本文關(guān)鍵詞：基于磁流變阻尼器的J型假肢阻尼緩沖分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)與科技的發(fā)展，人們對(duì)殘?bào)w（尤其是下肢殘缺）人運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和敏捷性提出越來(lái)越高的要求，牢固、穩(wěn)健、舒適的假肢是滿足該需求的首選方案，且仿生假肢研究一直是擬人機(jī)器人與康復(fù)假肢研究的重要課題之一。近幾年，仿生假肢結(jié)構(gòu)研究取得顯著成績(jī)，但大多都從材料剛度和運(yùn)動(dòng)匹配性出發(fā)，并沒(méi)從能量角度入手改善假肢綜合性能。為在保證假肢敏捷性基礎(chǔ)上，提高佩戴者的舒適度，本文提出小型磁流變阻尼器在J型假肢上安裝的方案。通過(guò)分析健全下肢結(jié)構(gòu)，以及不同行走狀態(tài)地面反作用力的變化，探究了人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中下肢彈性剛度和阻尼等參數(shù)復(fù)雜的非線性特性，建立了基于磁流變阻尼器J型假肢的力學(xué)模型，從理論上驗(yàn)證該方案的可行性。 首先，，結(jié)合解剖學(xué)、人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等相關(guān)知識(shí)，說(shuō)明人體下肢關(guān)節(jié)的緩沖減振機(jī)理，以及人體足弓在站立和行走時(shí)的儲(chǔ)能作用和多節(jié)段趾骨形成的柔性彎曲儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了人體在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可壓縮倒立擺模型。 其次，基于流體力學(xué)的知識(shí)，對(duì)安裝器內(nèi)的磁流變阻尼器的阻尼特性進(jìn)行分析研究，并運(yùn)用“偽剛體”理論對(duì)典型的柔順彎曲儲(chǔ)能的J型機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。 最后，在Matlab環(huán)境下進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，對(duì)比分析裝有磁流變阻尼器的J型假肢和常用的軟硅橡膠J型假肢在慢走、跑步、跳躍和跑步三種狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)情況。計(jì)算數(shù)據(jù)表明，安裝磁流變阻尼器的J型假肢在高速運(yùn)動(dòng)方面表現(xiàn)出優(yōu)越緩沖減振特性。本研究可為假肢的生產(chǎn)與研究提供參考。
【關(guān)鍵詞】：J型假肢 磁流變阻尼器 阻尼緩沖減振 沖擊力
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TB535.1;R318.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 概述8-9
• 1.2 仿生物假肢的研究進(jìn)展9-14
• 1.2.1 木膠假肢10
• 1.2.2 聚胺酯材料假肢10
• 1.2.3 儲(chǔ)能型假肢10-12
• 1.2.4 智能型假肢12-14
• 1.3 課題研究背景14-15
• 1.4 課題研究的意義15-16
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 人體下肢的結(jié)構(gòu)及阻尼緩沖原理18-32
• 2.1 概述18
• 2.2 自由下肢骨18-19
• 2.3 下肢的關(guān)節(jié)19-23
• 2.3.1 膝關(guān)節(jié)20-21
• 2.3.2 踝關(guān)節(jié)及韌帶21-22
• 2.3.3 足弓22-23
• 2.4 下肢的骨骼肌23-26
• 2.4.1 肌肉信號(hào)的傳遞24
• 2.4.2 表面肌電信號(hào)的特征提取24-26
• 2.4.3 表面肌電信號(hào)的識(shí)別26
• 2.5 人體下肢阻尼緩沖系統(tǒng)模型26-30
• 2.5.1 垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼緩沖系統(tǒng)模型27-28
• 2.5.2 非垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼緩沖系統(tǒng)模型28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第三章 基于磁流變阻尼器的 J 型假肢的阻尼特性32-46
• 3.1 磁流變阻尼器的粘滯性阻尼特性32-39
• 3.1.1 磁流變阻尼器的結(jié)構(gòu)及控制原理33
• 3.1.2 磁流變阻尼器的阻尼力33-35
• 3.1.3 磁流變阻尼器的粘滯阻尼系數(shù) c35-39
• 3.2 J 型結(jié)構(gòu)的等效旋轉(zhuǎn)剛度39-44
• 3.2.1 彈性系數(shù)39-41
• 3.2.2 彎曲靜力方程41-42
• 3.2.3 彎曲結(jié)構(gòu)的物性方程42-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 第四章 仿真分析及結(jié)論46-56
• 4.1 數(shù)據(jù)收集及記錄46-50
• 4.2 系統(tǒng)仿真50-52
• 4.2.1 系統(tǒng)參數(shù)50
• 4.2.2 人行走狀態(tài)的參數(shù)50-51
• 4.2.3 系統(tǒng)仿真51-52
• 4.3 分析及結(jié)論52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 結(jié)論與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄66-67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：411842