多关节弯曲变形的气动柔性驱动器设计

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jxj860205
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着中国人口老龄化的发展,医疗康复已经成了社会日益关注的重点,有效的医疗康复设备能够帮助增强老年人的抓握力量,帮助手部残疾的患者获得有效的康复训练。传统的刚性医疗辅助康复设备使用电机驱动,重量大,结构复杂且需要较大的工作空间。而柔性医疗康复辅助设备通过采用柔性软体驱动器进行对人体进行肌肉康复,能够有效解决传统康复辅助设备的不足,同时与人体交互更加友好,更加贴合人体曲线,能够更加有效地帮助患者进行康复训练,提高用户体验。本文首先通过研究人体手部多关节的运动机理,从气动软体变形驱动器出发,结合吉村折纸构型,设计研究出单关节可变形驱动器的腔体以及外形结构,结合超弹性理论Yeoh模型分析驱动器大变形过程,分析尺寸参数与气压以及可变弯曲角度的关系,通过参数拟合优化尺寸结构,得到合适的多关节变形模型。得到模型之后通过三维建模软件进行建模,利用设计好的模型导入有限元仿真软件中进行有限元仿真模拟,同时通过对使用的材料进行实验拟合出本构模型的参数,进而代入有限元仿真软件中进行仿真,对比不同壁厚、腔体长度等尺寸参数的结构,校核驱动器的强度以及不同气压下的变形情况。在现有技术之下,对设计出的模型进行加工制作,寻找可利用的3D打印加工方式对驱动器进行研制,通过设计制作控制器以及相应的传感控制电路,将指令信号转化成气压,即可通过控制器指令命令控制腔体内部达到一定的气压,进而实现驱动器相应角度的弯曲。同时利用传感器进行姿态与气压的检测,实现驱动器本体自我感知、自主控制。设计制作实验平台,对加工完成的驱动器进行充放气实验,检测整个系统运行状态,进行人体的实际应用,最终完成对驱动器性能的检测与评估。本文为设计软体康复医疗辅助驱动器提供了一种新型的思路,经过理论建模与实际应用,得到了良好的印证,希望能够在不久的以后真正用在医疗康复领域,帮助患者缓解病痛,恢复健康。
其他文献
原子层沉积(ALD)通过连续的饱和表面自限制反应沉积成膜,比传统光学薄膜制备技术具有更好的复形性,能有效解决复杂形貌表面沉积高质量光学薄膜难题,因此在光学薄膜领域具有广
通过对传统火电建设施工过程中存在的安全隐患分析,研究利用信息化手段进行安全管理的必要性、目标和原则,并设计了安全管理系统各模块的基本功能,为当前火电建设过程中如何
<正>习近平在十九大报告中指出,中华民族伟大复兴,绝不是轻轻松松、敲锣打鼓就能实现的,全党必须准备付出更为艰巨、更为艰苦的努力。当前国内外形势正在发生深刻复杂变化,我
进入新时代,立德树人的教育目标要求历史学科增强德育功能,培育学生核心素养。随着教育改革的深化,历史课堂教学要求加快转变教学理念、教学模式与教学方法;并拓展教学资源,
烷胺类药物主要指含有烷基胺结构的药物,其药理作用研究主要集中在机体免疫增强、促生长、抗疲劳、抗应激反应等方面的单独研究,未见免疫增强和抗疲劳作用同时进行的研究报道
目的:为探讨新疆老年人轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment,MCI)患病变化趋势及环境、遗传危险因素,本研究分析了2014年至2018年新疆乌鲁木齐市社区老年人MCI患病率
本文主要针对室内供配电线路用电设备及配电线路的保护展开深入研究,主要通过照明用电设备保护措施以及低压配电线路的保护等进行论述,从而确保配电线路安全运行,避免意外事
近视是全球关注的公共健康问题。巩膜的局部扩张是近视眼的典型特征之一,与巩膜组织胶原交联受损导致的生物力学强度减弱相关。核黄素-紫外线A胶原交联术能有效增强胶原间的
为了提高肥料利用率和烟叶品质,减少化肥施肥量,该研究开展了用肥料增效剂等价格替代10%、20%、30%复合肥使用量的技术试验,结果表明:不同试验处理之间,农艺性状总体上表现为C
背景和目的儿童睡眠呼吸障碍(sleep disordered breathing,SDB)的特征是睡眠期间部分或完全上呼吸道阻塞,常表现为习惯性打鼾、呼吸困难、性格行为改变等。目前多导睡眠图为S