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题名膝踝关节外骨骼人机匹配性设计与优化
- 1
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作者
唐欣尧
殷榕
王旭鹏
杨佳音
刘晓宜
郝雨阳
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机构
西安理工大学军民融合与防护装备设计创新研究中心
西安理工大学工业设计系
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出处
《中国机械工程》
北大核心
2025年第10期2369-2378,共10页
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基金
陕西省自然科学基础研究计划(2025JC-YBQN-696)
西安理工大学校级博士启动金(106-451124018)
+1 种基金
教育部青年基金(21XJC760003)
陕西省青年杰出人才支持计划配套基金(106-451420001)。
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文摘
针对现有外骨骼与人体腿部协调性差的问题,设计了一种基于人机匹配性的膝踝关节外骨骼。通过动作捕捉系统采集下肢关节运动的时空数据,结合生理膝关节滚滑运动特性,设计了能够适应人体膝关节运动瞬心的J字形运动轨迹的四杆机构,提出了模拟膝关节运动的连杆机构优化设计方法。数值模拟验证了优化后四杆机构能够很好地贴合人体运动,结合角度传感器实现了助力外骨骼控制系统的开发,进而借助步态和肌电实验对助力外骨骼性能有效性进行了验证。实验结果表明,穿戴后膝关节角度峰值变化幅度小于5%,膝关节力矩减小,股外侧肌、腓肠肌、股二头长头肌等肌肉活动度下降。
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关键词
膝踝关节
膝关节瞬心
助力外骨骼
人机耦合仿真分析
实验验证
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Keywords
knee and ankle joint
knee transient
power-assisted exoskeleton
human-machine coupling simulation analysis
experimental validation
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名一种基于变恢复系数的接触碰撞力模型
被引量：9
- 2
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作者
王旭鹏
张艳
吉晓民
马尚君
佟瑞庭
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机构
西安理工大学工业设计系
西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期198-202,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51275423
51505381)
+1 种基金
陕西省教育厅自然科学基金资助项目(17JK0551)
西安理工大学博士启动基金资助项目(106-451117002)
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文摘
为了有效描述机械系统中的接触-碰撞现象,在考虑材料屈服强度和初始碰撞速度的基础上,提出一种变恢复系数模型,进而建立了一种改进的、变恢复系数的接触-碰撞模型;随后,分别以轴-轴承、球-球以及平面曲柄滑块机构为例,通过大量数值模拟和实验测试,以及二者间的对比分析,对改进模型的有效性、准确性进行了验证。研究结果表明,改进的模型能够更加准确的描述间隙铰链处的接触碰撞效应,以及间隙铰链对机械系统动态特性的影响规律。
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关键词
变恢复系数
接触碰撞力模型
间隙铰链
动态特性
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Keywords
variable recovery coefficient
contact-impact force model
clearance joint
dynamic characteristics
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分类号
O313.4
[理学—一般力学与力学基础]
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题名牛顿碰撞恢复系数评价下的碰撞力研究进展
被引量：9
- 3
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作者
王旭鹏
林文周
刘更
马尚君
佟瑞庭
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机构
西安理工大学工业设计系
西北工业大学机电学院
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出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2020年第10期1526-1533,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51275423,51505381,51675429)
陕西省教育厅自然专项基金项目(17JK0551)
西安理工大学博士启动基金项目(106-451117002)资助。
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文摘
为了辨识间隙铰链处碰撞力的适用范围,更加准确地描述机械系统中普遍存在的碰撞现象及其对机械系统动态特性的影响规律,以牛顿碰撞恢复系数作为评价指标,以间隙铰链处轴、轴承间的碰撞和恢复过程为例,在不同恢复系数下和碰撞力模型下进行数值模拟及对比分析。研究发现,不同碰撞恢复系数下各模型碰撞过程的最大碰撞力、最大变形量及实际碰撞恢复系数差异较大。因此,实际选择碰撞力模型时应依据碰撞初始条件和材料特性等进行综合考虑。
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关键词
间隙铰链
碰撞力模型
恢复系数
机械系统
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Keywords
clearance joint
collision
impact force model
Newton restitution coefficient
mechanical system
numerical simulation
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分类号
TG156
[金属学及工艺—热处理]
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题名从“人”与“机”关系看机械企业事故的预防
被引量：8
- 4
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作者
薛艳敏
李琳
曾庆喜
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机构
西安理工大学工业设计系
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出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
2007年第10期56-61,共6页
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文摘
首先,分析"以机器为本"和"以人为本"的两种设计思想,指出设计过程的各个阶段都要高度重视"以人为本"并对该理念加以应用;其次,通过大量的文献资料查阅和对多家机械企业的实地事故情况调查,总结出多家机械企业几年来发生的24项事故,23项不良设计和11项良好设计,从工业设计专业以及人机工程学角度对其进行了过程总结、基本原因分析,提出"以机器为本"的设计思想是许多工业产品设计不良的根本原因,而工业产品设计不良或者工作环境设计不佳则导致多种事故的发生,因此,"以人为本"的设计思想必须深入到产品设计的全过程中,以创造出无危险的安全技术保障;最后,笔者再次强调,企业的安全生产和事故控制,必须坚持"以人为本"的基本策略和理论,同时呼吁社会各界要对"以人为本"的设计思想充分理解并加以应用,共创安全的和谐社会。
