基于虛擬樣機技術的助力系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、助力系統(tǒng)可以增強穿戴者的承載能力，其機械結構不但可以為穿戴者提供支撐和保護，同時也是控制系統(tǒng)和能源系統(tǒng)的安裝平臺。機械結構的性能，直接影響整體系統(tǒng)的傳遞效率。采用傳統(tǒng)的物理樣機設計方法，進行助力系統(tǒng)機械結構設計，勢必會延長設計周期。虛擬樣機技術是一種嶄新的產(chǎn)品設計研發(fā)方法，它是用來代替真實的物理樣機設計、基于產(chǎn)品的計算機仿真模型的數(shù)字化設計方法，是目前廣泛應用于結構設計領域的現(xiàn)代設計方法。本文結合人體運動規(guī)律研究成果，應用ANSYS有限

2、元分析軟件以及MATLAB、ADAMS仿真軟件，通過對助力系統(tǒng)機械結構的研究，完成以下工作內容：
　　1.研究人體運動規(guī)律，對人體的骨骼結構和運動姿態(tài)進行分析與探索，得到人體下肢骨骼的關節(jié)角度變化、運動方式以及運動自由度，為助力系統(tǒng)的結構設計和仿真分析作鋪墊。
　　2.采用擬人型機構設計法進行助力系統(tǒng)機械結構的設計，并使用ANSYS軟件進行模型的強度分析，為模型的完善提出了修改意見。
　　3.使用三種智能算法，用來解決

3、腿部承載系統(tǒng)液壓缸變幅機構三鉸點安裝位置的優(yōu)化問題；采用模態(tài)動力學分析方法得到助力系統(tǒng)的固有頻率和振型，為結構動態(tài)特性的預估和優(yōu)化設計提供參考；使用ADAMS軟件建立虛擬樣機，根據(jù)人體步態(tài)分析參數(shù)，模擬人的下蹲和單膝下跪過程，對虛擬樣機進行仿真，為液壓系統(tǒng)的設計提供參數(shù)依據(jù)。
　　4.建立物理樣機測試平臺，使用靜態(tài)電阻應變儀，對物理樣機進行實驗測試，將實驗數(shù)據(jù)與虛擬樣機的計算數(shù)據(jù)進行對比，驗證機械結構設計的合理性，為助力系統(tǒng)機械結