人体外骨骼柔性结构设计与仿真分析

针对柔性外骨骼的系统结构优化设计进行研究,首先采用Solidworks软件进行初步的三维建模,完成髋关节、膝关节和踝关节这3个关节的关节部位和自由度设计。其次,根据各关节生理特点设计提供辅助的模块化弹性元件,可以为运动提供助力。再次,结合收集的人体运动步态数据获得所建外骨骼仿真模型的步态数据,进行外骨骼.Adams多体动力学建模与仿真分析,髋关节的最大扭矩为1.5×10^(5)N·mm,膝关节最大扭矩为2.8×10^(5)N·mm,符合人体运动的实际情况。最后将设计好的外骨骼结构导入Ansys中进行强度校核,最大等效应力为22.042MPa,远远小于铝合金材料的屈服强度,验证了所设计结构能够满足刚性要求。