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
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 外骨骼 步态 有限元分析 力学特性
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 504-510
• 页数: 7页
• 分类号: R318.01
• 字数: 4130字
• 语种: 中文

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 kN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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郑百林	同济大学航空航天与力学学院	118	744	14.0	21.0
2	张志强	同济大学医学院	47	517	13.0	21.0
3	何旅洋	同济大学航空航天与力学学院	5	13	2.0	3.0