一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人及使用方法

摘要

本发明公开了一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人及使用方法，涉及口腔正畸治疗设备领域，所述的正畸弓丝弯制机器人将柱坐标式和直角坐标式相结合，由钳Ⅰ、钳Ⅱ、柱坐标系转台、机器人主体外壳四部分组成，柱坐标式的钳Ⅰ与直角坐标式的钳Ⅱ实现了对弯制点的折弯和对夹紧点的位置调整，相比直角坐标式的正畸弓丝弯制机器人，提高了弯制效率和弯制效果，能够更好的代替牙科弯制正畸弓丝的技师进行正畸弓丝的弯制工作，减轻了牙科弯制正畸弓丝的技师的工作负担。

说明书

技术领域：

本发明涉及口腔正畸治疗设备领域，尤其涉及一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人及使用方法，用于代替牙科弯丝技师进行正畸弓丝的弯制工作。

背景技术：

错颌畸形是一种牙齿排列不齐、上下牙弓间的牙颌关系异常、颌骨大小形态位置异常等症状的口腔疾病，严重危害人类的身心健康。佩戴矫正弓丝是错颌畸形最为常见和有效的治疗方法。弯制成形的正畸弓丝通过对粘结在牙齿上的托槽施加正畸力，使牙齿移动达到矫正的作用，其中正畸弓丝精准的弯制成形是矫正治疗的关键。正畸专科医师往往需要较长时间的弓丝弯制训练，才能达到高标准正畸治疗水平。因此，有必要设计一种用于正畸弓丝弯制的机器人。对于正畸弓丝弯制机器人已有部分公开的专利，但目前设计的装置仍然存在着尚未解决的问题。

例如，发明专利授权公告号为CN 103892929 B以及实用新型专利授权公告号为CN203898469 U所述的口腔正畸弓丝弯制机器人均采用直角坐标式运动方式，主要是以直角坐标三个方向的移动为基础，增加部分自由度补充完成相应的弯丝操作，进而完成整个正畸弓丝弯制机器人运动方案的设计，但在实际弯制过程中，由于已成形部分具有一定的空间结构，使得送丝旋转过程中会占据较大的空间范围，使得正畸弓丝弯制机器人容易发生干涉现象，阻碍弯制过程，另外，上述两种直角坐标式正畸弓丝弯制机器人的所采用的弯曲模具无法夹紧正畸弓丝，因此，正畸弓丝弯制机器人在弯曲过程中，使得弯曲模具夹头处与正畸弓丝之间存在弯制间隙，弯制间隙会导致正畸弓丝变形处出现滑移翘曲的现象，进而降低了正畸弓丝弯制机器人弯制正畸弓丝的质量，使得正畸弓丝弯制机器人无法弯制得到理想的正畸弓丝。由于直角坐标式正畸弓丝弯制机器人的结构限制，使得在弯制过程中容易干涉现象和滑移翘曲的现象，导致直角坐标式正畸弓丝弯制机器人只能弯制第一序列曲和个别第二序列曲，其无法满足医生和患者对所有第二序列曲的弯制要求。

同样的，实用新型专利授权公告号为CN 204562423 U的直角坐标型正畸弓丝弯制机器人虽然能够通过改变正畸弓丝弯制角度曲率半径，实现对T形曲的弯制，但直角坐标式与绕弯弯制相结合的正畸弓丝弯制机器人仍然无法避免直角坐标式结构的局限性，使得正畸弓丝弯制机器人无法超越人手弯制，无法突破正畸弓丝弯制机器人的关键技术难题。

类似的专利还有授权公告号为CN 205324558 U的一种用于正畸弓丝弯制机器人的弯制装置，该专利通过电机的正反转实现了对正畸弓丝的夹紧和进给，但该弯制装置结构复杂，且只能实现正畸弓丝的夹紧和松开，无法弯制复杂的序列曲，该专利相比上述两种直角坐标式的正畸弓丝弯制机器人功能有限，应用范围较小。

综合分析已有的正畸弓丝弯制机器人仅能实现第一序列弓形的弯制和少数简单第二序列曲的弯制，而牙科弯丝技师根据多年临床经验可以灵巧弯制诸如欧米茄曲、T型曲、泪滴曲、匣形曲等具有特殊形状的弓丝用于临床治疗，另外，牙科弯丝技师可以根据不同患者的实际情况，弯制个性化的正畸弓丝，个性化的正畸弓丝需要包含一种或多种第二、第三序列的特殊功能曲，结构复杂程度不同、包含第二、第三序列曲的种类和数目多样，而且在弯制个性化的正畸弓丝时，弯丝空间狭小，使得正畸弓丝机器人在弯制过程中容易产生干涉问题，因此，制约了正畸弓丝机器人技术的发展。另外，在实际弓丝弯制过程中，直角坐标式正畸弓丝弯制机器人的所采用的弯曲模具无法夹紧正畸弓丝使得弯制过程中，产生弯制间隙，导致了滑移翘曲现象的发生，此类弯制方式也导致已弯制的正畸弓丝处于悬臂梁状态，影响了正畸弓丝弯制机器人的弯制精度，通过对比上述已有的直角坐标式的正畸弓丝机器人，设计了一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人及使用方法。

