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文档简介

1、a,1,机械原理课程设计脚踝保护性外骨骼,团队成员： 傅一士、黄佳栋、李庆澍,a,2,目 录,设计初衷和作品的设计目标 原理介绍和组成 各部分分解介绍 应力分析,a,3,设计初衷和作品的设计目标,我们设计的这个装置是从我们生活中得到启发，源于科幻电影中的想法 是拐杖，但不是拐杖。我们打算开发一种可以“穿”的拐杖外骨骼,a,4,原理介绍和组成,我们机构分成保护模块、缓冲-力传导模块 通过保护模块保护脚踝，使它感觉舒适并避免再受伤，类似于一个水囊装置；通过缓冲部分减小动冲击； 缓冲-力传导模块是由支座、铰链、支杆和固定件组成，通过这一系列构件把“鞋底”受到的力绕过脚踝传导到小腿上，以此达到避免脚踝

2、因受外力再受伤的目的,a,5,分解介绍,保护模块 此部分由一个类似鞋子的装置以及中间的一级缓冲模块组成。走动时，鞋子下方的支撑部分传导模块中，由于是硬支撑，所以力不会传到脚部。所以可以起到保护脚踝的作用。而脚部不可避免的会受到一部分力，所以我们在中间加入一个由水垫组成的保护模块,把脚部完全包裹在中间。所受的力由水垫分散。这样就起到了保护的作用,a,6,分解介绍,缓冲-力传导模块 （两种方案） 方案一： 通过保护模块把力传导到支座，再传导到支杆，有二级缓冲再次缓冲，再传导到固定件部分,a,7,分解介绍,方案二： 通过支撑模块把力传导到支杆，由二级缓冲再次缓冲，然后传导到液压部分，最后以均匀的压力

3、和摩擦力的形式作用在小腿上,a,8,空气弹簧,我们二级缓冲使用空气弹簧来实现。空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧,a,9,空气弹簧的优点,空气弹簧具有非线性特性，可以根据需要将它的特性线设计成比较理想的曲线 与钢制弹簧相比较，空气弹簧的重量轻，承受剧烈的振动载荷时，空气弹簧的寿命较长 通过调整内部压力，还可以得到不同的承载能力。因此能适应多种载荷的需要,a,10,a,11,应力分析： 1）材料选择 我们根据器械轻质，高强度的要求，决定选择如下材料： 材料名称: SW丙烯酸 (中高冲力,2）受力与约束 力： 1、应用 力 400 N 沿基准面

4、方向 2前视基准面 使用统一分布。 2、根据实际情况受力部位为鞋底。 约束： 由设计初衷，小腿部位受力，且器械缚束小腿部分与小 腿固定，所以定此部位为约束处,a,12,a,13,特殊情况分析： 考虑到器械着地时的受力存在部分受力，我们现就两种比较常见的局部受力进行分析。 （1） 第一种情况： 当使用者行进时，脚跟先着地，那么在脚面全部着地之前，脚跟将受局部力作用。 进行应力分析结果如下,a,14,a,15,第二种情况 当使用者在失稳、倾斜等情况时，将出现器械底面侧边受力现象。现对脚底面向内侧受力进行分析：1） 应力图,a,16,分析结论 通过对上述器械及不同情况的分析，其所受应力及变形都符合选定材料的要求,参考书目： 1.机械

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