[发明专利]牙体预备系统

说明书

本发明提供一种牙体预备系统，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，视觉标记导板设置在待修复牙齿所在牙列上，视觉标记导板上设置有牙列视觉标记；牙科机器人包括机械定位臂，以及设置在机械定位臂末端的手术器械，手术器械上设置有器械视觉标记；视觉导航仪用于检测牙列视觉标记和器械视觉标记的位置姿态；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机械定位臂动作。本发明提供的系统，即便是口腔内狭小且非直视的环境，也能通过自动控制牙科机器人运动，使牙体预备的精度更高，同时提高操作效率和一致性。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种牙体预备系统。

背景技术

牙体预备泛指为恢复、改善或重建缺损、缺失人牙的解剖外形及生理功能，通过牙科器械对患牙或缺失牙相邻牙牙体进行去龋及外形修整，以满足修复体的固位、支持、外形、美观及功能需要的技术操作。

传统的牙体预备操作通常由医生手持牙科高速手机，来完成牙齿的切削、磨削工作。由于人手抖动以及口腔内操作空间狭小且非直视的环境，牙体预备后牙齿的形状精度依赖于医生临床经验和技术水平，很难保证一致性。

因此，亟需一种数字化、智能化的设备来辅助医生快速完成牙体预备，提高操作的精准程度和工作效率。

发明内容

本发明提供一种牙体预备系统，用以解决现有技术中由于人手抖动、口腔操作环境非直视性所带来牙体预备质量难以保障的缺陷。

本发明提供一种牙体预备系统，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。

根据本发明提供的一种牙体预备系统，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。

根据本发明提供的一种牙体预备系统，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。

根据本发明提供的一种牙体预备系统，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。

根据本发明提供的一种牙体预备系统，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；

所述机械臂控制单元还用于：