本发明的一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人及使用方法，由钳Ⅰ、钳Ⅱ、柱坐标系转台、机器人主体外壳四部分组成：所述钳Ⅰ中的钳Ⅰ丝杠导轨滑台通过螺栓与柱坐标系转台中转台相连接，柱坐标系转台的转台通过螺栓与机器人主体外壳内部的连接底盘相连接，钳Ⅱ通过螺栓连接固定在机器人主体外壳外部的外壳顶部；所述的钳Ⅰ属于柱坐标式，它包括：钳Ⅰ丝杠导轨滑台、钳Ⅰ丝杠、钳Ⅰ旋转主动齿轮、钳Ⅰ锥形夹头、夹头外壳、夹头夹芯、夹头主轴、钳Ⅰ夹紧被动齿轮、钳Ⅰ夹紧主动齿轮、挡圈、弹簧、拨叉、推杆、钳Ⅰ直线电机推杆、滑动挡圈、钳Ⅰ夹紧电机、钳Ⅰ旋转被动齿轮、钳Ⅰ支架、钳Ⅰ旋转电机、钳Ⅰ丝杠电机、钳Ⅰ丝杠螺母、钳Ⅰ旋转主轴、钳Ⅰ夹紧主轴、送丝入口，钳Ⅰ丝杠通过轴孔装配安装在钳Ⅰ丝杠导轨滑台中，钳Ⅰ丝杠螺母与钳Ⅰ丝杠通过螺纹相连接，钳Ⅰ丝杠电机通过钳Ⅰ丝杠导轨滑台安装在钳Ⅰ丝杠的末端，以驱动钳Ⅰ丝杠的绕钳Ⅰ丝杠电机的电机轴旋转，使得钳Ⅰ丝杠螺母实现沿钳Ⅰ丝杠的轴向左右移动，钳Ⅰ支架的下底面通过螺栓与钳Ⅰ丝杠螺母相连接，钳Ⅰ旋转电机通过钳Ⅰ支架与钳Ⅰ旋转主动齿轮完成装配，以驱动钳Ⅰ旋转主动齿轮绕钳Ⅰ旋转电机的电机轴旋转，钳Ⅰ旋转被动齿轮、钳Ⅰ夹紧被动齿轮和钳Ⅰ锥形夹头均安装在钳Ⅰ旋转主轴上，钳Ⅰ旋转主轴为空心轴，其中钳Ⅰ旋转被动齿轮安装在钳Ⅰ支架内部，与钳Ⅰ旋转主动齿轮相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧被动齿轮和钳Ⅰ锥形夹头安装在钳Ⅰ支架外部，送丝入口位于钳Ⅰ旋转主轴的左侧，正畸弓丝通过送丝入口穿过钳Ⅰ旋转主轴的内部，可以将待弯制的正畸弓丝送至位于钳Ⅰ旋转主轴末端的钳Ⅰ锥形夹头，完成机器人的送丝，其中钳Ⅰ锥形夹头由夹头外壳、夹头夹芯、夹头主轴组成，夹头外壳通过螺纹与夹头主轴相连接，夹头夹芯位于旋转夹头外壳和夹头主轴的中间，当顺时针旋转夹头外壳时，夹头外壳与夹头主轴之间的空间缩小，此时夹头夹芯受到夹头外壳的挤压，使得夹头夹芯保持夹紧状态，以实现对正畸弓丝的夹紧，反之，逆时针旋转夹头夹芯实现对正畸弓丝的松开；钳Ⅰ夹紧被动齿轮与钳Ⅰ夹紧主动齿轮相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧电机通过螺纹连接安装在钳Ⅰ支架的上顶面，钳Ⅰ夹紧电机的主轴与钳Ⅰ夹紧主轴相连接，以驱动钳Ⅰ夹紧主轴绕轴向旋转，拨叉、滑动挡圈、弹簧、挡圈和钳Ⅰ夹紧主动齿轮通过轴孔装配从左至右依次的被安装在钳Ⅰ夹紧主轴上，拨叉通过螺栓与滑动挡圈相连接，弹簧被镶嵌在滑动挡圈和挡圈中，挡圈通过螺栓与钳Ⅰ夹紧主动齿轮相连接，钳Ⅰ夹紧主轴远离电机主轴方向的末端设有轴肩，用于限定钳Ⅰ夹紧主轴上已装配零件的位置，推杆末端安装有钳Ⅰ直线电机推杆，推杆与推杆垂直下方的拨叉相连接，钳Ⅰ直线电机推杆安置在钳Ⅰ夹紧电机上，当钳Ⅰ直线电机推杆推动或拉回推杆时，与推杆相连接的拨叉可带动滑动挡圈、弹簧、挡圈和钳Ⅰ夹紧主动齿轮沿钳Ⅰ夹紧主轴轴向左右移动，进而控制钳Ⅰ夹紧主动齿轮与钳Ⅰ夹紧被动齿轮的啮合情况，另外，钳Ⅰ夹紧电机可驱动钳Ⅰ夹紧被动齿轮绕钳Ⅰ夹紧主轴旋转，从而控制与钳Ⅰ夹紧被动齿轮相连的钳Ⅰ锥形夹头的顺时旋转或逆时旋转，最终实现对正畸弓丝的夹紧与松开。

