仿生下肢外骨骼機器人關鍵零件可靠性分析.pdf

1、仿生下肢外骨骼機器人是機器人領域里新興的研究熱點，它是一種結合了機械、電子、控制、計算機技術、傳感技術和醫(yī)學科學技術的可穿戴的設備。下肢外骨骼機器人在結構設計上模仿了人體骨骼的結構和自由度，其運動方式建立在人體步態(tài)研究的基礎上，可以給穿戴者提供支撐、助力、保護等。下肢外骨骼機器人是直接穿戴在人體上的，主要服務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。
　　通過查閱國內外相關的文獻資料，了解國內外科研

2、機構對下肢外骨骼機器人的研究歷程，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的研究方向為結構和控制方面的設計，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構和功能，通過對結構件進行受力分析，確定下肢外骨骼機器人關鍵零部件為弧齒錐齒輪、腰部支撐桿件、髖關節(jié)連桿和膝關節(jié)連桿。利用應力-強度干涉理論對下肢外骨骼機器人的關鍵

3、零件弧齒錐齒輪進行了研究和理論計算，獲得齒根彎曲應力和齒面接觸應力的可靠度。利用有限元分析軟件對弧齒錐齒輪，腰部支撐件，膝關節(jié)連桿，髖關節(jié)連桿進行了應力、應變、位移和疲勞分析，得到這些關鍵零件的變形和應力等情況，符合設計要求。
　　本文重點研究了針對弧齒錐齒輪的加速壽命試驗的設計，設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；設計了轉動慣量輪盤，電機通過齒輪帶動慣性輪盤加速旋轉，利用剛體繞定軸轉動的