肩關節(jié)骨肌系統(tǒng)模擬器是深刻研究肩關節(jié)生物力學特性的關鍵設備,其研究成果可用于不可修復肩袖撕裂病理及其修復策略的研究。人體肩關節(jié)運動受力的復雜性使得模擬器的研發(fā)具有極大挑戰(zhàn)性。因此,本文基于解剖學和機械設計方法開發(fā)了一套肩關節(jié)體外生物力學模擬器并進行了實驗研究,主要工作內(nèi)容及成果如下:1)從肩關節(jié)的運動機理及其生物力學參數(shù)的測量要求出發(fā),運用質(zhì)量功能展開和功能分析方法明確了設計目標。依據(jù)實驗需求和肩關節(jié)解剖特征,設計了肩關節(jié)骨端夾具、外展模擬驅動機構和測量裝置的結構方案,建立了模擬器的三維模型。其中加載系統(tǒng)采用了電動與氣動混合驅動的方式以提供準確穩(wěn)定的仿生肌力輸出。2)針對肩關節(jié)模擬器的關鍵機構,進行了運動學和動力學分析。通過對肩胛外展驅動機構和盂肱外展加載系統(tǒng)的行程與拉力輸出估算,為致動器的選型提供了理論參考。從運動學角度分析了盂肱外展角度測量機構的測量誤差,確認了其機構設計的合理性。基于CREO軟件的運動仿真分析,證明了模擬器整體設計方案的可行性。3)根據(jù)測控系統(tǒng)的需求,搭建了集中控制式的硬件系統(tǒng)和程控架構的軟件系統(tǒng)。以比例壓力閥為核心建立了力閉環(huán)閥控系統(tǒng);以電動推桿和角度編碼器實現(xiàn)... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

肩關節(jié)在肩腫平面內(nèi)外展示意圖侶一上方，卜側方，A-前方，P一后方)

肩袖腱性部分的缺失和肌性部分的變性。其中前就已經(jīng)存在，也可能是肩袖斷裂后吸收造成缺損過大，而肌性部分因為變性而失去延伸性難。當因為各種原因不能使肩袖應力鏈對合時者不可修復的肩袖撕裂［１３＿１５］，如圖１－２所示。??

第一章緒論??肩關節(jié)標本做了大量實驗研宄，設定了多個生物力學參數(shù)來定量評估上關節(jié)前后的穩(wěn)定性，具有新穎性。然而，就模擬器本身而言，采用懸掛重物的肌肉力，使得加載系統(tǒng)不具有靈活性，力的調(diào)節(jié)操作麻煩。在圖１－３右側顯示隊早期設計的軟件界面［２１］，功能單一，近期的軟件系統(tǒng)未見報道。??

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]中國力學虛擬人[J]. 王成燾.  醫(yī)用生物力學. 2006(03)
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博士論文
[1]人體關節(jié)生物力學實驗及仿真研究[D]. 韓樹洋.中國礦業(yè)大學 2014
[2]人體上肢生物力學建模和典型運動的生物力學研究[D]. 張琳琳.上海交通大學 2009

碩士論文
[1]基于Mimics人體膝關節(jié)有限元模型的研究[D]. 張軍文.北京化工大學 2013
[2]基于QFD的模塊化系列產(chǎn)品綠色設計方法[D]. 耿凱陽.上海交通大學 2013
[3]鋼鐵墻壁面爬壁機器人的研究[D]. 丁鵬.太原理工大學 2012
[4]自行車機器人的嵌入式控制系統(tǒng)設計[D]. 仲明偉.北京郵電大學 2010



本文編號：3496713