作为优选，所述的钳Ⅱ属于直角坐标式，它包括：钳Ⅱ可动钳口、可动楔形滑块、钳Ⅱ固定钳口、夹紧滑块、夹紧楔形滑块、钳Ⅱ直线电机推杆、直线电机、钳Ⅱ旋转被动齿轮、钳Ⅱ外壳、钳Ⅱ丝杠、钳Ⅱ丝杠电机、钳Ⅱ丝杠螺母、钳Ⅱ旋转主动齿轮、钳Ⅱ旋转电机、复位弹簧，以钳Ⅱ可动钳口垂直向下为参考方向，钳Ⅱ丝杠电机安装在钳Ⅱ外壳的顶部，以驱动钳Ⅱ丝杠，其中钳Ⅱ丝杠与钳Ⅱ丝杠螺母通过螺纹连接配合，通过钳Ⅱ丝杠电机驱动钳Ⅱ丝杠可以实现钳Ⅱ丝杠螺母沿钳Ⅱ丝杠轴线方向上下移动；直线电机、钳Ⅱ旋转被动齿轮、钳Ⅱ旋转主动齿轮以及钳Ⅱ旋转电机均安装在钳Ⅱ丝杠螺母内，其中钳Ⅱ旋转电机与钳Ⅱ旋转主动齿轮通过轴孔配合相连接，钳Ⅱ旋转主动齿轮与钳Ⅱ旋转被动齿轮相啮合，形成一对啮合齿轮，以实现钳Ⅱ旋转被动齿轮的旋转，另外，直线电机通过轴孔配合被安装在钳Ⅱ旋转被动齿轮中，钳Ⅱ直线电机推杆安装在直线电机中，在直线电机和钳Ⅱ旋转被动齿轮的作用下，钳Ⅱ直线电机推杆既可实现绕钳Ⅱ旋转被动齿轮的轴线进行旋转，又可沿钳Ⅱ旋转被动齿轮的轴线进行平移；夹紧滑块通过螺栓连接固定在钳Ⅱ直线电机推杆上，夹紧滑块上装有夹紧楔形滑块，而钳Ⅱ可动钳口上装有可动楔形滑块，当钳Ⅱ直线电机推杆被直线电机推出时，夹紧楔形滑块与可动楔形滑块发生挤压，推动钳Ⅱ可动钳口向钳Ⅱ固定钳口方向移动，实现钳Ⅱ对正畸弓丝的夹紧，当钳Ⅱ直线电机推杆被直线电机拉回时，夹紧楔形滑块与可动楔形滑块发生分离，复位弹簧将钳Ⅱ可动钳口推离钳Ⅱ固定钳口，实现钳Ⅱ对正畸弓丝的松开。

作为优选，所述的柱坐标系转台包括：转台电机、转台主动齿轮、转台、转台被动齿轮，转台电机通过轴孔装配与转台主动齿轮相连接，以驱动转台主动齿轮绕转台电机的电机轴旋转，转台主动齿轮与转台被动齿轮相啮合，形成一对啮合齿轮，转台与转台被动齿轮通过螺栓连接相互固定，以实现转台被动齿轮带动转台绕转台中心旋转。

作为优选，所述的机器人主体外壳包括：底座、环形拉门、环形外壳、主体支撑、外壳支柱、连接底盘、外壳顶部，连接底盘通过螺栓连接安装在机器人主体外壳的内部，外壳顶部通过螺栓连接安装在机器人主体外壳的外部，通过环形拉门可实现机器人主体外壳的开合，以保护操作人员与正畸弓丝弯制机器人；主体支撑和外壳支柱用于支撑机器人主体外壳。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的正畸弓丝弯制机器人采用的是柱坐标与直角坐标相结合的方式，其中钳Ⅰ为柱坐标式，使钳Ⅰ的旋转范围可达0°至360°，相比直角坐标式，柱坐标式的钳Ⅰ可以沿径向移动和绕旋转中心旋转，提高了正畸弓丝弯制的灵活性，避免了弓丝弯制过程中的干涉现象。

(2)正畸弓丝机器人在弯制过程中，钳Ⅰ锥形夹头与钳Ⅱ的固定钳口处于同一平面内，进而实现了正畸弓丝在二维平面内的弯制，降低了正畸弓丝弯制机器人的弯制规划难度，因此，降低了第二序列曲的弯制难度，提高了弯制效率。

(3)本发明中钳Ⅱ可对正畸弓丝实现夹紧和绕弯弯制，避免了正畸弓丝弯制过程中弓丝未夹紧所引起的滑移翘曲现象，同时也减弱了已弯制弓丝处于悬臂梁状态所造成的成形弓丝不在同一平面的影响，进而提高了弓丝弯制精度。

(4)本发明中可动楔形滑块、夹紧楔形滑块和复位弹簧的设计以及直线电机与旋转电机的应用，实现了钳Ⅱ的快速夹紧与快速松开，降低了控制难度，提高了钳Ⅱ的弯制效率。

(5)本发明中钳Ⅰ锥形夹头可适应任意截面形状的弓丝，提高了整个正畸弓丝弯制机器人的适应性。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明结构总体示意图；

