仿生下肢外骨骼機器人關(guān)鍵零件可靠性分析.pdf

1、仿生下肢外骨骼機器人是機器人領(lǐng)域里新興的研究熱點，它是一種結(jié)合了機械、電子、控制、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的可穿戴的設(shè)備。下肢外骨骼機器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計上模仿了人體骨骼的結(jié)構(gòu)和自由度，其運動方式建立在人體步態(tài)研究的基礎(chǔ)上，可以給穿戴者提供支撐、助力、保護(hù)等。下肢外骨骼機器人是直接穿戴在人體上的，主要服務(wù)于下肢癱瘓的殘障人士，幫助他們重新站立行走，其可靠性和安全性是非常重要的。
　　通過查閱國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)資料，了解國內(nèi)外科研

2、機構(gòu)對下肢外骨骼機器人的研究歷程，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的研究方向為結(jié)構(gòu)和控制方面的設(shè)計，而對機器人最重要的可靠性卻少有研究，因為機器人一旦發(fā)生失效，輕則停機，重則會使人受傷，因此提出對外骨骼機器人關(guān)鍵零部件可靠性分析，保證機器人安全平穩(wěn)的運行。
　　本文分析了下肢外骨骼機器人的結(jié)構(gòu)和功能，通過對結(jié)構(gòu)件進(jìn)行受力分析，確定下肢外骨骼機器人關(guān)鍵零部件為弧齒錐齒輪、腰部支撐桿件、髖關(guān)節(jié)連桿和膝關(guān)節(jié)連桿。利用應(yīng)力-強度干涉理論對下肢外骨骼機器人的關(guān)鍵

3、零件弧齒錐齒輪進(jìn)行了研究和理論計算，獲得齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的可靠度。利用有限元分析軟件對弧齒錐齒輪，腰部支撐件，膝關(guān)節(jié)連桿，髖關(guān)節(jié)連桿進(jìn)行了應(yīng)力、應(yīng)變、位移和疲勞分析，得到這些關(guān)鍵零件的變形和應(yīng)力等情況，符合設(shè)計要求。
　　本文重點研究了針對弧齒錐齒輪的加速壽命試驗的設(shè)計，設(shè)計了加速壽命試驗臺的方案，利用Miner損傷累積假說確定加速壽命試驗的時間；設(shè)計了轉(zhuǎn)動慣量輪盤，電機通過齒輪帶動慣性輪盤加速旋轉(zhuǎn)，利用剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的