[发明专利]一种模拟骨钻与骨骼间力觉交互的方法、装置及系统

权利要求书

1.一种模拟骨钻与骨骼间力觉交互的方法，其特征在于，所述方法包括：

实时检测骨钻模型与骨骼模型之间是否发生碰撞；

当发生碰撞时，获取每个碰撞点在碰撞前的运动速度和自转速度；

根据冲量理论、牛顿碰撞定律、库伦定律及每个碰撞点在碰撞前的运动速度和自转速度计算每个碰撞点在碰撞后的运动速度和自转速度；

剔除碰撞后相对骨骼模型有分离速度的碰撞点；

根据碰撞前后的运动速度和自转速度并利用基于冲量理论的方法来计算未被剔除的碰撞点在碰撞时所受的阻力和摩擦力；

将未被剔除的所有碰撞点的阻力和摩擦力合成为一个合力，以输出给力反馈设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述骨钻模型包括圆头和长轴；所述方法还包括：

将所述长轴模拟成末端通过X、Y、Z三个方向的弹簧与电力设备连接的直杆，以模拟所述长轴在横向和轴向上的振动；

计算所述长轴在振动时所受的振动力；

所述将未被剔除的所有碰撞点的阻力和摩擦力合成为一个合力的步骤具体为:

将未被剔除的所有碰撞点的阻力、摩擦力及长轴所受的振动力合成为一个合力。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述实时检测骨钻模型与骨骼模型之间是否发生碰撞的步骤包括：

预先在骨钻模型的切削边缘均匀分布预定数量的离散点：

在每个离散点与骨钻模型的中心点间连接一条线段；

实时检测所述线段与所述骨骼模型的三角面片表面是否有交点，若有交点则认为所述骨钻模型与所述骨骼模型发生碰撞，并将发生碰撞的离散点记为碰撞点，若没有交点则认为所述骨钻模型与所述骨骼模型没有发生碰撞；

所述当发生碰撞时，获取每个碰撞点在碰撞前的运动速度和自转速度、根据冲量理论、牛顿碰撞定律、库伦定律及每个碰撞点在碰撞前的运动速度和自转速度计算每个碰撞点在碰撞后的运动速度和自转速度、剔除碰撞后相对骨骼模型有分离速度的碰撞点、根据碰撞前后的运动速度和自转速度并利用基于冲量理论的方法来计算未被剔除的碰撞点在碰撞时所受的阻力和摩擦力、将未被剔除的所有碰撞点的阻力和摩擦力合成为一个合力，以输出给力反馈设备的步骤中，所述碰撞点具体为所述发生碰撞的离散点。