图2为钳Ⅰ结构轴侧图；

图3为钳Ⅰ锥形夹头分解示意图；

图4为钳Ⅱ结构轴侧图；

图5为钳Ⅱ内部结构示意图；

图6为钳Ⅱ分解示意图；

图7为柱坐标系转台内部结构示意图；

图8为机器人主体外壳示意图。

图中：1、钳Ⅰ；2、钳Ⅱ；3、柱坐标系转台；4、机器人主体外壳；5、弓丝；1-1、钳Ⅰ丝杠导轨滑台；1-2、钳Ⅰ丝杠；1-3、钳Ⅰ旋转主动齿轮；1-4、钳Ⅰ锥形夹头；1-4-1、夹头外壳；1-4-2、夹头夹芯；1-4-3、夹头主轴；1-5、钳Ⅰ夹紧被动齿轮；1-6、钳Ⅰ夹紧主动齿轮；1-7、挡圈；1-8、弹簧；1-9、拨叉；1-10、推杆；1-11、钳Ⅰ直线电机推杆；1-12、滑动挡圈；1-13、钳Ⅰ夹紧电机；1-14、钳Ⅰ旋转被动齿轮；1-15、钳Ⅰ支架；1-16、钳Ⅰ旋转电机；1-17、钳Ⅰ丝杠电机；1-18、钳Ⅰ丝杠螺母；1-19、钳Ⅰ旋转主轴；1-20、钳Ⅰ夹紧主轴；1-21、送丝入口；2-1、钳Ⅱ可动钳口；2-1-1、可动楔形滑块；2-2、钳Ⅱ固定钳口；2-3、夹紧滑块；2-3-1、夹紧楔形滑块；2-4、钳Ⅱ直线电机推杆；2-5、直线电机；2-6、钳Ⅱ旋转被动齿轮；2-7、钳Ⅱ外壳；2-8、钳Ⅱ丝杠；2-9、钳Ⅱ丝杠电机；2-10、钳Ⅱ丝杠螺母；2-11、钳Ⅱ旋转主动齿轮；2-12、钳Ⅱ旋转电机；2-13、复位弹簧；3-1、转台电机；3-2、转台主动齿轮；3-3、转台；3-4、转台被动齿轮；4-1、底座；4-2、环形拉门；4-3、环形外壳；4-4、主体支撑；4-5、外壳支柱；4-6、连接底盘；4-7、外壳顶部；5、正畸弓丝。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本具体实施方式采用以下技术方案：

