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外骨骼设计及膝关节安全性有限元分析

杜强  张文志  彭松涛  周伟  
【摘要】:在机器人外骨骼结构优化设计问题的研究中,在实现外骨骼助力助行基本功能的同时,还应该严格确保使用者的安全。由于外骨骼膝关节结构复杂,自由度多,为了提高外骨骼膝关节处安全性和协调性,提出利用有限元方法对外骨骼腿部连杆进行强度分析。对人体下肢结构、运动特点及外骨骼工作原理进行了研究,建立了外骨骼腿部连杆运动学方程和UG模型,并设计了外骨骼机构,对腿部连杆进行了有限元分析。分析结果表明连杆强度符合安全要求,表明改进方法为外骨骼结构设计提供了理论依据,保证了使用安全性。

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