本书从正畸原理出发，分别对正畸弓丝的数字化表达、正畸弓丝弯制成形控制节点规划、正畸弓丝弯曲回弹机理研究、弓丝弯制机器人设计、弓丝弯制机器人控制系统设计、机器人正畸弓丝弯制程序生成方法、机器人正畸弓丝弯制试验等进行了系统探讨，较全面地反映了正畸弓丝弯制机器人弯制技术领域的相关进展及作者的研究思路和方法。
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2001.09-2005.07 哈尔滨理工大学 机械设计制造及其自动化 学士
2005.09-2008.03 哈尔滨理工大学 机械电子工程 硕士
2008.09-2013.04 哈尔滨理工大学 机械制造及其自动化 博士
2015.12-2021.12 哈尔滨理工大学 仪器科学与技术 博士后2012.07-2013.08 哈尔滨理工大学 讲师
2013.09-2018.08 哈尔滨理工大学 副教授
2018.09-2022.08 哈尔滨理工大学 教授（四级）
2018.12-至今 哈尔滨理工大学 博士生导师
2021.06-至今 哈尔滨理工大学机械动力工程学院 副院长
2022.08-至今 哈尔滨理工大学 教授（三级）
2024.03-至今 黑龙江省教学名师获得黑龙江省技术发明二等奖、黑龙江省机械工业联合会一等奖、黑龙江省机械工业联合会二等奖、黑龙江省高校科学技术三等奖各1项黑龙江省创新方法研究会，理事
黑龙江省研究生课程思政联盟 专家委员会 副主任委员
黑龙江省青年科技工作者协会 理事
IEEE Senior Member
IEEE Access 副编辑
International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery 编委
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 机器人正畸弓丝弯制研究意义 1
1.2 弓丝弯制机器人技术 2
1.3 机器人加减速规划技术 6
1.4 弓丝成形规划技术 8
1.5 弯曲回弹技术 9
1.5.1 理论计算法 10
1.5.2 试验研究法 13
1.6 本书的主要内容 16
参考文献 17
第2章 口腔正畸学中的生物力学基础 26
2.1 生物力学原理 26
2.1.1 牙齿组织构成 26
2.1.2 正畸过程中的牙齿受力反应 28
2.1.3 正畸过程中的牙齿移动类型 28
2.2 固定矫治技术 31
2.2.1 固定矫治技术载体和原理 31
2.2.2 序列曲及特殊功能曲 32
2.2.3 方丝弓矫治的基本步骤 33
参考文献 34
第3章 正畸弓丝三维数学模型 36
3.1 正畸弓丝模型标识的建立 36
3.1.1 牙位标识的建立 36
3.1.2 牙弓曲线标识的建立 37
3.2 正畸弓丝数学模型基础 38
3.2.1 标准弓丝模型 38
3.2.2 目标弓丝模型 39
3.3 正畸弓丝曲线数学模型的建立 41
3.3.1 曲线模型的选择 41
3.3.2 曲线表达式的建立 42
3.3.3 曲线控制节点的选取 43
3.3.4 控制节点选取方案的比较 45
3.4 序列曲数学模型建立 47
3.4.1 第一序列牙弓曲线数学建模及相关基础分析 47
3.4.2 第一序列曲弓丝的数字化表达 49
3.4.3 第二序列曲与第一序列曲相对位置坐标变换矩阵推导 51
3.4.4 第二序列特殊弓形数学模型建立 53
3.4.5 托槽直线段位置和角度调整的数学模型 57
3.5 正畸弓丝三维数学建模显示 60
3.5.1 机器人控制系统个性化交互界面的建立 60
3.5.2 机器人控制系统个性化交互调整的方法 60
3.5.3 机器人控制系统个性化交互步骤 63
参考文献 67
第4章 正畸弓丝弯制成形控制节点规划 69