所述的一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人及使用方法，由钳Ⅰ1、钳Ⅱ2、柱坐标系转台3、机器人主体外壳4四部分组成：所述钳Ⅰ1中的钳Ⅰ丝杠导轨滑台1-1通过螺栓与柱坐标系转台3中转台3-3的相连接，柱坐标系转台3的转台3-3通过螺栓与机器人主体外壳4内部的连接底盘4-6相连接，钳Ⅱ2通过螺栓连接固定在机器人主体外壳4外部的外壳顶部4-7；所述的钳Ⅰ1属于柱坐标式，它包括：钳Ⅰ丝杠导轨滑台1-1、钳Ⅰ丝杠1-2、钳Ⅰ旋转主动齿轮1-3、钳Ⅰ锥形夹头1-4、夹头外壳1-4-1、夹头夹芯1-4-2、夹头主轴1-4-3、钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5、钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6、挡圈1-7、弹簧1-8、拨叉1-9、推杆1-10、钳Ⅰ直线电机推杆1-11、滑动挡圈1-12、钳Ⅰ夹紧电机1-13、钳Ⅰ旋转被动齿轮1-14、钳Ⅰ支架1-15、钳Ⅰ旋转电机1-16、钳Ⅰ丝杠电机1-17、钳Ⅰ丝杠螺母1-18、钳Ⅰ旋转主轴1-19、钳Ⅰ夹紧主轴1-20、送丝入口1-21，钳Ⅰ丝杠1-2通过轴孔装配安装在钳Ⅰ丝杠导轨滑台1-1中，钳Ⅰ丝杠螺母1-18与钳Ⅰ丝杠1-2通过螺纹相连接，钳Ⅰ丝杠电机1-17通过钳Ⅰ丝杠导轨滑台1-1安装在钳Ⅰ丝杠1-2的末端，以驱动钳Ⅰ丝杠1-2的绕钳Ⅰ丝杠电机1-17的电机轴旋转，使得钳Ⅰ丝杠螺母1-18实现沿钳Ⅰ丝杠1-2的轴向左右移动，钳Ⅰ支架1-15的下底面通过螺栓与钳Ⅰ丝杠螺母1-18相连接，钳Ⅰ旋转电机1-16通过钳Ⅰ支架1-15与钳Ⅰ旋转主动齿轮1-3完成装配，以驱动钳Ⅰ旋转主动齿轮1-3绕钳Ⅰ旋转电机1-16的电机轴旋转，钳Ⅰ旋转被动齿轮1-14、钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5和钳Ⅰ锥形夹头1-4均安装在钳Ⅰ旋转主轴1-19上，钳Ⅰ旋转主轴1-19为空心轴，其中钳Ⅰ旋转被动齿轮1-14安装在钳Ⅰ支架1-15内部，与钳Ⅰ旋转主动齿轮1-3相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5和钳Ⅰ锥形夹头1-4安装在钳Ⅰ支架1-15外部，送丝入口1-21位于钳Ⅰ旋转主轴1-19的左侧，正畸弓丝5通过送丝入口1-21穿过钳Ⅰ旋转主轴1-19的内部，可以将待弯制的正畸弓丝5送至位于钳Ⅰ旋转主轴1-19末端的钳Ⅰ锥形夹头1-4，完成机器人的送丝环节，其中钳Ⅰ锥形夹头1-4由夹头外壳1-4-1、夹头夹芯1-4-2、夹头主轴1-4-3组成，夹头外壳1-4-1通过螺纹与夹头主轴1-4-3相连接，夹头夹芯1-4-2位于旋转夹头外壳1-4-1和夹头主轴1-4-3的中间，当顺时针旋转夹头外壳1-4-1时，夹头外壳1-4-1与夹头主轴1-4-3之间的空间缩小，此时夹头夹芯1-4-2受到夹头外壳1-4-1的挤压，使得夹头夹芯1-4-2保持夹紧状态，以实现了对正畸弓丝5的夹紧，反之，逆时针旋转夹头夹芯1-4-2实现了对正畸弓丝5的松开；钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5与钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧电机1-13通过螺纹连接安装在钳Ⅰ支架1-15的上顶面，钳Ⅰ夹紧电机1-13的主轴与钳Ⅰ夹紧主轴1-20相连接，以驱动钳Ⅰ夹紧主轴1-20绕轴向旋转，拨叉1-9、滑动挡圈1-12、弹簧1-8、挡圈1-7和钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6通过轴孔装配从左至右依次的被安装在钳Ⅰ夹紧主轴1-20上，拨叉1-9通过螺栓与滑动挡圈1-12相连接，弹簧1-8被镶嵌在滑动挡圈1-12和挡圈1-7中，挡圈1-7通过螺栓与钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6相连接，钳Ⅰ夹紧主轴1-20远离电机主轴方向的末端设有轴肩，用于限定钳Ⅰ夹紧主轴1-20上已装配零件的位置，推杆1-10末端安装有钳Ⅰ直线电机推杆1-11，推杆1-10与推杆1-10垂直下方的拨叉1-9相连接，钳Ⅰ直线电机推杆1-11安置在钳Ⅰ夹紧电机1-13上，当钳Ⅰ直线电机推杆1-11推动或拉回推杆1-10时，与推杆1-10相连接的拨叉1-9可带动滑动挡圈1-12、弹簧1-8、挡圈1-7和钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6沿钳Ⅰ夹紧主轴1-20轴向左右移动，进而控制钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6与钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5的啮合情况，另外，钳Ⅰ夹紧电机1-13可驱动钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5绕钳Ⅰ夹紧主轴1-20旋转，从而控制了与钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5相连的钳Ⅰ锥形夹头1-4的顺时旋转或逆时旋转，最终实现了对正畸弓丝5的夹紧与松开。

进一步的，所述的钳Ⅱ2属于直角坐标式，它包括：钳Ⅱ可动钳口2-1、可动楔形滑块2-1-1、钳Ⅱ固定钳口2-2、夹紧滑块2-3、夹紧楔形滑块2-3-1、钳Ⅱ直线电机推杆2-4、直线电机2-5、钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6、钳Ⅱ外壳2-7、钳Ⅱ丝杠2-8、钳Ⅱ丝杠电机2-9、钳Ⅱ丝杠螺母2-10、钳Ⅱ旋转主动齿轮2-11、钳Ⅱ旋转电机2-12、复位弹簧2-13，以钳Ⅱ可动钳口2-1垂直向下为参考方向，钳Ⅱ丝杠电机2-9安装在钳Ⅱ外壳2-7的顶部，以驱动钳Ⅱ丝杠2-8，其中钳Ⅱ丝杠2-8与钳Ⅱ丝杠螺母2-10通过螺纹连接配合，通过钳Ⅱ丝杠电机2-9驱动钳Ⅱ丝杠2-8可以实现钳Ⅱ丝杠螺母2-10沿钳Ⅱ丝杠2-8轴线方向上下移动；直线电机2-5、钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6、钳Ⅱ旋转主动齿轮2-11以及钳Ⅱ旋转电机2-12均安装在钳Ⅱ丝杠螺母2-10内，其中钳Ⅱ旋转电机2-12与钳Ⅱ旋转主动齿轮2-11通过轴孔配合相连接，钳Ⅱ旋转主动齿轮2-11与钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6相啮合，形成一对啮合齿轮，以实现钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6的旋转，另外，直线电机2-5通过轴孔配合被安装在钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6中，钳Ⅱ直线电机推杆2-4安装在直线电机2-5中，在直线电机2-5和钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6的作用下，钳Ⅱ直线电机推杆2-4即可实现绕钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6的轴线进行旋转，又可沿钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6的轴线进行平移；夹紧滑块2-3通过螺栓连接固定在钳Ⅱ直线电机推杆2-4上，夹紧滑块2-3上装有夹紧楔形滑块2-3-1，而钳Ⅱ可动钳口2-1上装有可动楔形滑块2-1-1，当钳Ⅱ直线电机推杆2-4被直线电机2-5推出时，夹紧楔形滑块2-3-1与可动楔形滑块2-1-1发生挤压，推动钳Ⅱ可动钳口2-1向钳Ⅱ固定钳口2-2方向移动，实现了钳Ⅱ2对正畸弓丝5的夹紧，当钳Ⅱ直线电机推杆2-4被直线电机2-5拉回时，夹紧楔形滑块2-3-1与可动楔形滑块2-1-1发生分离，复位弹簧2-13将钳Ⅱ可动钳口2-1推离钳Ⅱ固定钳口2-2，实现了钳Ⅱ2对正畸弓丝5的松开。

