本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的助力外骨骼液壓動(dòng)力單元熱分析

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【摘要】：助力外骨骼是以人為控制主體,機(jī)械結(jié)構(gòu)為動(dòng)力主體,人機(jī)高度耦合的復(fù)雜力隨動(dòng)系統(tǒng)。助力外骨骼的出現(xiàn)拉開了人類解決人體有限體能和無(wú)限負(fù)重需求間矛盾的序幕,已成為國(guó)內(nèi)外機(jī)器人研究的熱點(diǎn)。助力外骨骼的續(xù)航能力由電池容量、機(jī)械效率和液壓動(dòng)力單元等決定。受冷卻方法、體積和液壓系統(tǒng)效率等限制,現(xiàn)有助力外骨骼液壓動(dòng)力單元面臨嚴(yán)峻的溫升問題,已嚴(yán)重影響了助力外骨骼的續(xù)航時(shí)間,解決現(xiàn)有液壓動(dòng)力單元的溫升問題已成為當(dāng)務(wù)之急。論文以西南交通大學(xué)研制助力外骨骼實(shí)驗(yàn)樣機(jī)為分析對(duì)象,為解決現(xiàn)有助力外骨骼液壓動(dòng)力單元溫升問題,實(shí)現(xiàn)助力外骨骼長(zhǎng)期可靠工作的目的,基于ANSYS對(duì)現(xiàn)有助力外骨骼液壓動(dòng)力單元進(jìn)行熱分析和優(yōu)化,論文具體工作如下：(1)依據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和人類骨骼結(jié)構(gòu),建立人體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。從使用頻率考慮,選取人類直立行走進(jìn)行分析。對(duì)光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)頻譜分析,采用傅里葉級(jí)數(shù)擬合法建立人體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并進(jìn)行誤差分析。(2)利用人體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,對(duì)助力外骨骼液壓動(dòng)力單元能耗分析。基于人體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型對(duì)人機(jī)耦合系統(tǒng)進(jìn)行步態(tài)分析,得到助力外骨骼下肢柱塞缸瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),結(jié)合助力外骨骼液壓系統(tǒng)參數(shù),計(jì)算助力外骨骼液壓系統(tǒng)功率分布。(3)聯(lián)合三維建模軟件Pro/e和分析軟件ANSYS對(duì)助力外骨骼液壓動(dòng)力單元進(jìn)行熱仿真和優(yōu)化。依據(jù)助力外骨骼液壓動(dòng)力單元損失功率,采用ANSYS對(duì)其進(jìn)行熱仿真,利用分析結(jié)果對(duì)助力外骨骼液壓動(dòng)力單元結(jié)構(gòu)優(yōu)化并分析,得到滿足散熱要求的助力外骨骼液壓動(dòng)力單元。(4)利用助力外骨骼液壓動(dòng)力單元熱仿真結(jié)果,搭建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證助力外骨骼液壓動(dòng)力單元散熱性能。在自然環(huán)境下,設(shè)計(jì)助力外骨骼液壓動(dòng)力單元溫度實(shí)驗(yàn),采用MATLAB軟件分析助力外骨骼液壓動(dòng)力單元溫度數(shù)據(jù),得到助力外骨骼液壓動(dòng)力單元的時(shí)間和溫度曲線。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH789

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1172852