混合驱动仿生膝关节：设计与优化

本文主要探讨了2012年7月发表于《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》的一篇名为"基于混合驱动仿生膝关节机构设计"的论文。作者吴成东、金基准、闻时光和王斐齐亚鲁针对传统假肢关节机构和驱动系统存在的不足，提出了创新的设计方案。他们设计了一种采用磁流变阻尼器与直流电机混合驱动方式，以及滚珠丝杠传动的多轴闭链仿生膝关节。 在设计过程中，作者运用了多变量优化设计方法来精确计算膝关节机构的关键参数，包括关节机构本身的结构参数以及滚珠丝杠的安装位置，同时考虑了电机的角速度和扭矩。这种方法旨在提高膝关节的运动性能，使其能够更准确地模拟人体膝关节的运动特性，增强假肢的自然感。 通过虚拟样机技术，研究人员构建了一个智能仿生腿的仿真平台，对膝关节进行运动学仿真。实验结果显示，这种新型仿生膝关节的运动曲线与人腿关节的运动相当接近，这意味着它在功能上可以更好地模仿人类的正常行走。另外，混合驱动机制使得膝关节具有更大的步速调整范围，从而提高了假肢使用者的灵活性和活动能力。 论文的关键词包括智能仿生腿、四连杆闭链膝关节、混合驱动、滚珠丝杠和多变量优化等，这些关键词反映了研究的核心技术和方法。整体而言，这篇文章的重要贡献在于提供了一种改进的膝关节设计，不仅提高了假肢的生物力学性能，而且在技术上有所突破，对假肢设计和康复工程领域有着重要的实践意义。