工业装配外骨骼机械臂承重性能研究

机械臂是工具支撑型工业装配外骨骼非常重要的一部分,它对工具的稳定支撑有着重要影响,直接决定此类外骨骼的使用性能。结合现有仿人机械臂的设计方法,以国内成年男子手臂尺寸为依据,基于弹簧连杆机构设计了一款用于工业装配外骨骼的机械臂。根据弹簧连杆机构的静平衡系统,阐述了工业装配外骨骼机械臂支撑以及承重的基本原理,证明了机械臂减重的可行性。为研究工业装配外骨骼机械臂承重性能,基于现有外骨骼模型进行了9组两弹簧机构连杆初始角度为不同θ₁、θ₂的仿真试验,并利用逆向仿真方法得到了不同条件下机械臂举升高度与举升力之间的关系曲线。为了更方便地研究机械臂承重性能,针对此机械臂提出了有效承重区间的概念。仿真试验结果表明,减小初始角度可以得到更大的有效承重区间,θ₁对整个机械臂承重性能的影响比θ₂大;具有较大初始角度的机械臂能够增强工具的稳定性。研究结果证明了基于弹簧连杆机构的机械臂能够很好地应用于工业装配外骨骼,为此类外骨骼机械臂的研究和设计提供了参考。     

外骨骼穿戴式康复机器人研究综述

本文介绍了几种典型的外骨骼穿戴式康复机器人系统,包括外骨骼上肢、下肢和手指康复系统。分析外骨骼穿戴式康复系统的结构特点和功能原理,总结外骨骼康复系统的核心技术,展望未来的发展趋势。     

科学家设计轻便机械外骨骼将成人类第二皮肤

目前,美国晗佛大学科学家为国防部定制设计一款机械外骨骼结构,它非常轻便舒适,穿上感觉像一条裤子。这款奇妙设计叫做“外层护甲”,包含着缠绕在佩戴者腿部的管状结构,帮助佩戴者能够轻易地举起超出人体承受范围的物体。专家希望未来“外层护甲”可以与真实的衣物结合在一起,成为人类第二层皮肤,受益于运动员和那些由于肌肉损伤无法行走的士兵。     

基于人机闭链的下肢康复外骨骼机构运动学分析

针对下肢康复外骨骼在使用过程中出现的运动偏差，基于人体-外骨骼运动模型与调整模型，完成了下肢康复外骨骼的结构设计与运动学分析。运用人机偏差变量理论和人机相容理论，在人体-外骨骼运动模型上添加被动自由度，建立了人体-外骨骼调整模型。根据2种模型设计了下肢康复外骨骼，该外骨骼提供运动模式和调整模式，可通过人机滑动偏差检测装置切换使用模式。通过建立单侧外骨骼机械腿运动学模型，求解其运动方程和连杆变换矩阵。运用MATLAB和ADAMS软件对外骨骼模型和人体-外骨骼模型进行运动学仿真，并对比分析仿真结果。结果表明：下肢康复外骨骼在矢状面内的运动空间可以覆盖人体末端运动轨迹，该外骨骼各关节仿真运动趋势与理论运动趋势基本一致；调整模式能够补偿运动模式产生的运动偏差，验证了下肢康复外骨骼机构设计的合理性。研究表明基于人机闭链设计的下肢康复外骨骼机构能够较好地补偿运动偏差，避免因人机滑动引起的人体二次损伤，为外骨骼的实用化设计与研究提供了理论基础。     

下肢康复用并联式外骨骼膝关节的设计

提出了下肢瘫痪病人康复用并联式外骨骼膝关节的设计方法.通过分析传统单自由度转动副和多连杆机构的不足,采用平面二自由度并联机构对膝关节外骨骼化,以提高外骨骼膝关节的仿生性和通用性,并提出了该机构辅助人体膝关节进行康复训练的实施方案.在运动学分析的基础上,以满足人体正常行走时膝关节的运动范围要求和提高机构运动学性能为目标进行了结构参数优化设计.初步分析表明,该机构用于下肢瘫痪病人康复训练时具有仿生性高和通用性强的特点.     

基于CATIA的可穿戴下肢康复外骨骼人类工效学研究

为改进和完善偏瘫患者处于穿戴下肢康复外骨骼期间的人机耦合舒适性,运用CATIA(computer aided three-dimensional interactive application)人类工效学模块对偏瘫患者的运动形态进行虚拟仿真,将外骨骼设备作为研究方向,着重进行整机系统中人、机关系的剖析,在此基础上应用人类工效学理论对康复外骨骼设备作出人机工学设计、人机校定和评估。经过仿真分析及人机评估系统的研究表明,应用该设计方法使下肢康复外骨骼的空间适配和人机系统更好地达到偏瘫患者舒适度需求的要求。     

