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模拟人体膝（盖）关节骨摩擦试验台设计 本科毕业设计(论文) GRADUATION DESIGN(THESIS) 题 目：模拟人体膝（盖）关节骨摩擦试验台设计学生姓名：指导教师：学 院：专业班级： 本科生院制 2016年6月  PAGE \* MERGEFORMAT I PAGE \* MERGEFORMATII 模拟人体膝（盖）关节骨摩擦试验台设计 摘要  世界上有大量因伤病造成下肢损伤和半月板磨损，不能正常行走和活动的不同程度的残疾人，而这类人群的数量也在以惊人的速度增长。随着科技的发展，生物机械和医疗技术应声而起，人工假肢已经在市面上广泛应用。目前，假肢的运动依然依靠机械关节，能作出的行动也是机械化单一自由度运动，长期使用的润滑和磨损问题急待解决。设计并制造一台人体下肢行走模拟试验机可以使研究人员在实验室就能进行高效、大量、多工况的模拟实验，方便研究人体膝关节在日常下的磨损情况，制造更符合人体工程学的假肢等进行。论文就目前国内外类似试验台进行简要分析，采用其中最优设计并融合其他设计优点来进行膝关节骨骼摩擦试验台设计。在设计中使用了ADAMS、Solidworks、ANSYS等软件进行了动力学设计、三维模型设计和最终参数化优化设计。首先通过运动学分析来确定大致构造，再进行动力学仿真求出具体功能构件参数，之后进行三维设计以提供制造方案，最后使用三维设计模型进行应力分析，进一步优化设计。在设计中着重考虑了机械加工工艺和装配工艺，使方案可行性大大提高，论文的最后进行了展望和探讨，通过对试验台施加电气控制，来更准确地规划运动，同时运用应力测量仪实时监控应力，作出反馈PID电气控制参数调整。本设计为膝关节骨骼摩擦试验机的设计和制造提供了理论依据和科学指导。 关键词：膝关节 摩擦 试验台 仿真 设计  PAGE \* MERGEFORMAT III PAGE \* MERGEFORMATIV  PAGE \* MERGEFORMAT VI 目录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc452023661 第1章 绪论  PAGEREF _Toc452023661 \h 1  HYPERLINK \l _Toc452023662 1.1 生物机械领域  PAGEREF _Toc452023662 \h 1  HYPERLINK \l _Toc452023663 1.2 需求分析  PAGEREF _Toc452023663 \h 2  HYPERLINK \l _Toc452023664 1.3 生物工程在假肢中的应用  PAGEREF _Toc452023664 \h 4  HYPERLINK \l _Toc452023665 1.3.2 人工假肢下肢的发展  PAGEREF _Toc452023665 \h 4  HYPERLINK \l _Toc452023666 1.3.3 人工关节技术  PAGEREF _Toc452023666 \h 4  HYPERLINK \l _Toc452023667 1.4 课题的提出  PAGEREF _Toc452023667 \h 5  HYPERLINK \l _Toc452023668 第2章 膝关节摩擦试验台的设计  PAGEREF _Toc452023668 \h 7  HYPERLINK \l _Toc452023669 2.1 设计构想  PAGEREF _Toc452023669 \h 7  HYPERLINK \l _Toc452023670 2.1.1 运动学建模  PAGEREF _Toc452023670 \h 8  HYPERLINK \l _Toc452023671 2.1.2 运动学分析  PAGEREF _Toc452023671 \h 11  HYPERLINK \l _Toc452023672 2.1.3 动力学分析  PAGEREF _Toc452023672 \h 13  HYPERLINK \l _Toc452023673 2.2 试验台机构设计  PAGEREF _Toc452023673 \h 14  HYPERLINK \l _Toc452023674 2.2.1 已有研究成果  PAGEREF _Toc452023674 \h 14  HYPERLINK \l _Toc452023675 2.2.2