外骨骼框架生物力学设计及强度分析

作     者：何旅洋 张志强 郑百林 HE Lü-yang;ZHANG Zhi-qiang;ZHENG Bai-lin

作者机构：同济大学航空航天与力学学院上海200092 同济大学医学院上海200092 

基　　金：国家大学生创新训练计划项目(1500-107-050) 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2014年第29卷第6期

页      码：504-510页

摘      要：目的依据人体运动学分析,设计一套模仿人体下肢生理结构和运动特点的外骨骼机械结构,研究外骨骼在步行过程中两个不同时相下的生物力学特性,为外骨骼的设计与优化提供研究基础。方法首先根据下肢步态分析,应用三维建模软件进行外骨骼机械结构的设计,在生成实体模型后利用有限元软件进行装配、网格划分以及单元属性赋值,并建立各个构建之间的面-面接触关系,模拟分析外骨骼的应力分布情况。结果在1 k N载荷下,双腿站立(工况1)的最大应力为91.45 MPa,胫骨竖直(工况2)最大应力为154.55 MPa,分别发生在后背支架和髋部,与设计前的传力机制分析结果一致。结论外骨骼在不同工况下应力分布有明显不同。由于在计算中没有考虑到步行过程中可能产生的冲击等不确定因素,在设计优化外骨骼时需要考虑并乘以一定的安全系数。

主 题 词：外骨骼 步态 有限元分析 力学特性 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.16156/j.1004-7220.2014.06.005

馆 藏 号：203942523...