并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)分析

內(nèi)容概要

　　《并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)分析》以3SPS+1PS型并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)為研究對(duì)象，系統(tǒng)介紹了試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)空間分析及優(yōu)化、奇異位形分析、誤差建模及運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定、動(dòng)力學(xué)分析、剛度分析及優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析等關(guān)鍵問(wèn)題，并設(shè)計(jì)研制出一臺(tái)3SPS+1PS型并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)樣機(jī)?！　　恫⒙?lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)分析》可作為機(jī)械工程、運(yùn)動(dòng)生物學(xué)等專業(yè)的研究生教材，也可供從事并聯(lián)機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)械研究與應(yīng)用的科研和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言變量注釋表第1章 緒論1.1 研究背景1.2 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)研究現(xiàn)狀1.3 人體步態(tài)研究現(xiàn)狀1.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀1.4.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究1.4.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間研究1.4.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形研究1.4.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定研究1.4.5 并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究1.4.6 并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度特性研究1.4.7 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究1.5 本書主要內(nèi)容第2章 中國(guó)人正常步態(tài)運(yùn)動(dòng)特性分析2.1 引言2.2 人體步態(tài)分析方法2.2.1 試驗(yàn)樣本2.2.2 試驗(yàn)設(shè)備2.2.3 試驗(yàn)方法2.2.4 數(shù)據(jù)采集2.2.5 數(shù)據(jù)分析2.3 試驗(yàn)結(jié)果2.3.1 中國(guó)男性/女性在時(shí)間/空間參數(shù)上的對(duì)比2.3.2 行走、跑步、下蹲及下跪運(yùn)動(dòng)學(xué)試驗(yàn)結(jié)果2.4 結(jié)果討論2.5 小結(jié)第3章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析3.1 引言3.2 試驗(yàn)機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與參考坐標(biāo)系3.3 運(yùn)動(dòng)自由度分析3.4 剛體姿態(tài)描述方法3.4.1 Euler角描述法3.4.2 方向余弦矩陣法3.4.3 四元數(shù)姿態(tài)描述法3.4.4 Rodrigues參數(shù)法3.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆位姿分析3.6 運(yùn)動(dòng)學(xué)速度逆/正解分析3.7 加速度逆/正解分析3.8 運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值仿真3.9 小結(jié)第4章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)空間分析及優(yōu)化4.1 引言4.2 運(yùn)動(dòng)空間約束條件及求解算法4.2.1 運(yùn)動(dòng)空間的約束條件分析4.2.2 運(yùn)動(dòng)空間的求解及優(yōu)化算法4.3 運(yùn)動(dòng)空間與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系4.4 運(yùn)動(dòng)空間優(yōu)化指標(biāo)及優(yōu)化分析4.4.1 混合自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的量綱一速度Jacobi矩陣求解4.4.2 運(yùn)動(dòng)空間優(yōu)化分析4.4.3 基于Jacobi矩陣條件數(shù)均值的結(jié)構(gòu)優(yōu)化4.5 小結(jié)第5章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)奇異位形研究5.1 引言5.2 Grassmann線幾何與Grassmann-Cayley代數(shù)簡(jiǎn)介5.3 機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析5.4 奇異位形分析5.4.1 基于Grassmann線幾何的奇異位形分析5.4.2 基于Grassmann-Cayley代數(shù)的奇異位形分析5.5 奇異軌跡數(shù)值仿真5.5.1 線簇秩為1時(shí)奇異軌跡5.5.2 線簇秩為2時(shí)奇異軌跡5.5.3 線簇秩為3時(shí)奇異軌跡5.5.4 線簇秩為4時(shí)奇異軌跡5.5.5 線簇秩為5時(shí)奇異軌跡5.5.6 [abcg][defg]=[abdg][cefg]≠0時(shí)的奇異軌跡5.6 小結(jié)第6章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)誤差建模及運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定6.1 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)誤差分析6.1.1 誤差模型6.1.2 機(jī)構(gòu)誤差數(shù)值分析6.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定6.2.1 集合參數(shù)6.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值正解算法6.2.3 標(biāo)定方法6.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定數(shù)值仿真6.4 小結(jié)第7章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)動(dòng)力學(xué)研究7.1 引言7.2 動(dòng)力學(xué)分析坐標(biāo)系建立7.3 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型7.3.1 機(jī)構(gòu)位姿矩陣化7.3.2 速度加速度矩陣化7.4 逆動(dòng)力學(xué)分析7.5 動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬7.6 小結(jié)第8章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)剛度分析及優(yōu)化8.1 引言8.2 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)剛度模型描述8.2.1 運(yùn)動(dòng)/靜力學(xué)模型描述8.2.2 機(jī)構(gòu)Jacobi矩陣求解8.3 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)剛度及彈性變形8.3.1 機(jī)構(gòu)各部件剛度求解8.3.2 整機(jī)剛度模型8.4 剛度數(shù)值分析8.4.1 機(jī)構(gòu)彈性變形8.4.2 剛度優(yōu)化8.5 有限元分析8.6 小結(jié)第9章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究9.1 引言9.2 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)質(zhì)點(diǎn)系Lagrange方程9.3 動(dòng)力學(xué)方程消元處理9.4 動(dòng)態(tài)分岔方程和一階近似系統(tǒng)9.5 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析9.5.1 Ляпунов第一近似系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)9.5.2 主動(dòng)支鏈輸入?yún)?shù)對(duì)并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響9.6 小結(jié)第10章 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)研究10.1 引言10.2 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)的試制10.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案10.2.2 運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析10.2.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)10.3 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10.3.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10.3.2 數(shù)據(jù)傳遞模塊設(shè)計(jì)10.4 并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)10.4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備10.4.2 液壓加載系統(tǒng)10.4.3 試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試10.4.4 試驗(yàn)過(guò)程10.5 試驗(yàn)系統(tǒng)改進(jìn)意見(jiàn)10.6 小結(jié)參考文獻(xiàn)附錄

