基于ANSYS的助力外骨骼液壓動力單元熱分析.pdf

1、助力外骨骼是以人為控制主體，機械結(jié)構(gòu)為動力主體，人機高度耦合的復雜力隨動系統(tǒng)。助力外骨骼的出現(xiàn)拉開了人類解決人體有限體能和無限負重需求間矛盾的序幕，已成為國內(nèi)外機器人研究的熱點。助力外骨骼的續(xù)航能力由電池容量、機械效率和液壓動力單元等決定。受冷卻方法、體積和液壓系統(tǒng)效率等限制，現(xiàn)有助力外骨骼液壓動力單元面臨嚴峻的溫升問題，已嚴重影響了助力外骨骼的續(xù)航時間，解決現(xiàn)有液壓動力單元的溫升問題已成為當務之急。
　　論文以西南交通大學研制助

2、力外骨骼實驗樣機為分析對象，為解決現(xiàn)有助力外骨骼液壓動力單元溫升問題，實現(xiàn)助力外骨骼長期可靠工作的目的，基于ANSYS對現(xiàn)有助力外骨骼液壓動力單元進行熱分析和優(yōu)化，論文具體工作如下:
　　(1)依據(jù)運動生物力學和人類骨骼結(jié)構(gòu)，建立人體運動學模型。從使用頻率考慮，選取人類直立行走進行分析。對光學動作捕捉系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)頻譜分析，采用傅里葉級數(shù)擬合法建立人體運動學模型并進行誤差分析。
　　(2)利用人體運動學模型，對助力外骨骼液壓

3、動力單元能耗分析?；谌梭w運動學模型對人機耦合系統(tǒng)進行步態(tài)分析，得到助力外骨骼下肢柱塞缸瞬時運動狀態(tài)，結(jié)合助力外骨骼液壓系統(tǒng)參數(shù)，計算助力外骨骼液壓系統(tǒng)功率分布。
　　(3)聯(lián)合三維建模軟件Pro/e和分析軟件ANSYS對助力外骨骼液壓動力單元進行熱仿真和優(yōu)化。依據(jù)助力外骨骼液壓動力單元損失功率，采用ANSYS對其進行熱仿真，利用分析結(jié)果對助力外骨骼液壓動力單元結(jié)構(gòu)優(yōu)化并分析，得到滿足散熱要求的助力外骨骼液壓動力單元。