4.1 第一序列曲弓丝弯制成形控制节点规划 69
4.1.1 增量法与有限点展成法 70
4.1.2 两种算法效率的比较 81
4.1.3 控制节点弯制角度规划 85
4.2 特殊功能曲弓丝弯制成形控制节点规划 88
4.2.1 个性化正畸弓丝成形特点分析 88
4.2.2 特殊功能曲弓丝弯制区域划分方法 90
4.2.3 基于有限点寻回展成法弯制运动规划 96
参考文献 101
第5章 正畸弓丝弯曲回弹机理研究 102
5.1 正畸弓丝材料性能参数测定 102
5.2 正畸弓丝弯曲回弹机理理论计算 107
5.2.1 弯丝工况分析与基本假设 107
5.2.2 弯曲回弹过程分析 108
5.2.3 弯曲中性层曲率半径推导 111
5.2.4 弓丝弯曲力矩计算 112
5.2.5 回弹角及成形角计算 115
5.2.6 弯曲回弹实例计算 116
5.3 正畸弓丝弯曲回弹机理试验研究 117
5.3.1 弓丝弯曲回弹测量试验系统 118
5.3.2 弓丝弯曲回弹试验 118
5.4 理论计算与试验结果对比 120
参考文献 122
第6章 弓丝弯制机器人设计 123
6.1 弓丝弯制工艺方案分析 123
6.1.1 开大垂直曲工艺方案 125
6.1.2 T形曲工艺方案 125
6.2 弓丝弯制机器人机构设计方案及有限元仿真 126
6.2.1 弓丝弯制机器人本体设计方案 127
6.2.2 弯曲模设计方案 128
6.2.3 弓丝支撑杆设计方案 129
6.2.4 关键零部件有限元分析 130
6.3 弓丝弯制机器人结构设计 134
6.3.1 弓丝弯制机器人设计思路和原理 134
6.3.2 弓丝弯制机器人具体结构设计 136
6.4 弓丝弯制机器人控制系统设计及运动规划 140
6.4.1 弓丝弯制机器人控制系统硬件构成 141
6.4.2 弓丝弯制机器人控制系统软件体系 142
6.4.3 弓丝弯制机器人分段自调整加减速规划 144
参考文献 151
第7章 基于弯丝映射的弓丝弯制模型 154
7.1 机器人弓丝弯制过程分析 154
7.1.1 人手弯丝运动模型建立 154
7.1.2 机器人弯丝运动模型建立 172
7.1.3 弓丝弯制机器人结构与各关节协调运动关系 183
7.2 机器人正畸弓丝弯制映射 185
7.2.1 人手-机器人弯丝运动工作空间映射 186
7.2.2 人手-机器人弯丝运动映射 199
7.2.3 人手-机器人弯丝运动映射模型建立及机器人弯制规划 204
7.2.4 基于链表的正畸弓丝自学习弯制成形方法 223
7.3 机器人正畸弓丝弯制程序生成方法 227
7.3.1 第一序列曲正畸弓丝弯制程序生成方法 227
7.3.2 第二序列曲中开大垂直曲的机器人弓丝弯制程序生成方法 232
参考文献 233
第8章 机器人正畸弓丝弯制试验 235
8.1 基于ROS的正畸弓丝弯制规划仿真试验 235
8.1.1 正畸弓丝仿真弯制平台软件的选择 235
8.1.2 基于ROS的机器人弯制规划试验仿真平台搭建 237
8.1.3 弯制规划仿真试验 240
8.2 直角坐标系正畸弓丝弯制规划试验 243
8.2.1 弓丝弯制机器人试验系统 243
8.2.2 弓丝弯制试验 245
8.2.3 试验结果及误差分析 250
8.3 弓丝弯制机器人控制系统试验及结果分析 260
8.3.1 弓丝弯制控制系统试验平台的组成 260
8.3.2 弓丝弯制控制试验与误差分析 261
8.4 有限点寻回展成法的机器人正畸弓丝弯制规划试验 265
8.4.1 弓丝弯制机器人试验系统 266
8.4.2 弓丝弯制运动规划试验 269
参考文献 271
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