轻量化机械外骨骼设计方法技术

本发明专利技术涉及机械外骨骼技术领域，尤其是一种轻量化机械外骨骼设计方法。所述方法包括：选取机械外骨骼的穿戴部位，根据该穿戴部位的运动特征建立运动自由度简图；根据至少一个运动特征作为设计参数构建机械外骨骼的重要连接件，以通过有限数量的重要连接件生成初始连接件模型；根据该穿戴部位的形体特征处理得到形体结构件模型；对初始连接件模型进行拓扑优化，生成轻量化连接件模型；根据形体结构件模型和轻量化连接件模型加工得到形体结构件和轻量化连接件，组装成机械外骨骼。本发明专利技术根据穿戴部位的形体特征和运动特征，分别设计轻量化且合适的结构件和连接件，使机械外骨骼具有轻量化特性以及贴近人体，降低外骨骼的设计难度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
轻量化机械外骨骼设计方法


[0001]本专利技术涉及机械外骨骼
，尤其是一种轻量化机械外骨骼设计方法。

技术介绍

[0002]机械外骨骼实质上是一种可穿戴机器人，它将人的智能和外部机械动力装置的机械能量结合在一起，可以给人提供额外的动力或能力，增强人体机能。对于外骨骼的要求，需要其轻巧且可以替代90％的人体正常运动，牵扯到多自由度多动以及强度校核等方面，还需要具有较高的强度，材料的选择也是决定该器械性能的关键因素。因此，机械外骨骼是一项复杂的多领域综合应用，外骨骼的设计难度较大，需要较长的设计周期，而且设计过程中可能伴随着未知的风险。
[0003]为解决上述技术问题，现有技术在设计机械外骨骼时采用3D打印技术来实现机械外骨骼的快速构造，然而目前市场上的机械外骨骼形式单一，结构臃肿，不能根据每一位使用者的身材都存在差异进行适配，尽管有些外骨骼有部分调节功能，但用一个现成的标准植入物不可能匹配所有使用者的生理参数，难以适应个性化的需求以及柔性制造的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种轻量化机械外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化机械外骨骼设计方法，其特征在于，包括以下步骤：选取机械外骨骼的穿戴部位，根据该穿戴部位的运动特征建立运动自由度简图；根据至少一个运动特征作为设计参数构建机械外骨骼的重要连接件，以通过有限数量的重要连接件生成初始连接件模型；根据该穿戴部位的形体特征处理得到形体结构件模型；对初始连接件模型进行拓扑优化，生成轻量化连接件模型；根据形体结构件模型和轻量化连接件模型加工得到形体结构件和轻量化连接件，组装成机械外骨骼。2.根据权利要求1所述的轻量化机械外骨骼设计方法，其特征在于，所述根据至少一个运动特征作为设计参数构建机械外骨骼的重要连接件，以通过有限数量的重要连接件生成初始连接件模型，包括：根据各运动特征的自由度方向和幅度，构建对应的重要连接件；分析穿戴部位产生运动特征的位置，调整重要连接件的配置位置和配置角度；根据调整后的重要连接件得到初始连接件模型，或在对至少两个重要连接件进行串联拟合后得到初始连接件模型。3.根据权利要求1所述的轻量化机械外骨骼设计方法，其特征在于，所述根据该穿戴部位的形体特征处理得到形体结构件模型，包括：采集穿戴部位的形体特征数据，建立关于穿戴部位的穿戴模型；通过逆向建模处理穿戴模型，并获取逆向建模后的曲面模型；对获取的曲面模型进行加厚处理，得到形体结构件模型。4.根据权利要求3所述的轻量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张豪，魏华贤，牛小东，梁兴汀，杨剑，李远超，胡姗辰，
申请(专利权)人：深圳市凯瑞斯互动娱乐有限公司，
类型：发明
国别省市：