髋关节仿生试验机液压加载系统的设计(含CAD零件装配图)(论文说明书15000字,CAD图纸8张)
Design of Hydraulic Loading System for Hip Joint Bionic Testing Machine
摘要
当今世界，由于各类的交通肇事，病理原因引起的骨骼的坏死或者病变，使得很多人都有骨质疏松、关节炎、风湿、骨质增生等问题，困扰着很多的家庭。为了帮助这一类人，使其的生活更加便捷，很多的科学家在研究人体关节的更换实验。对关节的研究使得对人体摩擦方面也取得了不小的成果，以至于对人体关节的置换方面也取得的很大的成绩，患者的痛苦得到变小。
其中最为重要的是液压以及试验台这两个部分。首先通过查阅资料了解了大概的设计范围，大致有传动部分和动力部分以及最后的输出部分组合而成。通过对髋关节的运动特性，明白了大概的运动规律，然后通过液压缸的运动来实现来模拟髋关节的受力情况。大致了解之后确定液压系统工作原理，并且设计出液压缸及液压泵，并进行计算、校核以及最终确认。设计液压回路以确保能模拟髋关节受力，来计算出准确、可靠的数据，从而测出有关的摩擦学特性参数，为试验机提供可靠的数据。
关键词 人工仿生髋关节; 试验机； 液压回路； 摩擦
Abstract
In today's world, due to all kinds of traffic accident, the pathological causes of bone necrosis or lesions, makes a lot of people have osteoporosis, arthritis, rheumatism, bone hyperplasia, concern for many families. To help these people make their lives easier, many scientists are studying the replacement of human joints. The research on joints has resulted in great achievements in human friction, so that the replacement of human joints has achieved great results, and the patient's pain has been alleviated.
The most important of these are the hydraulic and the test bed. First, through the data access to understand the general design scope, roughly the transmission part and the power part and the final output part of the combination. Through the motion characteristics of the hip joint, the general motion rules were understood, and then the force of the hip joint was simulated by the motion of the hydraulic cylinder. The working principle of hydraulic system is determined, and the hydraulic cylinder and hydraulic pump are designed and calculated, checked and finally confirmed. The hydraulic circuit is designed to simulate the force of the hip joint, to calculate the accurate and reliable data, so as to detect the relevant tribological parameters and provide reliable data for the testing machine.
Keywords Manipulator; Testing machine; Hydraulic circuit; tribology
髋关节的工作原理
2.1髋关节的构成
在人体内髋关节是必不可少的一部分，如图所示。就是股骨头与髋臼两个东西，也叫做杵臼关节。髋臼的周围都是月状面的关节软骨，髋臼窝之中就是脂肪，由于关节的受力或者放松，脂肪就会出来起到润滑的作用，以此来保护关节。在其中的各个小洞之中都有神经和血管可经过。关节囊很厚也很硬，在上面依靠韧带来连接，其形状大概如同人的形状，下面则主要依靠转子间线来支撑（一般都是在大概一厘米处），所以股骨颈有一部分在关节囊外面，但是其颈还是都在囊里面的。因此如果出现股骨颈折断的情况，有不同的折断的性质之分。韧带对于人关节的连接也起到很重要的作用，其可以防止人体腿部一直的玩后面拉伸，防止关节的破坏，一直有这样我们才能够一直长时间的一直站着。耻骨囊韧带不但能防止一直完后伸出，还具有防止转动过多的好处。坐骨囊可以防止向内的转动。纤维层可以一圈一圈的变厚，而其可以叫做轮匝带，它主要是不能让骨头的分离，这个韧带的纤维可以和其他几个的混合在一起，并不是直接的依靠在骨头上的。股骨头里面的是不宽的纤维束，全都开始在髋臼的直的韧带，止于股骨头凹，韧带有滑膜被覆，在这个里面还会有血管流过。对我们来说，这个东西对于上述的动作不会产生束缚。
目 录
摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 概要 1
1.2 发展情况 1
1.3 材料各项指标 2
1.4 系统的意义 3
2 髋关节工作原理 5
2.1 髋关节构成 5
2.2 运动形式 5
2.3 试验机的工作原理 7
3 液压部分主要元件元件的选用原理 9
3.1 液压部分的设计过程 9
3.2 液压系统的工作原理 10
3.3 液压系统设计 12
3.4 液压系统参数的计算 15
3.4.1 液压缸主要参数的计算： 15
3.4.2 液压泵的选取原理的计算： 16
3.5元器件的选用原理： 16
3.5.1液压阀的分类： 16
3.5.2各类阀的选用： 16
3.5.3辅助元件的选用原理： 16
4 液压缸主要部件的计算 20
4.1 缸筒 20
4.1.1 外部结构 20
4.1.2 缸筒参数的选用原理 21
4.1.3 缸筒参数的计算 21
4.2 活塞的选择及校核 23
4.2.1 活塞的选择原理 23
4.2.2 连接方式选用原理 23
4.2.3 活塞的密封 23
4.2.4 活塞材料的选择 25
4.2.5 活塞的选用原理 25
4.3 活塞杆的选取原理 26
4.3.1 活塞杆外形 26
4.3.2 材料的选择原理 26
4.3.3 杆的参数选择原理 27
5 液压站的选择原理 29
5.1液压站的构成 29
5.2站的选择 29
5.3 其他的选择原理 29
5.3.1 油箱的选用原理 29
5.3.2 油箱的主要要点 29
5.3.3 参数的选用原理 30
5.4系统组成的原理 30
5.4.1 组成使用原则 30
5.4.2 各个阀的布置原理 30
5.4.3 放置位置的说明 30
5.5 试验台的设计 30
总结 32
致谢 33
参考文献 34
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