一种柔性踝关节助力机构研究

为解决传统的刚性外骨骼助力机构限制人体关节运动的自由度和大幅增加人机惯量的问题,设计了一种柔性踝关节助力机构,并提出了一种根据足底压力传感器估计踝关节力矩大小和变化趋势的算法。最后,通过实验证明了这种踝关节助力机构的可行性和有效性。     

称量传感器标定装置进给系统的动态特性分析

目的解决称量传感器标定装置因进给系统在实际工作时频繁受到电机的振动而可能引发检测装置共振的问题。方法利用三维设计软件PROE建立称量传感器标定装置进给系统三维模型,结合有限元仿真技术对称量传感器标定装置进给系统进行动态特性分析和瞬态分析,并对模态分析结果进行试验验证。结果当外界激励频率与进给系统第5阶模态(412 Hz)接近时,进给系统的变形、应力值较大。结论在实际工作环境中应当避免称量传感器标定装置工作在第5阶(412 Hz)模态频率附近。     

基于真实载荷的托架瞬态分析及优化

目的 研究托架在称量传感器标定过程中的应力、变形情况。方法 采用有限元分析技术对称量传感器标定过程进行仿真模拟,研究托架在称量传感器标定过程中的应力、变形情况,并对有限元分析结果进行验证。结果 通过对仿真结果分析发现了称量传感器标定装置托架应力集中部位。结论 优化设计时对应力集中部位进行了圆角化,使得托架强度和刚度得到了较大的提高。     

上肢外骨骼助力系统集成化设计与有限元分析

根据托举搬运的工况要求,设计了一种上肢外骨骼助力系统,该系统具有可穿戴、易操控、高随动及大承载等特点。根据人体上肢结构、运动的特点,采用集成化设计方法建立了上肢外骨骼助力系统的Inventor模型,设计了能托举搬运40 kg重物的上肢外骨骼助力系统,并对框架式机械臂、多级转阀式肘肩关节、转阀驱动机构进行了较为详细的分析说明。对上肢外骨骼助力系统的助力原理进行了分析,并对其创新点进行了总结归纳。为了提高上肢外骨骼助力系统的安全性,利用ANSYS Workbench软件对其关键零/部件进行强度分析,分析结果表明上肢外骨骼助力系统的关键零/部件强度符合安全要求,保证了使用的安全性,并为后期的进一步优化设计提供了设计参考。     

称量传感器标定装置机架谐响应分析

目的解决称量传感器标定装置机架在工作中受到砝码冲击载荷和电机振动时,机架与电机连接部位被频繁破坏的问题。方法采用有限元分析技术,结合三维设计软件Pro/E对机架进行了建模,基于模态和谐响应分析理论,运用有限元分析软件Ansys Workbench对机架进行谐响应分析。结果得到外界载荷频率与机架各部位应力、变形、应变之间的关系,确定称量传感器标定装置机架危险频率范围为70.467 Hz和77.92 Hz,即固有模态阶数的第4阶和第6阶模态。结论通过谐响应分析,得出了机架发生共振时可能产生的最大振动幅值,为称量传感器在实际工作中如何避免共振提供一定的理论参考。     

称量传感器蠕变误差检测装置设计

目的为了提高现有称量传感器蠕变误差检测的检测效率和自动化程度,设计一种具有自动化砝码加载和卸载,以及数据采集、处理和存储功能的新型称量传感器蠕变误差检测装置。方法利用有限元分析技术来对称量传感器蠕变误差检测装置机架进行静力学分析,从而验证称量传感器蠕变误差检测装置设计的合理性。结果根据分析结果可以看出,称量传感器误差检测装置主要组成装置机架的最大应力为29.44 MPa,小于机架材料的屈服强度,进一步验证了该检测装置结构设计合理。结论通过该装置可实现更准确的蠕变误差检测,提高了公司及生产厂家的自动化管理水平。