章節(jié)摘錄

第1章緒論1.1研究背景人工關(guān)節(jié)是人體重要的替代器官，它是模擬人體關(guān)節(jié)而制成的植入性假體，能夠替換已損壞或病變的人體關(guān)節(jié)，從而恢復(fù)其運(yùn)動(dòng)功能。目前，關(guān)節(jié)置換手術(shù)越來(lái)越普遍，全球每年進(jìn)行的人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)大概有100萬(wàn)例以上，其中髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)占了較大的比例，僅美國(guó)每年就有約873000人需進(jìn)行髖關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)的置換手術(shù)，而且這個(gè)數(shù)字每年還以20%～30%的速度增長(zhǎng)。中國(guó)是人口大國(guó)，民政部門調(diào)查報(bào)告顯示，中國(guó)肢體不適患者約有1500萬(wàn)，其中殘疾約780萬(wàn)；全國(guó)有約300萬(wàn)骨損患者、3600萬(wàn)～4000萬(wàn)關(guān)節(jié)炎患者，需置換人工關(guān)節(jié)的患者有100萬(wàn)～150萬(wàn)。據(jù)專家預(yù)計(jì)，中國(guó)對(duì)人工關(guān)節(jié)的需求量年增長(zhǎng)為25%以上，年需求量將達(dá)到20萬(wàn)～30萬(wàn)套［1］。目前，中國(guó)市場(chǎng)上可使用的人工關(guān)節(jié)數(shù)量大約為3萬(wàn)套，無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求，更多患者采用的是進(jìn)口產(chǎn)品。雖然進(jìn)口產(chǎn)品性能比較好，但其價(jià)格昂貴，往往是國(guó)產(chǎn)同類產(chǎn)品的2～3倍。另一方面，進(jìn)口產(chǎn)品往往按照西方人種的生理特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用于中國(guó)種族可能會(huì)出現(xiàn)生物特性不匹配的問(wèn)題，不僅造成置換手術(shù)的難度加大，還在很大程度上影響了患者的治療效果。因此，研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的人工關(guān)節(jié)試驗(yàn)技術(shù)，并將之應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)特性參數(shù)的評(píng)估上，不但可以提高人民的生活質(zhì)量，而且還能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。材料表面耐磨性能不是材料的內(nèi)在性質(zhì)，而是依賴于影響其摩擦性能的各種因素，如工作條件、配合面類型、周圍環(huán)境等。理論上，對(duì)于每一種新型的人工髖關(guān)節(jié)生物材料都應(yīng)在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上檢測(cè)其摩擦學(xué)特性，而所選用的試驗(yàn)設(shè)備很大程度上影響了生物材料摩擦學(xué)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性［2～4］。故所選用試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能模擬髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的實(shí)際工作條件，如運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、接觸方式、載荷及運(yùn)動(dòng)環(huán)境等［5］，以設(shè)計(jì)與人體髖關(guān)節(jié)摩擦條件相似的試驗(yàn)環(huán)境［6，7］。研究者們還發(fā)現(xiàn)，對(duì)同一種材料性質(zhì)的生物材料，在不同的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩擦學(xué)試驗(yàn)，測(cè)得的結(jié)果相差卻很大，這是由不同試驗(yàn)機(jī)所提供的摩擦運(yùn)動(dòng)機(jī)制不同造成的。針對(duì)不同的生物材料摩擦學(xué)特性測(cè)試要求，選擇能準(zhǔn)確反映出工作參數(shù)和材料摩擦磨損特性的試驗(yàn)設(shè)備及方法［8，9］，是研究人工關(guān)節(jié)摩擦學(xué)試驗(yàn)機(jī)的重點(diǎn)。因此，為能真實(shí)反映人工關(guān)節(jié)材料在植入后的摩擦磨損情況，在進(jìn)行摩擦學(xué)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡量采用具備模擬人體實(shí)際生物特性能力的試驗(yàn)設(shè)備來(lái)進(jìn)行材料摩擦磨損性能的評(píng)估。1.2并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)研究現(xiàn)狀在20世紀(jì)60年代，美國(guó)潤(rùn)滑工程師學(xué)會(huì)列出了在用的200多種摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)或設(shè)備［10］。最近，多軸摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用，更好地模擬了人體的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，這對(duì)于研究生物材料磨損具有特殊的意義［11，12］。一般而言，實(shí)驗(yàn)室用的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要分為兩類：（1）一類是用于研究材料固有摩擦學(xué)特性的快速測(cè)試試驗(yàn)機(jī)，此類試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)周期短，試件制作方便。試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單，試驗(yàn)設(shè)備成本較低。