一种仿人髋关节的设计与仿真

本文针对的仿人髋关节髋关节的设计问题,提出了一种设计方法,并利用数学软件编写了对应的程序,利用的3R并联机构。

河 北 工 业 大 学

毕业设计说明书

作 者： 何春雷 学 号： 080486 学 院： 机械工程学院 系(专业)： 机械电子工程系 题 目： 一种仿人髋关节的设计与仿真

指导者： 戚开诚（讲师）

评阅者：

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本文针对的仿人髋关节髋关节的设计问题,提出了一种设计方法,并利用数学软件编写了对应的程序,利用的3R并联机构。

毕业设计（论文）中文摘要

本文针对的仿人髋关节髋关节的设计问题,提出了一种设计方法,并利用数学软件编写了对应的程序,利用的3R并联机构。

毕业设计（论文）外文摘要

本文针对的仿人髋关节髋关节的设计问题,提出了一种设计方法,并利用数学软件编写了对应的程序,利用的3R并联机构。

河北工业大学 2012届本科毕业设计说明书

5 we use Solidworks and the method of finite element to analysis the critical machinery parts and offer a further proof for the right design of the mechanism.

Keywords: 3R orthogonal parallel mechanism, solid modeling, mathematic modeling, inverse solution and positive solution, finite element analysis

本文针对的仿人髋关节髋关节的设计问题,提出了一种设计方法,并利用数学软件编写了对应的程序,利用的3R并联机构。

目 次

1 引言…………………………………………………………………………1

1.1 髋关节的结构特点和并联机构的优势…………………………………………… 1

1.2 国内外髋关节及其相关机构的研究现状………………………………………… 2

1.3 论文选题的意义和主要的研究内容………………………………………………5 2 机构的详细设计……………………………………………………………………6

2.1 简单零件的三维实体建模过程………………………………………………… 6

2.2 重要零件的选型与设计………………………………………………………… 9

2.3传动轴的安装部分设计……………………………………………………………12

2.4 最终的设计图样………………………………………………………………… 15

2.5 本章小结………………………………………………………………………… 16 3 机构的反解及其验证………………………………………………………………16

3.1 反解的整体思路………………………………………………………………… 16

3.2 反解的求解过程………………………………………………………………… 17

3.3 反解的验证过程………………………………………………………………… 26

3.4 本章小结………………………………………………………………………… 32 4 机构的正解及其验证…………………………………………………………… 33

4.1 求解正解和验证正解的总体思路……………………………………………… 33

4.2 正解模型的建立和求解………………………………………………………… 33

4.3 正解的验证……………………………………………………………………… 39

4.4 本章小结………………………………………………………………………… 40 5 重要构件的有限元分析………………………………………………………… 40

5.1 有限元法的简单介绍…………………………………………………………… 40

5.2 重要零件的有限元分析过程…………………………………………………… 40

5.3 本章小结………………………………………………………………………… 45 结论…………………………………………………………………………………… 46 参考文献……………………………………………………………………………… 47 致谢…………………………………………………………………………………… 48 附录一………………………………………………………………………………… 49 附录二………………………………………………………………………………… 53

本文针对的仿人髋关节髋关节的设计问题,提出了一种设计方法,并利用数学软件编写了对应的程序,利用的3R并联机构。

1 引言（或绪论）

1.1髋关节的结构特点和并联机构的优势

仿人机器人具有与人类相近的外形，与其他移动式机器人相比，它具有更大的灵活性，更适合在人类工作生活的环境中与人类协同工作或者代替人类工作。目前对仿生机器人的研究主要集中在机器人本体的机械结构设计，控制系统搭建，动力学稳定性,运动规划方法，运动控制方法等方向。

仿人机器人自由度的合理布置对于仿人机器人实现人一样的灵活运动至关重要，是仿人机器人重要的机械性能指标。目前几乎所有的仿人机器人的腿部都选择了6自由度的方式，其分配方式为髋关节3个自由度，膝关节1个自由度，踝关节2个自由度。

图1.1人体真实的髋关节的结构

图1是一张人体髋 …… 此处隐藏：6439字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……