基于拓扑优化的军用单兵外骨骼装备设计研究

作     者：张帆 高越 巩超 ZHANG Fan;GAO Yue;GONG Chao

作者机构：北京理工大学北京100081 河北民族师范学院河北承德067000 

出 版 物：《包装工程》 (Packaging Engineering)

年 卷 期：2022年第43卷第22期

页      码：1-8页

摘      要：目的以构建人机协调、轻量化的外骨骼设计为目标,探索拓扑优化在军用单兵外骨骼设计领域的应用和方法。方法通过分析外骨骼装备的使用需求和现有装备的设计特点,结合人体工学和运动学理论提出军用单兵外骨骼装备的设计方向,将拓扑优化方法引入外骨骼装备前期造型设计阶段,建立以形态结构优化为先导的设计流程,并应用于军用单兵外骨骼装备设计。结果基于人体运动自由度和步态,设计了具备拓扑优化造型的军用单兵外骨骼装备。装备部件经过优化后,在结构性能较为理想的同时,自重显著降低、装备可穿戴性好,且能够提供有效的负重辅助和可观的运动助力,达到了设计预定指标。结论拓扑优化设计方法能够满足人机协调运动机构和高比强度造型结构的外骨骼装备设计要求;基于该方法设计的单兵外骨骼装备具有良好的军事应用前景。

主 题 词：军用单兵外骨骼 拓扑优化 人机协调 轻量化设计 

学科分类：1305[艺术学-设计学类] 13[艺术学] 

D　O　I：10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.22.001

馆 藏 号：203115530...