[发明专利]牙体预备系统

权利要求书

1.一种牙体预备系统，其特征在于，包括视觉标记导板、牙科机器人、视觉导航仪和预备控制装置；

其中，所述视觉标记导板设置在待修复牙齿所在牙列上，所述视觉标记导板上设置有牙列视觉标记；

所述牙科机器人包括机械定位臂，以及设置在所述机械定位臂末端的手术器械，所述手术器械上设置有器械视觉标记；

所述视觉导航仪用于检测所述牙列视觉标记和所述器械视觉标记的位置姿态；

所述预备控制装置基于牙列视觉标记的位置姿态进行视觉标定，基于器械视觉标记的位置姿态进行手眼标定，并基于视觉标定结果和手眼标定结果控制所述机械定位臂动作；

所述预备控制装置包括：

视觉标定单元，用于基于所述牙列视觉标记在视觉坐标系和虚拟坐标系下的位置姿态进行视觉标定；

手眼标定单元，用于基于所述器械视觉标记在视觉坐标系和机器人坐标系下的位置姿态进行手眼标定；

机械臂控制单元，用于基于所述视觉标定结果和所述手眼标定结果，将所述虚拟坐标系下的虚拟控制信息转换至所述机械人坐标系下，得到机器控制信息以控制所述机械定位臂动作；

所述牙科机器人还包括设置在所述机械定位臂末端的力传感器，所述力传感器用于采集操作人员通过拖拽的方式手持手术器械实施切除时施加的力矩；

所述机械臂控制单元还用于：

基于所述力传感器反馈的力矩信息，以及所述牙列中待切削区域与所述手术器械在三维模型中的相对位置信息，确定所述虚拟控制信息，所述相对位置信息反映手术器械是否在待切削区域内。

2.根据权利要求1所述的牙体预备系统，其特征在于，所述视觉标定单元用于：

获取探针工具点触所述牙列上多个标志点时与所述牙列视觉标记之间的相对位置，所述探针工具末端设置有视觉标记；

基于各标志点的相对位置，以及所述牙列的三维模型中各标志点在所述虚拟坐标系下的位置，确定所述视觉标定结果。

3.根据权利要求1所述的牙体预备系统，其特征在于，所述机械臂控制单元还用于：

基于所述牙列的三维模型和修复模型进行修复路径规划，得到切削路径作为所述虚拟控制信息，所述修复模型是基于所述三维模型构建的。

4.根据权利要求1所述的牙体预备系统，其特征在于，所述机械定位臂包括多个通过旋转关节串联的定位臂，所述旋转关节处设置有伺服力矩电机；

所述机器控制信息用于控制各伺服力矩电机。

5.根据权利要求1所述的牙体预备系统，其特征在于，还包括：

显示设备，用于基于所述视觉标定结果将所述牙列视觉标记和所述器械视觉标记在视觉坐标系下的位置姿态转换至所述虚拟坐标系下，更新并显示所述牙列和所述手术器械的三维模型的位置姿态。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的牙体预备系统，其特征在于，还包括：

口内扫描设备，用于对患者进行口内扫描，得到待修复牙齿所在牙列的三维模型。

7.根据权利要求6所述的牙体预备系统，其特征在于，还包括：

导板生成单元，用于基于所述牙列的三维模型中牙列外轮廓面生成导板，所述导板与所述牙列视觉标记固接形成所述视觉标记导板。

8.根据权利要求7所述的牙体预备系统，其特征在于，所述视觉标记导板以骨支持的方式贴合固定在所述牙列上。