳Ⅰ丝杠电机(1-17)、钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)、钳Ⅰ旋转主轴(1-19)、钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)、送丝入口(1-21)，钳Ⅰ丝杠(1-2)通过轴孔装配安装在钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)中，钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)与钳Ⅰ丝杠(1-2)通过螺纹相连接，钳Ⅰ丝杠电机(1-17)通过钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)安装在钳Ⅰ丝杠(1-2)的末端，以驱动钳Ⅰ丝杠(1-2)绕钳Ⅰ丝杠电机(1-17)的电机轴旋转，使得钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)实现沿钳Ⅰ丝杠(1-2)的轴向左右移动，钳Ⅰ支架(1-15)的下底面通过螺栓与钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)相连接，钳Ⅰ旋转电机(1-16)通过钳Ⅰ支架(1-15)与钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)完成装配，以驱动钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)绕钳Ⅰ旋转电机(1-16)的电机轴旋转，钳Ⅰ旋转被动齿轮(1-14)、钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)和钳Ⅰ锥形夹头(1-4)均安装在钳Ⅰ旋转主轴(1-19)上，钳Ⅰ旋转主轴(1-19)为空心轴，其中钳Ⅰ旋转被动齿轮(1-14)安装在钳Ⅰ支架(1-15)内部，与钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)和钳Ⅰ锥形夹头(1-4)安装在钳Ⅰ支架(1-15)外部，送丝入口(1-21)位于钳Ⅰ旋转主轴(1-19)的左侧，正畸弓丝(5)通过送丝入口(1-21)穿过钳Ⅰ旋转主轴(1-19)的内部，可以将待弯制的正畸弓丝(5)送至位于钳Ⅰ旋转主轴(1-19)末端的钳Ⅰ锥形夹头(1-4)，完成机器人的送丝，其中钳Ⅰ锥形夹头(1-4)由夹头外壳(1-4-1)、夹头夹芯(1-4-2)、夹头主轴(1-4-3)组成，夹头外壳(1-4-1)通过螺纹与夹头主轴(1-4-3)相连接，夹头夹芯(1-4-2)位于旋转夹头外壳(1-4-1)和夹头主轴(1-4-3)的中间，当顺时针旋转夹头外壳(1-4-1)时，夹头外壳(1-4-1)与夹头主轴(1-4-3)之间的空间缩小，此时夹头夹芯(1-4-2)受到夹头外壳(1-4-1)的挤压，使得夹头夹芯(1-4-2)保持夹紧状态，以实现对正畸弓丝(5)的夹紧，反之，逆时针旋转夹头夹芯(1-4-2)实现了对正畸弓丝(5)的松开；钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)与钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧电机(1-13)通过螺纹连接安装在钳Ⅰ支架(1-15)的上顶面，钳Ⅰ夹紧电机(1-13)的主轴与钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)相连接，以驱动钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)绕轴向旋转，拨叉(1-9)、滑动挡圈(1-12)、弹簧(1-8)、挡圈(1-7)和钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)通过轴孔装配从左至右依次的被安装在钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)上，拨叉(1-9)通过螺栓与滑动挡圈(1-12)相连接，弹簧(1-8)被镶嵌在滑动挡圈(1-12)和挡圈(1-7)中，挡圈(1-7)通过螺栓与钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)相连接，钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)远离电机主轴方向的末端设有轴肩，用于限定钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)上已装配零件的位置，推杆(1-10)末端安装有钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)，推杆(1-10)与推杆(1-10)垂直下方的拨叉(1-9)相连接，钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)安置在钳Ⅰ夹紧电机(1-13)上，当钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)推动或拉回推杆(1-10)时，与推杆(1-10)相连接的拨叉(1-9)可带动滑动挡圈(1-12)、弹簧(1-8)、挡圈(1-7)和钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)沿钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)轴向左右移动，进而控制钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)与钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)的啮合情况，另外，钳Ⅰ夹紧电机(1-13)可驱动钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)绕钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)旋转，从而控制与钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)相连的钳Ⅰ锥形夹头(1-4)的顺时旋转或逆时旋转，最终实现了对正畸弓丝(5)的夹紧与松开；所述的钳Ⅱ(2)属于直角坐标式，它包括：钳Ⅱ可动钳口(2-1)、可动楔形滑块(2-1-1)、钳Ⅱ固定钳口(2-2)、夹紧滑块(2-3)、夹紧楔形滑块(2-3-1)、钳Ⅱ直线电机推杆(2-4)、直线电机(2-5)、钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)、钳Ⅱ外壳(2-7)、钳Ⅱ丝杠(2-8)、钳Ⅱ丝杠电机(2-9)、钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)、钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)、钳Ⅱ旋转电机(2-12)、复位弹簧(2-13)，以钳Ⅱ可动钳口(2-1)垂直向下为参考方向，钳Ⅱ丝杠电机(2-9)安装在钳Ⅱ外壳(2-7)的顶部，以驱动钳Ⅱ丝杠(2-8)，其中钳Ⅱ丝杠(2-8)与钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)通过螺纹连接配合，通过钳Ⅱ丝杠电机(2-9)驱动钳Ⅱ丝杠(2-8)可以实现钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)沿钳Ⅱ丝杠(2-8)轴线方向上下移动；直线电机(2-5)、钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)、钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)以及钳Ⅱ旋转电机(2-12)均安装在钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)内，其中钳Ⅱ旋转电机(2-12)与钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)通过轴孔配合相连接，钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)与钳Ⅱ旋转被动...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜金刚，马雪峰，黄致远，霍彪，张永德，左思浩，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23