髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)用于評價(jià)人工髖關(guān)節(jié)生物材料的摩擦磨損特性,其運(yùn)動(dòng)特性需與實(shí)際人體髖關(guān)節(jié)的生物學(xué)特性近似,并能滿足動(dòng)態(tài)加載要求。為了克服串聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)在剛度、動(dòng)態(tài)加載、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡模擬等方面的缺點(diǎn),彌補(bǔ)傳統(tǒng)并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)只有一個(gè)動(dòng)平臺而導(dǎo)致工作效率低的不足,提出了一種具有兩個(gè)動(dòng)平臺、可同時(shí)對兩副人工髖關(guān)節(jié)進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的2（3HUS+S）并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)。由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的閉鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在高速、高加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下,慣量耦合、構(gòu)件彈性變形、運(yùn)動(dòng)副間隙及摩擦等多重?cái)_動(dòng)導(dǎo)致的非線性特性將加劇對并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)整機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響。因此,為了改善并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)的工作性能、提高控制精度,從考慮慣量耦合、構(gòu)件彈性變形、運(yùn)動(dòng)副間隙及摩擦等影響的動(dòng)態(tài)性能分析出發(fā),對并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)的精度、綜合性能優(yōu)化進(jìn)行了研究,并提出了同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)誤差及摩擦補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償控制策略,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所建立模型及所提出方法的有效性。主要研究內(nèi)容如下:1)為了研究并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)主動(dòng)支鏈間慣量耦合特性,首先,在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析基礎(chǔ)上,基于Lagrange法建立了基于工作空間的整機(jī)動(dòng)力學(xué)模型,并通過雅克比矩陣變換,將基于工作空間的動(dòng)力學(xué)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

實(shí)際人體髖關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線

剛度及控制復(fù)雜程度限制，加載力多為定值，這關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副間的接觸力與實(shí)際情況不符，對實(shí)驗(yàn)的模擬人體髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特性，不僅要求髖關(guān)節(jié)動(dòng)形式，而且還應(yīng)根據(jù)實(shí)際人體的接觸力學(xué)特性功能，ISO14242-1:2002(E)標(biāo)準(zhǔn)推薦的髖關(guān)節(jié)假 1-2(c)所示[15]。體髖關(guān)節(jié)的受力狀態(tài) (b) 髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)中關(guān)節(jié)

博士學(xué)位論文arris 研制的 AMTI-Boston 型髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)[18]、Leeds 大學(xué)研制的 PA-II 型roSim 型髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)[19, 20]及中國礦業(yè)大學(xué)摩擦學(xué)與可靠性研究所研制的 I 關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)[21](如圖 1-3(a)所示)。一般來說，串聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)能近似模擬髖關(guān)節(jié)的部分運(yùn)動(dòng)特性，但在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡模擬和變載荷加載等方面存在。并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有剛度大、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)精度高、能模擬復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡等，將少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)用于髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)中，可以在一定程度上改善髖關(guān)節(jié)機(jī)的試驗(yàn)性能。中國礦業(yè)大學(xué) SADP 課題組提出了一種 3SPS+1PS 型并聯(lián)髖試驗(yàn)機(jī)[22]，如圖 1-3(b)所示，該并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)在人體髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡模動(dòng)態(tài)加載等方面有一定優(yōu)勢，但由于核心部分并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型的限制，其只有動(dòng)平臺，這在一定程度上降低了該并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)的工作效率。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2906517