一种被动式外骨骼机械足的结构设计及优化

被动式外骨骼可以减少行走能量消耗且不耗费电能,在军事、民用领域具有广阔的应用前景。针对现有被动式外骨骼节省的能量较少且无法适应不同行走配置等问题,提出了多级能量锁原理,并根据此原理设计了一款被动式外骨骼机械足。首先,基于多级能量锁原理,建立人体行走时支撑相储能阶段和释能阶段的人机耦合ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)动力学模型。然后,对被动式外骨骼机械足进行了优化:基于所建立的动力学模型分析了弹簧位置和弹簧释放角度这2个结构参数对机械足助力性能的影响规律,并结合足跟高度求得了这2个参数的最优解。最后,基于行走实验和有限元仿真分析,对被动式外骨骼机械足的强度、刚度、流畅性和舒适性等进行了优化,优化后机械足的质量约减轻500 g,安全系数达到了3.04,运行流畅性和舒适性显著提升。结果表明,释能阶段是被动式外骨骼机械足发挥作用的关键阶段;弹簧释放角度对释能阶段机械足助力性能的影响较为显著,即为影响机械足助力性能的关键参数。研究结果可为外骨骼设计提供重要参考。     

穿戴式外骨骼机器人肌电信号采集与处理

下肢穿戴式外骨骼康复机器人在医疗领域的应用前景十分广阔,与下肢功能障碍患者的生活休戚相关,外骨骼机器人的精确控制可以由对人体动作准确的识别来实现,这有利于外骨骼机器人实用化.本文对下肢康复运动的特点进行分析,介绍了康复运动的步态规划、下肢运动机理、肌电信号的特点,以及sEMG信号及其特征,分析了sEMG信号生成原理、影响sEMG信号的主要因素以及肌电信号的采集系统;对基于sEMG的下肢外骨骼机器人的关键技术做了简单归纳:下肢外骨骼机器人的运动预测、模式识别、康复效果评估等.     

下肢外骨骼系统稳定性分析和步态控制研究

本文在传统ZMP稳定性判据的基础上对ZMP稳定性判据进行了改进,建立了人的外界干扰因素对系统稳定性的影响的数学模型,然后对下肢外骨骼人机系统的运动过程稳定性进行研究,按最大稳定裕量原则对步态进行优化。为了在不同情况下保持平衡,提出了步幅、调整新的控制措施。通过仿真实例验证了所提出方法的正确可行性。     

机械可靠性在公路施工机械管理工作中的应用

本文介绍了机械可靠性在公路施工机械管理工作中的具体应用.     

高分子材料在康复辅具应用中的标准化研究与思考

本文从高分子材料的分类出发,阐述了它在康复辅具中的应用,特别是热塑板材、树脂基复合材料、低温热塑板材、硅胶套的应用现状,以及我国高分子材料在康复辅具应用中标准化发展方面的不足,深入分析了标准化的问题与对策,表明我国需要有专门人才,进行高分子材料在康复辅具中标准的制定与推广,不断满足经济高质量发展的需要。     

机械自动化在机械制造中的应用

随着时代的发展,对于机械自动化的需求更加强烈,但是实现机械自动化不是一朝一夕的事情,需要根据我国国情一步步来,当前我国还处在社会主义发展过程中的初级阶段,在经济以及科技方面都还有很大差距与西方发达国家相比,加上我国劳动力丰富如果盲目机械化对于我国的发展也有一定的限制作用,我国在机械自动化方面的问题不仅仅表现在自动化机械的品质上更突出的是表现在对机械化的使用方面,即便我国能进行机械自动化的制造和开发如果不能跟实际需求和劳动者的素质想协调一致,那么也很难有效促进我国机械自动化整体水平的提高。本文主要介绍我国自动化在机械制造中的应用,并针对在机械制造遇到的问题进行论述,以期给同行以借鉴。     

计算机技术在机械能源中的应用

互联网、软件工程、物联网、数据库等计算机技术的快速普及和发展,其在机械能源生产制造中得到广泛应用,利用软件工程技术开发了生产监控系统、机械加工和设计系统、能源勘探开采系统、OA系统,接着使用交换机、路由器、数据库、Web服务器等构建了一个拓扑结构,基于互联网实现了信息共享,并且引入了RFID、传感器等物联网技术采集机械能源开采设备的运行状态信息,进一步提升了机械能源的生产制造效率。     

探讨机械技术在化工设备中的应用

近年来，随着社会经济的发展，我国的化工企业也得到了迅猛的发展，化工设备所产生的经济效益所占的比重也逐渐加大，化学设备的结构合理性以及安全性也逐渐被专业人士的关注。化工设备作为化工企业中重要的组成部分，其生产和运行的效率直接影响着化工企业的发展。机械制造技术近年来被广泛的应用到化工设备中，并且发挥了重要的作用。     

机械密封在螺杆泵上的改进和应用

机械密封属于螺杆泵设备领域,为了解决了现有装置动密封盘根盒漏油和油封易漏油等问题,本文对机械密封的基本情况进行介绍,然后根据工作中的机械密封式螺杆泵驱动装置进行说明,从基本类型到所需要条件再结合实例,以期有全面的了解。本文还将对相关问题进行介绍。     

浅析力学在机械中的应用

力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学,又是一门应用众多且广泛的科学。本文立足于力学,简要论述了力学的内涵及其发展历程,并对力学在机械中的应用进行了较为深入的探讨与分析。