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关键词
以机器为本
以人为本
机械设备设计
事故预防
人机工程
工业设计
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Keywords
machine-oriented
human-oriented
design of mechanical equipment
accident prevention
ergonomics
industrial design
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分类号
X912.9
[环境科学与工程—安全科学]
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题名基于网络的手机定制系统的实现方法研究
被引量：4
- 5
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作者
李晓玲
陆长德
薛艳敏
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机构
西北工业大学工业设计研究所
西安理工大学工业设计系
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出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2006年第9期30-32,38,共4页
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基金
国家"863"计划资助项目(2005AA4140202002AA-411120)
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文摘
首先分析了基于网络的手机定制特点和现状,并从用户个性化在线配置角度分析了目前主要基于文本和二维图形的网络化定制系统中存在的问题,进而对其系统结构、三维模型构建、系统集成等关键问题进行了研究并分析了其中的关键技术。结合典型手机产品开发了原型系统,该系统用一种比VRML更加优越的新的W eb3D实现技术———Cult3D实现了网络三维产品的虚拟展示。经实际应用证明,该系统可有效地提高定制产品的客户满意度,进而提高企业的竞争力。
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关键词
定制
手机
虚拟展示
交互式
CULT3D
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Keywords
Customization
Mobile Phone
Virtual Display
Interactive
Cult3D
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名一种基于轴承寿命图谱的滚针轴承设计方法
被引量：2
- 6
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作者
白晓波
吉晓民
魏锋涛
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机构
西安理工大学工业设计系
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期960-965,共6页
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基金
陕西省教育厅科学研究计划项目(14JK1521)资助~~
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文摘
通过对轴承寿命影响因素的分析,建立轴承寿命计算的模型,利用CAD技术绘制了滚针轴承寿命图谱,实现了滚针轴承寿命预估;利用生成的寿命图谱,分析了影响轴承寿命的各个因素以及这些因素与轴承结构参数的关系,进而提出了改进轴承结构参数,以提高轴承寿命的有关措施。
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关键词
滚针轴承
寿命计算
寿命图谱
设计参数
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Keywords
Needle bearing, Lifetime calculation, Lifetime map, Design parameter
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分类号
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名自动缝边设备模块化设计方法
被引量：6
- 7
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作者
唐欣尧
吉晓民
周宏军
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机构
西安理工大学工业设计系
苏州琼派瑞特电子科技有限公司
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出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2022年第1期75-84,共10页
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文摘
产品生产制造规格的不断增加,导致零件品种繁多,带来了生产和后续新产品开发的困难,采用模块化设计思想,对现有零件进行科学有效地模块划分和再设计,可以有效解决这一问题。文中将产品分别从结构层面、功能层面、数据表示层面进行了模块划分;建立了两零件间的特征相似等级评价体系,得到了部件间的各层面相关性矩阵;给各层面配比对应的权重,得出两部件间的综合强度关系;制定了标准模块的评判原则,对相近模块对比分析之后,对标准模块进行设计,从而形成标准模块;最后,以自动缝边设备为例,对模块化设计方法进行验证。研究结果表明,该模块化设计方法很好地精简了模块数量,在一定程度上减少了设备研发和生产的成本,提高了新产品开发的设计效率。
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关键词
自动缝边设备
模块化设计
模块划分
相关性矩阵
模块接口
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Keywords
automatic seaming equipment
modular design
module division
correlation matrix
modular interface
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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题名内外圈轴线相对倾斜时的滚针轴承载荷分布研究
被引量：14
- 8
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作者
白晓波
吉晓民
郭磊
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机构
西安理工大学工业设计系
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期216-221,共6页
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文摘
根据弹性接触理论,建立滚针轴承在内外圈倾斜状况下的力学模型,用迭代法对该模型编程求解,得到了滚针轴承不同工况下的载荷分布情况,并用有限元软件予以验证。结果表明:在内外圈不倾斜时,选择小游隙,增加受载滚针数,轴承寿命会增加,但存在倾角情况下,应适当增加游隙。在不同的工况下,合理选择滚针的修形参数,可以明显改善轴承中的载荷分布情况,从而提高滚针轴承的寿命。
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关键词
滚针轴承
载荷分布
轴线倾斜
滚针修形
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Keywords
Needle roller bearings
Load distribution
Misalignment
Needle crowned modification
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分类号
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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