1965年以來(lái)，采用銷盤、球盤、球環(huán)磨損試驗(yàn)方式的關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)儀器，如圖1-1所示。它們專用于測(cè)試材料的某種固有特性信息，使用的是較簡(jiǎn)化的人體關(guān)節(jié)假體磨損機(jī)制模型，其測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單快速，但不能準(zhǔn)確反映所測(cè)試材料的幾何特性，對(duì)移植關(guān)節(jié)材料的磨損率測(cè)試不夠準(zhǔn)確［13～15］，試驗(yàn)結(jié)果相差較大。（2）另一類是人工關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，此類試驗(yàn)機(jī)能夠模擬人工關(guān)節(jié)在人體生理環(huán)境中的特性，如人體關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)、載荷及生理潤(rùn)滑情況等。Saikko設(shè)計(jì)了做3軸往復(fù)擺動(dòng)的髖關(guān)節(jié)磨損模擬試驗(yàn)機(jī)［16］，如圖1-2所示。此類髖關(guān)節(jié)磨損模擬試驗(yàn)機(jī)由串聯(lián)機(jī)構(gòu)組成，試驗(yàn)中將假體髖關(guān)節(jié)副按照實(shí)際髖關(guān)節(jié)解剖學(xué)位置安裝，其摩擦環(huán)境也與人體內(nèi)環(huán)境較為接近。此類試驗(yàn)機(jī)可提供較為復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的測(cè)試條件，但只能模擬人體髖關(guān)節(jié)的部分運(yùn)動(dòng)形式，不能提供全面的復(fù)合摩擦形式［16～22］。目前，在不同的應(yīng)用需求下，髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)各種參數(shù)不盡相同，這些參數(shù)包括髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)的自由度數(shù)、載荷、球杯的相對(duì)安裝位置、工作臺(tái)數(shù)量及潤(rùn)滑液的溫度控制等。表1-1總結(jié)了2001年以來(lái)出現(xiàn)的髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)。表1-1中，F(xiàn)E表示彎曲/外伸角，AA表示外展/內(nèi)收角，IER表示內(nèi)旋/外旋角，BI-AX表示雙向擺動(dòng)角。其中的幾種典型髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如圖1-3所示。圖1-3（a）是Helsinki大學(xué)研制的HUT-4型髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)，以簡(jiǎn)化的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)曲線代替人體髖關(guān)節(jié)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)曲線來(lái)模擬正常行走時(shí)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，存在較大的誤差。圖1-3（b）是Harris研制的AMTI髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)，可較好地模擬人體髖關(guān)節(jié)在步行和爬樓梯等運(yùn)動(dòng)過(guò)程的軌跡，但與實(shí)際情況存在一定差距，且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。圖1-3（c）是美國(guó)ShoreWestern公司研制的髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)，可模擬人體髖關(guān)節(jié)的一維運(yùn)動(dòng)并施加循環(huán)載荷，并在每一運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)設(shè)置不同的載荷曲線，加載力可達(dá)5000N。圖1-3（d）是Leeds大學(xué)研制的PROSIM髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)，以彎曲/外伸和內(nèi)旋/外旋運(yùn)動(dòng)來(lái)合成試驗(yàn)時(shí)的髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，但卻忽略了內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)，雖然這樣降低了機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和系統(tǒng)控制的難度，但與人體髖關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)曲線仍存在較大差異。盡管表1-1中所列出的髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)，在髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模擬或者載荷施加方面，能夠近似模擬人體實(shí)際髖關(guān)節(jié)正常步態(tài)時(shí)的部分運(yùn)動(dòng)和受載特性，但由于這些試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均為串聯(lián)模塊，所能提供的運(yùn)動(dòng)軌跡樣式較少，不能提供不同的、全面復(fù)合的摩擦運(yùn)動(dòng)［5］，也無(wú)法施加相應(yīng)動(dòng)載荷。相對(duì)于串聯(lián)機(jī)構(gòu)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有高剛度、大承載、高精度、高速度、能模擬復(fù)雜運(yùn)動(dòng)等眾多優(yōu)點(diǎn)［23］。目前，并聯(lián)機(jī)構(gòu)已得到了深入研究，并已成功應(yīng)用于飛行模擬器裝置、大型射電望遠(yuǎn)鏡、微操作裝置等方面。