进一步的，所述的柱坐标系转台3包括：转台电机3-1、转台主动齿轮3-2、转台3-3、转台被动齿轮3-4，转台电机3-1通过轴孔装配与转台主动齿轮3-2相连接，以驱动转台主动齿轮3-2绕转台电机3-1的电机轴旋转，转台主动齿轮3-2与转台被动齿轮3-4相啮合，形成一对啮合齿轮，转台3-3与转台被动齿轮3-4通过螺栓连接相互固定，以实现转台被动齿轮3-4带动转台3-3绕转台3-3中心旋转。

进一步的，所述的机器人主体外壳4包括：底座4-1、环形拉门4-2、环形外壳4-3、主体支撑4-4、外壳支柱4-5、连接底盘4-6、外壳顶部4-7，连接底盘4-6通过螺栓连接安装在机器人主体外壳4的内部，外壳顶部4-7通过螺栓连接安装在机器人主体外壳4的外部，通过环形拉门4-2可实现机器人主体外壳4的开合，以保护操作人员与正畸弓丝弯制机器人；主体支撑4-4和外壳支柱4-5用于支撑机器人主体外壳4。

进一步的，当自动送丝任务完成时，需要正畸弓丝机器人完成弓丝弯制任务的具体实施方式为：首先，根据弯制弓丝的类型有所不同，因此，正畸弓丝机器人的具体实施顺序可能有所差异，本实施方式主要对于该正畸弓丝机器人的弯制功能进行附加说明；自动送丝任务执行完成后，开始执行弓丝弯制任务，此时，正畸弓丝5被安置在钳Ⅰ旋转主轴1-19中且已送至正畸弓丝机器人的工作区域内，钳Ⅰ1的钳Ⅰ锥形夹头1-4对于正畸弓丝5处于松开状态，钳Ⅱ2对于正畸弓丝5处于夹紧状态，在弯制弓丝的过程中，需要将钳Ⅰ1的钳Ⅰ锥形夹头1-4调整为夹紧且旋转的状态，因此，首先控制钳Ⅰ直线电机推杆1-11将推杆1-10推出，经过拨叉1-9、滑动挡圈1-12、弹簧1-8和挡圈1-7之间的力传递，使得钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6与钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5处于啮合状态，此时，启动钳Ⅰ夹紧电机1-13使得钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6逆时针旋转，与钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6外啮合的钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5顺时针旋转，使得与钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5相固定的钳Ⅰ锥形夹头1-4同样处于顺时针旋转状态，进而夹头外壳1-4-1与夹头主轴1-4-3之间的空间缩小，此时夹头夹芯1-4-2受到夹头外壳1-4-1的挤压，使得夹头夹芯1-4-2保持夹紧状态，以实现对正畸弓丝5的夹紧，为机器人绕弯弯制弓丝做准备，此时，启动钳Ⅰ旋转电机1-16且按逆时针方向旋转，驱动钳Ⅰ旋转主动齿轮1-3与相外啮合的钳Ⅰ旋转被动齿轮1-14，使得钳Ⅰ旋转主轴1-19按顺时针旋转，实现了正畸弓丝5在弯制过程中可绕自身旋转，因此，钳Ⅰ夹紧电机1-13和钳Ⅰ旋转电机1-16的启动，使得钳Ⅰ1实现了对正畸弓丝5的旋转和夹紧，此时，根据不同弯制需求，对于钳Ⅰ1的控制顺序有可能存在不同，当发生正畸弓丝弯制过程中干涉现象时，通过启动柱坐标系转台3中的转台电机3-1以驱动转台主动齿轮3-2和相外啮合的转台被动齿轮3-4，进而旋转转台3-3，可实现钳Ⅰ1整体机构绕旋转中心旋转0°至360°，完成了对正畸弓丝5的灵活弯制，另外，如需要沿正畸弓丝5送丝方向的平移时，可启动钳Ⅰ丝杠电机1-17，以驱动钳Ⅰ丝杠1-2，完成钳Ⅰ1整体机构沿正畸弓丝5方向的平移，因此，在正畸弓丝弯制机器人完成弯制任务时，柱坐标式的钳Ⅰ1可实现对正畸弓丝5的旋转和夹紧，另外钳Ⅰ1也可实现绕旋转中心旋转以及沿正畸弓丝5送丝方向的平移，提高了弯制的灵活性，在钳Ⅰ1整体机构作用下，可实现正畸弓丝5的进给和位姿的调整；在弯制过程中，钳Ⅱ2除了能够完成对正畸弓丝5的夹紧，还能通过启动钳Ⅱ旋转电机2-12，驱动钳Ⅱ旋转主动齿轮2-11与相外啮合的钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6，以实现钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2整体旋转，当发生正畸弓丝弯制过程中干涉现象时，设定钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2整体机构的旋转角度，避免了钳Ⅰ1和钳Ⅱ2发生碰撞，完成对正畸弓丝5上某一弯制点的弯制；因此，结合送丝任务中钳Ⅱ2的执行方式，钳Ⅱ2可实现沿正畸弓丝5垂直方向的移动以及对于正畸弓丝5的夹紧和松开，通过设定旋转角度可避免弓丝弯制过程中的干涉现象；

