基于咬合动力学的磨牙点接触高副等效建模与评价

发布时间：2021-03-27 16:36

　　牙颌模型作为口颌系统与咀嚼机器人系统的代表性部件,其建模方式是影响此类多体系统动力学模型准确度的重要因素。本文以咀嚼机器人右侧第一磨牙为研究对象,提出一种由V型面与球面构成的点接触高副等效建模方式。首先,利用有限单元法对原始模型的3种静态接触工况（咬入接触、正中接触、咬出接触）与动态咀嚼工况进行咬合动力学分析,得到期望咬合力;其次,运用赫兹接触模型建立点接触高副等效模型静态接触工况的咬合力解析式,根据期望咬合力对解析式内法向量与咬合刚度等参数进行等效设计;最后,对等效模型在静态接触与动态咀嚼工况中的咬合力表现进行评价。本文结果表明,等效模型能够实现静态接触工况8项期望咬合力的等效,同时对动态咀嚼工况初期与末期咬合力变化吻合良好,中期引入一定程度的冲击,但可通过后续轨迹规划进行弱化。本文所提出的牙颌模型等效建模方案,进一步提升了多体系统动力学模型准确性,也为人体其他复杂接触的动力学建模提供了新思路。 

【文章来源】：生物医学工程学杂志. 2020,37(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

咀嚼机器人磨牙三维与有限元模型

在曲面造型软件CREO 3.0(PTC Inc.,美国）中进行点接触高副等效模型的V型面与球面造型设计，如图4所示。具体步骤如下：图3 原始模型静态接触与动态咀嚼工况咬合力

原始模型静态接触与动态咀嚼工况咬合力

【参考文献】：
期刊论文
[1]口腔修复中的咬合接触问题[J]. 王美青.  华西口腔医学杂志. 2012(06)

博士论文
[1]基于义齿磨损性能测试的冗余驱动咀嚼机器人技术研究[D]. 王贵飞.大连理工大学 2018



本文编号：3103832