基于ADAMS的机械咀嚼系统的开发及经济效益分析
引言
人的咀嚼系统是一个复杂的系统，其运动为一个复杂的反射性活动，咀嚼系统由上颌和下颌，舌头，牙齿等组成。咀嚼时肌肉收缩，使下颌向上下，左右运动，这样上下齿相互接触将食物切割磨碎。
咀嚼机电系统是一可以模拟人类咀嚼行为的机械系统。它能真实地浮现人类的咀嚼动作,并采集咀嚼力,振动等咀嚼关键参数。同时该又系统是集估计规划,感知系统,实时控制系统于一体可广泛应用于牙科科研,食品评估。1 基于连杆的咀嚼系统的设计在咀嚼时每一颗下颌牙都有自己的运动轨迹,其运动轨迹如图所示,对该图分析,得到该轨迹主要特征参数有:垂直开颌距离,水平开颌距离,水平闭颌距离,张开倾角,闭合倾角,咀嚼周期,它们的具体数值如下表格:
齿上的咀嚼力大小基于不同事物，而且每科牙齿所受力的大小也不尽相同，在食品评估和假牙研究中，可在机械齿面上贴压力传感器进行对力的测量。
根据四连杆图集设计相应的四连杆机构是一非常有效率的方法。现阶段被广泛地应用在机构设计和机器人学中。Cedarville大学为本次设计提供了网页形式的四连杆图集，极其方便了本次的设计，网址如下：http://www.cedarville.edu/cf/engineering/kinematics/ccapdf/ccpagef.htm设计得到的四连杆的长度和轨迹如下图 ：
为了使吻合曲线的大小和测量曲线的大小一致如下长度。
其中长度DA=6. 52mm,AB=22.83mm,BC=19.57mm,CD=32.61mm。
在ADAMS中建模仿真，得到咀嚼系统的ADAMS 模型和运动轨迹如图所示。分别分析三幅图的轨迹，可发现，它们的轨迹几乎一致，达到了设计所要求的精度 。
2 对曲柄的转速控制器的设计
连杆咀嚼系统的轨迹可以由机构产生得到，但是在不同节点上的速度和真实的咀嚼速度不尽相同，因此对连杆曲柄的转速控制是相当有必要的。
因此提出利用 PID算法对曲柄进行反馈控制，反馈信号为轨迹产生点的速度值。A D A M S 内含有控制模块，可以与MATLAB/simulink,联合仿真。其控制框图如 下 ：
分析上图，在 0.05s 的时候到达稳态，0.05s 占咀嚼周期 0.8s 的1/40。达到了目前的设计要求。
PID 控制器的参数为：
本文还依据上系统地数据，设计了咀嚼模型的solidworks模型，可用于实际加工制造。Solidworks 咀嚼系统如图所示：
3 对该咀嚼系统的经济效益分析
(1)成本分析: 预计每台生产成本:300 每台分担期间费用 100,总成本400；
(2)售价分析;通过对相关产品的市场价格弹性分析,预计可接受价格最高为每台650；
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