受到并聯(lián)模擬裝置的啟發(fā)，人們將并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)用到髖關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研制上。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的上述優(yōu)點(diǎn)，使得并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)能夠模擬多種運(yùn)動(dòng)軌跡及動(dòng)載荷的加載，因此可較好地反映髖關(guān)節(jié)在多種運(yùn)動(dòng)方式中不同的生物運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，能夠提供更為可靠的髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)材料評(píng)價(jià)平臺(tái)。1.3人體步態(tài)研究現(xiàn)狀實(shí)際人體髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程較復(fù)雜，臼窩與股骨頭之間有3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度：彎曲/外伸運(yùn)動(dòng)（FE）、外展/內(nèi)收運(yùn)動(dòng)（AA）、外旋/內(nèi)旋運(yùn)動(dòng)（IER），各自的運(yùn)動(dòng)范圍如圖1-4（a）所示。從圖中可看出，髖關(guān)節(jié)實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律是不規(guī)則曲線，要模擬此運(yùn)動(dòng)規(guī)律非常困難。2002年世界標(biāo)準(zhǔn)組織制定了人工髖關(guān)節(jié)假體摩擦磨損試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)ISO14242―1：2002（E）［24］，該標(biāo)準(zhǔn)推薦的髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)角度如圖1-4（b）所示，從圖中可發(fā)現(xiàn)兩者之間差異，這將導(dǎo)致試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)特性與人體真實(shí)運(yùn)動(dòng)特性之間存在差異。因此，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，使其能盡可能真實(shí)地模擬人體髖關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。這就需要能模擬復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)部件。人體在行走、奔跑、跳躍等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，實(shí)際髖關(guān)節(jié)受到的載荷是動(dòng)態(tài)變化的，而且其方向與人體股骨垂直方向存在一個(gè)角度，如圖1-5（a）所示?，F(xiàn)有髖關(guān)節(jié)模試驗(yàn)機(jī)的加載方向與實(shí)際人體髖關(guān)節(jié)的受力方向不同，存在一定的角度差，如圖1-5（b）所示；而且大多數(shù)試驗(yàn)機(jī)的加載機(jī)構(gòu)采用懸臂式機(jī)構(gòu)，受到機(jī)構(gòu)剛度以及控制復(fù)雜程度的限制，通常加載力多為定值，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)機(jī)模擬的人工髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副間的接觸應(yīng)力情況與實(shí)際情況不符，而這樣的差異會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)一定的影響［25］。ISO14242―1：2002（E）標(biāo)準(zhǔn)推薦的髖關(guān)節(jié)假體試驗(yàn)加載載荷變化曲線如圖1-5（c）所示。為了能夠盡可能模擬人體髖關(guān)節(jié)真實(shí)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力特性，應(yīng)根據(jù)實(shí)際人體的接觸力學(xué)特性，使髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)具有變載荷加載功能，并正確調(diào)整加載方向。這就需要運(yùn)動(dòng)部件具有較大結(jié)構(gòu)剛度來(lái)承載動(dòng)態(tài)加載力。

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程剛等專著的《并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)分析》以3SPS+1PS型并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)為研究對(duì)象，系統(tǒng)介紹了試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)空間分析及優(yōu)化、奇異位形分析、誤差建模及運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定、動(dòng)力學(xué)分析、剛度分析及優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析等關(guān)鍵問(wèn)題，并設(shè)計(jì)研制出一臺(tái)3SPS+1PS型并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)樣機(jī)。

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    并聯(lián)仿生髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)分析 PDF格式下載

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