人体髋关节仿生试验机设计

装配图A0

本次设计主要将该试验机分为三个部分来逐一设计。首先是对仿生部件进行研究设计，使其可以完全模拟人体髋关节的功能，选择适合的材料，对其进行运动分析以及运行时磨损的分析；其次通过计算选择合适的电动机，确定电动机的各项参数。最后通过计算选择合适的液压缸，确定其各项参数。因为在仿生试验时，要将三者组合在一起进行运动模拟，此时必须提供与人体髋关节相似的环境，这样才能使得运行时的磨损情况与其相似。此次设计决定采用最大负荷为1.2t的试验机，发动机主轴转速确定为70rpm。通过各项对比，决定采用直径为60毫米的腿骨。通过这几项数据以及参照研究文献来计算该试验机各部分的具体数值。使得三个部分直径可以很好的装配，来实现其运动流程。利用发动机带动主轴旋转，主轴与偏心轴之间用齿轮啮合，从而带动偏心轮的旋转，进而使整个仿生部件旋转。液压机给人工髋关节提供压力，模拟出人体髋关节受到人体的压力。同时人工髋关节的髋臼座与股骨球头的配合，股骨球头的旋转使其必定会与髋臼座之间产生磨损，利用这一点进行关节磨损试验，来模拟人体髋关节在人体中的磨损（当然二者之间的试验环境必须保持相似）。

A3零件图

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