下肢健身外骨骼的设计
下肢健身外骨骼的设计,下肢,健身,骨骼,设计
毕业设计(论文)中期报告
题目：下肢健身外骨骼的设计与析
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论文框架
第一章 绪论
1、介绍下肢健身外骨骼应用背景
2、主要介绍外国内外下肢外骨骼研究现状
第二章 下肢健身外骨骼关节设计
1、对人体髋关节、膝关节、踝关节进行分析，确定下肢健身外骨骼髋关节、膝关节、踝关节自由度及其形式
2、主要进行下肢健身外骨骼髋关节、膝关节、踝关节的设计，并用proe进行建模
第三章 下肢健身外骨骼长度调整机构设计
参考成年人体国标尺寸，完成下肢健身外骨骼的大腿、小腿长度调整机构设计，，并用proe进行建模。
第四章 下肢健身外骨骼主要零件有限元分析
利用proe自带有限元分析软件，对外骨骼主要零件进行有限元分析，校核其强度以及形变。
总结与展望
对上述工作进行总结与展望
学术构想与思路：
主要研究内容及拟解决的关键问题（或技术）：
本论文主要研究内容如下：
根据已知参数即：下肢健身外骨骼总重：2.8kg；腿肢长度范围：965----1085mm；腿肢髋关节摆动最大角度：40°；腿肢膝关节转动角度范围：20°----85°；腿肢踝关节摆动最大角度：40°；腿肢弹簧负载范围：-75N----+75N；腿肢弹簧可调力范围：0N----40N；适用身高范围：155----180cm，确定下肢健身外骨骼模型的主要参数。主要包括下肢健身外骨骼的材料选择、髋关节设计、膝关节设计、踝关节设计、大腿和小腿长度调整机构设计以及弹簧的选择以及其安装等内容。
在模型建立完成之后，通过添加相应约束，对模型进行强度校核，校核其强度以及应力变形是否在允许范围之内，是否符合要求。
需要解决的关键问题：
髋关节、膝关节、踝关节设计；大腿、小腿长度调整机构；弹簧选择；有限元分析。
拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析：
1.髋关节、膝关节、踝关节参考人体关节运动机能进行设计，在设计时髋关节有两个自由度，膝关节、踝关节各采用一个自由度；
2.为适应身高不同人穿戴，大腿、小腿应具有长度调整机构，这里可采用圆管加圆柱杆的方法来解决；
3.用Proe三维软件进行装配体建模，用Autocad二维软件绘制重要零件的二维图
4.对推进系统进行有限元分析，校核其强度和形变。由于人体穿戴其进行健身，所以必须保证设备的强度满足要求，防止对人体造成危害。本文采用Proe自带有限元分析组件对模型重要部件进行强度校核。
1.方案：
髋关节采用一个自由度，只能前后摆动即只有伸前屈后自由度。其结构形式可采用如图所示。
膝关节同样只采用一个自由度，同髋关节类似，能够屈伸。其结构形式采用如图所示。
踝关节这里采用关节轴承进行连接，可以实现伸前屈后以及旋内旋外，使人体穿戴更加舒适。
大腿、小腿调整机构可采用圆管套圆柱杆的方式，如图所示。
2.存在问题及解决措施：
未能确定使用哪个软件进行建模
解决措施：在老师的指导纠正下进行了建模
3.后期安排工作：
第11-13周：确定数据，根据机械运动简图计算数据
第14-15周：根据所有数据和模型进行建模以及运动仿真
第16周：进行毕业设计总结，编写毕业设计论文，并作好答辩的准备。
指导教师签字：
年 月 日
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上传时间：2021-11-30
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