基于膝关节外骨骼张弛穿戴系统的动力学性能优化

• 作者: 查理 齐文耀 杨玉维 彭举 王宇宁 谢思训
• 来源期刊: 科技创新与生产力
• 关键词: 膝关节外骨骼机器人 穿戴舒适度 人-机并联
• 年，卷（期）: 2024,（11）
• 所属期刊栏目: 技术创新
• 页码范围: 100-103,106
• 页数: 5页
• 语种: 中文

摘要

旨在提高下肢外骨骼的穿戴舒适性与承载有效性，设计了一种新型超越离合器驱动的张弛穿戴系统研究原型，深入开展该系统仿生工作机理的阐述及其动力学性能的优化研究。首先，鉴于下肢外骨骼人-机穿戴接触压力构造的复杂性以及相关材料力学参数的非线性，建立以超越离合器驱动单元为主体的外骨骼张弛系统等效模型，并进行刚柔耦合动力学仿真。其次，基于Ansys workbench的DesignXplorer平台，以超越离合器棘轮厚度和棘轮质心平面与轮盘质心平面间的距离等要素为优化参数，以弹簧节点的最大加速度数值、弹簧节点的最大速度数值和棘轮棘爪接触处的最大应力为优化目标，对该系统展开结构设计优化。最后，通过仿真优化前后数据对比，佐证了优化后张弛穿戴系统具有较好的动力学性能及所采用研究方法合理有效，为后续外骨骼人-机并联张弛穿戴系统的承载舒适性研究与详细设计提供理论基础。