秦文龙 1 , 丛明 1 , 任翔 2 , 刘冬 1
  • 1. 大连理工大学 机械工程学院(辽宁大连 116024);
  • 2. 大连医科大学 口腔医学院(辽宁大连 116044);
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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。

引用本文: 秦文龙, 丛明, 任翔, 刘冬. 基于咬合动力学的磨牙点接触高副等效建模与评价. 生物医学工程学杂志, 2020, 37(4): 614-621. doi: 10.7507/1001-5515.201906021 复制

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