综上，所述的一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人在柱坐标式钳Ⅰ1可实现正畸弓丝5的进给和位姿的调整，其中的直角坐标式钳Ⅱ2可实现正畸弓丝5的夹紧，同时用于避免正畸弓丝弯制过程中干涉现象，在钳Ⅰ1和钳Ⅱ2相互配合下，钳Ⅱ2通过钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2对正畸弓丝5的夹紧，再通过钳Ⅰ1对正畸弓丝5位姿的调整，可使得正畸弓丝5绕钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2完成弯制，进而使弓丝成形。

实施例2：定义正畸弓丝弯制机器人的初始上电位置；

根据实施例1中所述的装置，当正畸弓丝弯制机器人处于初始上电状态时，钳Ⅰ1中的钳Ⅰ直线电机推杆1-11处于未推出的初始状态，钳Ⅰ夹紧电机1-13、钳Ⅰ旋转电机1-16和钳Ⅰ丝杠电机1-17均处于待机状态，钳Ⅰ丝杠螺母1-18与钳Ⅰ丝杠电机1-17之间的距离最小处为钳Ⅰ丝杠螺母1-18的初始位置，钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5与钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6处于非啮合状态，钳Ⅰ锥形夹头1-4中的夹头夹芯1-4-2处于非夹紧状态；钳Ⅱ2中直线电机2-5、钳Ⅱ丝杠电机2-9和钳Ⅱ旋转电机2-12均处于待机状态，初始状态下的钳Ⅱ丝杠螺母2-10与钳Ⅱ丝杠电机2-9形成的间隙是最小的，直线电机2-5和钳Ⅱ直线电机推杆2-4处于未推出的初始状态，使得夹紧滑块2-3与钳Ⅱ可动钳口2-1处于分离状态，复位弹簧2-13处于自然状态，将钳Ⅱ可动钳口2-1与钳Ⅱ固定钳口2-2相分离，因此，在初始状态下，钳Ⅱ2的钳口处于松开状态；柱坐标系转台3中的转台电机3-1处于待机状态。

实施例3：正畸弓丝机器人完成自动送丝任务的具体实施方式；

根据实施例1中所述的装置，当牙科弯丝技师需要正畸弓丝机器人完成自动送丝任务时，具体实施方式为：送丝任务执行前，正畸弓丝机器人处于初始上电状态，钳Ⅰ1中的钳Ⅰ直线电机推杆1-11仍处于未推出的初始状态，钳Ⅰ夹紧电机1-13、钳Ⅰ旋转电机1-16仍处于初始状态，保持待机状态，钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5与钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6处于非啮合状态，钳Ⅰ锥形夹头1-4中的夹头夹芯1-4-2处于非夹紧状态，当牙科弯丝技师将正畸弓丝5从送丝入口1-21送至钳Ⅰ锥形夹头1-4，且正畸弓丝5超出钳Ⅰ锥形夹头1-4 10mm至15mm距离时，钳Ⅰ丝杠电机1-17开始运行，驱动钳Ⅰ丝杠1-2旋转，使得钳Ⅰ丝杠螺母1-18向远离钳Ⅰ丝杠电机1-17方向平移，因此，在钳Ⅰ丝杠电机1-17的驱动下，钳Ⅰ1与正畸弓丝5可进行移动，当正畸弓丝5移动到钳Ⅱ2的钳Ⅱ固定钳口2-2正下方时，钳Ⅱ2不再处于初始状态，钳Ⅱ2中的直线电机2-5、钳Ⅱ丝杠电机2-9开始处于工作状态，钳Ⅱ丝杠电机2-9驱动钳Ⅱ丝杠2-8使钳Ⅱ丝杠螺母2-10向远离钳Ⅱ丝杠电机2-9方向移动，使得钳Ⅱ2整体机构接近正畸弓丝5，当正畸弓丝5位于钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2之间，直线电机2-5推动钳Ⅱ直线电机推杆2-4，钳Ⅱ直线电机推杆2-4使夹紧滑块2-3上的夹紧楔形滑块2-3-1与钳Ⅱ可动钳口2-1上的可动楔形滑块2-1-1发生挤压，使得钳Ⅱ可动钳口2-1接近钳Ⅱ固定钳口2-2，进而夹紧了正畸弓丝5，此时，控制钳Ⅰ丝杠电机1-17反转，使钳Ⅰ1整体机构向钳Ⅰ丝杠电机1-17靠近，在钳Ⅱ2夹紧和钳Ⅰ1平移的双重作用下，正畸弓丝5被送入至正畸弓丝弯制机器人的工作区域内。

