仿生下肢外骨骼機(jī)器人關(guān)鍵零件可靠性分析.pdf

1、仿生下肢外骨骼機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域里新興的研究熱點(diǎn)，它是一種結(jié)合了機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)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(jī)器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上模仿了人體骨骼的結(jié)構(gòu)和自由度，其運(yùn)動(dòng)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(jī)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(jī)構(gòu)對(duì)下肢外骨骼機(jī)器人的研究歷程，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和控制方面的設(shè)計(jì)，而對(duì)機(jī)器人最重要的可靠性卻少有研究，因?yàn)闄C(jī)器人一旦發(fā)生失效，輕則停機(jī)，重則會(huì)使人受傷，因此提出對(duì)外骨骼機(jī)器人關(guān)鍵零部件可靠性分析，保證機(jī)器人安全平穩(wěn)的運(yùn)行。
　　本文分析了下肢外骨骼機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和功能，通過對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行受力分析，確定下肢外骨骼機(jī)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(qiáng)度干涉理論對(duì)下肢外骨骼機(jī)器人的關(guān)鍵

3、零件弧齒錐齒輪進(jìn)行了研究和理論計(jì)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(duì)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(jì)要求。
　　本文重點(diǎn)研究了針對(duì)弧齒錐齒輪的加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了加速壽命試驗(yàn)臺(tái)的方案，利用Miner損傷累積假說確定加速壽命試驗(yàn)的時(shí)間；設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量輪盤，電機(jī)通過齒輪帶動(dòng)慣性輪盤加速旋轉(zhuǎn)，利用剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的