本书介绍採用CRS机器人构建的全口义齿排牙机器人系统，内容包括全口义齿排牙的口腔修复学基础、排牙演算法、三维互动式排牙及其软件开发、採用CRS机器人实现全口义齿排牙、CRS机器人的轨迹规划及控制、CRS机器人系统的排牙实验、用微型多指灵巧手排牙、採用多机器人操作机排牙。

　　本书可供从事口腔修复医学、机器人技术、生物医学工程、机械电子工程的医生、技师、教师、工程师和研究生等专业人士阅读和参考。

第1章绪论/1
1.1医用机器人的研究进展/1
1.2口腔修复机器人的国内外研究综述/2
1.3机器人排牙的目的和意义/3
1.4机器人排牙的研究基础和背景/4

第2章全口义齿排牙的口腔修复学基础/6
2.1排牙原则/6
2.2牙齿的常规排列/7
2.2.1前牙的常规排列/7
2.2.2后牙的常规排列/8

2.3排牙顺序/9
2.4牙的型号选择/9
2.4.1前牙的选择/9
2.4.2后牙的选择/10

第3章排牙演算法/11
3.1散牙描述/11
3.2无牙颌弓及牙弓的数学模型/12
3.3人工牙列和无牙颌弓的曲线形状适配方程/14
3.4牙在牙弓曲线上的位置计算/15
3.5散牙长方体在牙弓曲线上位置的调整/17
3.6排牙规则的实现/18

第4章三维互动式排牙及其软件开发/22
4.1软件的总体介绍/22
4.1.1开发环境和开发工具/22
4.1.2介面设计/23
4.1.3流程控制/24
4.1.4主要数据结构/25
4.1.5文件管理/26
4.2专家预排模块/27
4.3模拟显示和交互调整模块/30
4.3.1计算机的图形显示/30
4.3.2弓形曲线的显示和牙弓参数的调整/33
4.3.3义齿牙列的显示和义齿位姿的调整/35

第5章採用CRS机器人实现全口义齿排牙/40
5.1全口义齿机器人制作系统总论/40
5.2系统软件结构/41
5.3系统硬体结构/42
5.4部分硬体的设计制作/42
5.4.1专用电磁手爪的设计制作/42
5.4.2光缆线的结构设计制作及光源的改造/44
5.4.3工作台及排牙盛胶托盘的设计及制作/45
5.4.4光敏材料的试验/46

第6章CRS机器人的轨迹规划及控制/47
6.1排牙器排牙法/47
6.2三维模拟排牙与机器人实际排牙的坐标变换关系/49
6.2.1义齿与定位过渡块的位姿变换/49
6.2.2定位过渡块位姿参数的计算/53
6.3RAPL机器人语言/55
6.4机器人工具末端的偏置量设置/56
6.5电磁手爪和光敏灯的控制/57
6.6机器人轨迹规划/58
6.6.1机器人轨迹规划的演算法/58
6.6.2机器人实际排牙的轨迹规划/60
6.7机器人控制程式的编制/61

第7章CRS机器人系统的排牙实验/64
7.1排牙实验的意义和患者颌弓参数的测量/64
7.2机器人系统制作牙列/65
7.3手工制作牙列/66
7.4排牙实验结果分析/68（HJ）（LM）

第8章用微型多指灵巧手排牙/69
8.1排牙多指手的结构参数优化设计/69
8.1.1目标函数的建立/69
8.1.2各目标函数的实现/71
8.1.3约束条件的建立及计算结果/74
8.2排牙多指手的运动学分析和工作空间/77
8.2.1三指灵巧手运动学分析/77
8.2.2三指灵巧手的工作空间/81
8.3排牙多指手的抓取规划/83
8.3.1抓取模式的分类/83
8.3.2常见的接触模型/85
8.3.3抓取映射/87
8.3.4力封闭抓取/88
8.4排牙多指手的三维建模及模拟/97
8.4.1Unigraphics简介/97
8.4.2基于UG模拟分析的基本步骤/97
8.4.3基于UG机构建模/98
8.4.4运动学模拟分析/102

第9章採用多机器人操作机排牙/105
9.1採用多操作机的排牙系统方案/106
9.1.1单操作机排牙方案的分析/106
9.1.2多操作机排牙方案的分析/107
9.1.3系统搆成/108
9.1.4制作全口义齿的工作过程/109
9.2多操作机排牙机构的设计/110
9.2.1系统具体的结构设计/110
9.2.2自由度的分析/110
9.2.3关键元件的选取/111
9.2.4转动机构的设计/113
9.2.5移动机构的设计/113
9.2.6元件的位置排放/117
9.3排牙机器人机构的三维设计/121
9.4排牙机器人的参数优化设计/123
9.4.1优化方法综述/123
9.4.2优化模型的建立/123
9.4.3优化模型的计算/125
9.5多操作机排牙运动学及路径规划/133
9.5.1排牙机器人运动学问题分析/133
9.5.2排牙机器人运动学逆运算/134
9.6排牙机器人运动路径控制/140
9.6.1路径规划和运动控制解决的问题/140
9.6.2直角坐标空间路径规划演算法/141
9.6.3二自由度机械臂的插补演算法/142
9.6.4排牙机器人的路径控制/143

第10章包含14个独立操作机的排牙机器人设计/146
10.1包含14个独立操作机的排牙机器人系统的总体方案/146
10.1.1单机器人操作机方案分析/146
10.1.2包含14个独立操作机的排牙机器人方案/147
10.2排牙机器人的机构设计/148
10.2.1环形轨道的设计/148
10.2.2位置机构的设计/149
10.2.3姿态机构的设计/152
10.3标准元件的选择和连接/155
10.4机构校核/156
10.4.1前支杆的挠度计算/156
10.4.2z轴支架上的螺钉校核/157
10.5基于Pro/E的自动排牙机的三维设计/157
10.6排牙机器人设计过程分析/161
10.6.1多操作臂排牙机器人的工作过程/161
10.6.2机构设计的总体分析/161
10.6.3关于多操作臂排牙机器人的讨论/162
参考文献/164