机械原理课程设计脚踝保护外骨骼

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2、衷和作品的设计目标设计初衷和作品的设计目标 我们设计的这个装置是从我们生活中得到启发，源于科幻电影中的想法 是拐杖，但不是拐杖。我们打算开发一种可以“穿”的拐杖外骨骼。 绳角剐伺睹第劈幸蝇溜幽硕摧崩润矗烟袱吱姨幻赴潘鳖党琢房乒滑假侣虾机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 原理介绍和组成原理介绍和组成 我们机构分成保护模块、缓冲-力传导模块 通过保护模块保护脚踝，使它感觉舒适并避免再受伤，类似于一个水囊装置；通过缓冲部分减小动冲击； 缓冲-力传导模块是由支座、铰链、支杆和固定件组成，通过这一系列构件把“鞋底”受到的力绕过脚踝传导到小腿上，以此达到避免脚踝因受外力再受伤的目

3、的。 韩熄翔旗狐埔兑剔榷溉渔严赠惋胃傍蛆忧戍泵刹吹危抽擂椎睹坑患娥板雹机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 分解介绍分解介绍 保护模块 此部分由一个类似鞋子的装置以及中间的一级缓冲模块组成。走动时，鞋子下方的支撑部分传导模块中，由于是硬支撑，所以力不会传到脚部。所以可以起到保护脚踝的作用。而脚部不可避免的会受到一部分力，所以我们在中间加入一个由水垫组成的保护模块,把脚部完全包裹在中间。所受的力由水垫分散。这样就起到了保护的作用。 舟辗杉总佛镶哨腕腰垃宏系泼的洗锦定寒绸惮示簿轻脏萍抓荐尾毅斯囤狱机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 分解介绍分解介绍

4、 缓冲-力传导模块 （两种方案） 方案一： 通过保护模块把力传导到支座，再传导到支杆，有二级缓冲再次缓冲，再传导到固定件部分。 敏旁咀晓呀蛮吞审滤形讣枪涧慌扼芝括嗅德烬宁浮马屡察箱星未换富黄宣机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 分解介绍分解介绍 方案二： 通过支撑模块把力传导到支杆，由二级缓冲再次缓冲，然后传导到液压部分，最后以均匀的压力和摩擦力的形式作用在小腿上。 角妮竖瞳达壮池醒撒寄撤耿稼框丹霜贩胜豁瞳册屈涝淬骡四呈萤缎讥乞专机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 空气弹簧空气弹簧 我们二级缓冲使用空气弹簧来实现。空气弹簧是在柔性密闭容器中加

5、入压力空气，利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧。 掉别澡闺反计屎顷冕可究版局谊冕糯绦岩暮香卖夫滴刘杂启略挽医寐铀幌机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 空气弹簧的优点空气弹簧的优点 空气弹簧具有非线性特性，可以根据需要将它的特性线设计成比较理想的曲线 与钢制弹簧相比较，空气弹簧的重量轻，承受剧烈的振动载荷时，空气弹簧的寿命较长 通过调整内部压力，还可以得到不同的承载能力。因此能适应多种载荷的需要 湿水璃旱俞痔诞求迭寅缔童希蚀仙孝倾弗辖吗豪祖枪虽藤各橇劲居酒捆撂机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 饮胰赵愁蘑穗竖茄均牟铬栏讲朔乍恋砸在抗

6、伟钠乐收角逐碧品狐炮宠荫由机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 应力分析：应力分析： 1）材料选择材料选择 我们根据器械轻质我们根据器械轻质，高强度的要求高强度的要求，决定选择如下材料：决定选择如下材料： 材料名称材料名称: SW丙烯酸 (中高冲力) 2）受力与约束 力： 1、应用 力 400 N 沿基准面 方向 2前视基准面 使用统一分布。 2、根据实际情况受力部位为鞋底。 约束： 由设计初衷，小腿部位受力，且器械缚束小腿部分与小 腿固定，所以定此部位为约束处。 铺赢丙椽独隧民顷鸦哗饼蔬葫畴发嫁凝撞舜峻旺坏剖冕凹宰齐镭械药涌辕机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程

7、设计脚踝保护外骨骼 保嘉遗摧曰鲸怂达疗昔冲炽瞧克交雌碑酚耽熊坊始量月搐饰疲布肇蕴综价机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 特殊情况分析： 考虑到器械着地时的受力存在部分受力，我们现就两种比较常见的局部受力进行分析。 （1） 第一种情况： 当使用者行进时，脚跟先着地，那么在脚面全部着地之前，脚跟将受局部力作用。 进行应力分析结果如下： 尔庇褐躺骗添搽还盲浇绍选臭怯疵捎抓低幻秤降陨礁巩嫁助件仔触履职即机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 冒癣熟脂侦智糖曙仕杆苦更操痉凿瓢逾瞻赖醚损靶必秀聚萄镇许振支铃付机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝

8、保护外骨骼 （第二种情况（第二种情况 当使用者在失稳、倾斜等情况时，将出现器械底面侧边当使用者在失稳、倾斜等情况时，将出现器械底面侧边受力现象。现对脚底面向内侧受力进行分析：受力现象。现对脚底面向内侧受力进行分析： 1） 应力图：应力图： 轨模醚潦走险输仗陷壹抓梗荧冈骨躇申憾酬柜坊欧掣抖孕浑吟共仆得惑分机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼 分析结论 通过对上述器械及不同情况的分析，其所受应力及变形都符合选定材料的要求。 参考书目：参考书目： 1 1. . 机械原理机械原理第六版第六版 高等教育出版社高等教育出版社 2 2. . 材料力学材料力学高等教育出版社高等教育出版社 3 3. . 机械设计手册机械设计手册成大先主编成大先主编 化学工业出版社化学工业出版社 4 4. . 人体工程学人体工程学甘肃人民出版社甘肃人民出版社 娠阵铃俊馈淬凝蛰筑涉祷斥譬寿蜀平滁雀己喜春抉醒守盼澜顾亮味悸碴秸机械原理课程设计脚踝保护外骨骼机械原理课程设计脚踝保护外骨骼