实施例4：正畸弓丝机器人完成弓丝弯制任务的具体实施方式；

根据实施例1中所述的装置，当自动送丝任务完成时，需要正畸弓丝机器人完成弓丝弯制任务的具体实施方式为：首先，根据弯制弓丝的类型有所不同，因此，正畸弓丝机器人的具体实施顺序可能有所差异，本实施方式主要对于该正畸弓丝机器人的弯制功能进行附加说明；自动送丝任务执行完成后，开始执行弓丝弯制任务，此时，正畸弓丝5被安置在钳Ⅰ旋转主轴1-19中且已送至正畸弓丝机器人的工作区域内，钳Ⅰ1的钳Ⅰ锥形夹头1-4对于正畸弓丝5处于松开状态，钳Ⅱ2对于正畸弓丝5处于夹紧状态，在弯制弓丝的过程中，需要将钳Ⅰ1的钳Ⅰ锥形夹头1-4调整为夹紧且旋转的状态，因此，首先控制钳Ⅰ直线电机推杆1-11将推杆1-10推出，经过拨叉1-9、滑动挡圈1-12、弹簧1-8和挡圈1-7之间的力传递，使得钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6与钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5处于啮合状态，此时，启动钳Ⅰ夹紧电机1-13使得钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6逆时针旋转，与钳Ⅰ夹紧主动齿轮1-6外啮合的钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5顺时针旋转，使得与钳Ⅰ夹紧被动齿轮1-5相固定的钳Ⅰ锥形夹头1-4同样处于顺时针旋转状态，进而夹头外壳1-4-1与夹头主轴1-4-3之间的空间缩小，此时夹头夹芯1-4-2受到夹头外壳1-4-1的挤压，使得夹头夹芯1-4-2保持夹紧状态，以实现对正畸弓丝5的夹紧，为机器人绕弯弯制弓丝做准备，此时，启动钳Ⅰ旋转电机1-16且按逆时针方向旋转，驱动钳Ⅰ旋转主动齿轮1-3与相外啮合的钳Ⅰ旋转被动齿轮1-14，使得钳Ⅰ旋转主轴1-19按顺时针旋转，实现了正畸弓丝5在弯制过程中可绕自身旋转，因此，钳Ⅰ夹紧电机1-13和钳Ⅰ旋转电机1-16的启动，使得钳Ⅰ1实现了对正畸弓丝5的旋转和夹紧，此时，根据不同弯制需求，对于钳Ⅰ1的控制顺序有可能存在不同，当发生正畸弓丝弯制过程中干涉现象时，通过启动柱坐标系转台3中的转台电机3-1以驱动转台主动齿轮3-2和相外啮合的转台被动齿轮3-4，进而旋转转台3-3，可实现钳Ⅰ1整体机构绕旋转中心旋转0°至360°，完成了对正畸弓丝5的灵活弯制，另外，如需要沿正畸弓丝5送丝方向的平移时，可启动钳Ⅰ丝杠电机1-17，以驱动钳Ⅰ丝杠1-2，完成钳Ⅰ1整体机构沿正畸弓丝5方向的平移，因此，在正畸弓丝弯制机器人完成弯制任务时，柱坐标式的钳Ⅰ1可实现对正畸弓丝5的旋转和夹紧，另外钳Ⅰ1也可实现绕旋转中心旋转以及沿正畸弓丝5送丝方向的平移，提高了弯制的灵活性，在钳Ⅰ1整体机构作用下，可实现正畸弓丝5的进给和位姿的调整；在弯制过程中，钳Ⅱ2除了能够完成对正畸弓丝5的夹紧，还能通过启动钳Ⅱ旋转电机2-12，驱动钳Ⅱ旋转主动齿轮2-11与相外啮合的钳Ⅱ旋转被动齿轮2-6，以实现钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2整体旋转，当发生正畸弓丝弯制过程中干涉现象时，设定钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2整体机构的旋转角度，避免了钳Ⅰ1和钳Ⅱ2发生碰撞，完成对正畸弓丝5上某一弯制点的弯制；因此，结合送丝任务中钳Ⅱ2的执行方式，钳Ⅱ2可实现沿正畸弓丝5垂直方向的移动以及对于正畸弓丝5的夹紧和松开，通过设定旋转角度可避免弓丝弯制过程中的干涉现象；

综上所述，一种柱坐标与直角坐标组合式弓丝弯制机器人在柱坐标式钳Ⅰ1可实现正畸弓丝5的进给和位姿的调整，其中的直角坐标式钳Ⅱ2可实现正畸弓丝5的夹紧，同时用于避免正畸弓丝弯制过程中干涉现象，在钳Ⅰ1和钳Ⅱ2相互配合下，钳Ⅱ2通过钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2对正畸弓丝5的夹紧，再通过钳Ⅰ1对正畸弓丝5位姿的调整，可使得正畸弓丝5绕钳Ⅱ可动钳口2-1和钳Ⅱ固定钳口2-2完成弯制，进而使弓丝成形。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。