6自由度顎運動再現ロボットの開発に関する基礎的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09672127
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tsurumi University
• Principal Investigator: 脇本 康夫 鶴見大学, 歯学部, 助手 (00201153)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鶴田 正彦 鶴見大学, 歯学部, 講師 (80089458) ; 桑原 洋助 鶴見大学, 歯学部, 教授 (30064348)
• Keywords: 下顎運動 / 6自由度運動 / 運動シュミレーション / 顎機能解析 / ロボット / ME機器

Research Abstract

【研究目的】歯科医療における咬合機能の診断と治療を発展させるために、ヒトの顎運動を忠実に再現できる6自由度顎運動の可能な小型ロボットを開発することを目的に、本研究に着手した。平成9年度の研究目的は、6自由度顎運動を実現する機構を試作することとその機構上に被験者から得られた上下顎歯列模型を転写するための方法を検討することである。
【試料装置】顎機能総合解析システム・ナソヘキサグラフ(小野測器、JM-1000)の顎運動3次元座標データをもとに下顎歯列模型を立体運動させるために、三次元運動制御装置(簡易型)を小野測器社に依頼し作製した。この装置の基本構造は、回転入力型パラレルメカニズムを採用した6自由度運動再現機構部、制御パソコン、インターフェース、ソフトウエアおよび上下顎歯列模型設置用プレートからなる。パソコンにて運動データを最終的にモーターの回転角に変換させ、駆動部の回転型モーターに転送することで、下顎歯列模型設置プレートを作動させる。下顎歯列模型の位置決めに際しては、運動測定時に使用したクラッチと下顎フェースボウを下顎歯列模型に固定させ、LED3点の空間座標を機械的に転写することで被験者とロボットの座標系を一致させた。ロボットで再現させた顎運動を再度ナソヘキサグラフで測定し、被験者の顎運動データと比較し、再現性を検討した。
【結果と考察】ロボットで再現させた顎運動は、被験者の顎運動に近似したものであり、本ロボットが6自由度顎運動を再現できることが確認された。今後の検討課題としては、限界運動を再現するために動作範囲を広くすること、また上下顎の歯の接触状態を詳細に観察するために、機構部の精度向上や転写法および上顎模型の固定法について再検討し、精度向上を目指すことである。本研究は、第14回日本顎口腔機能学会にて発表した。