外文翻譯--機器人和計算機集成制造 中文版

附錄 機器人和計算機集成制造 文章歷史： 2008 年 11 月 22 日收稿 摘 要： 復(fù)雜的肩膀，又稱盂肱關(guān)節(jié)是最機動性和最良好的使用對人體關(guān)節(jié)之一。隨著時間的推移，問題可以與盂肱關(guān)節(jié)周圍的肌肉，軟骨，肌腱和韌帶，造成了強調(diào)肩膀復(fù)雜的老化或發(fā)生。這項工作，探討了一個新的創(chuàng)新肩關(guān)節(jié)試驗臺的設(shè)計。試驗臺是模仿人體運動肱骨和復(fù)制的所有范圍內(nèi)的議案，它可以移動，在與有關(guān)的骨骼，肌肉，韌帶和肌腱在肩膀復(fù)雜的結(jié)合?？勺兊牧α恳矊⑦m用于所有范圍內(nèi)的議案。研究必須在肩部復(fù)雜和力量盂范圍內(nèi)的議案進行。最初的概念設(shè)計創(chuàng)建模仿特定范 圍內(nèi)的議案 ；內(nèi)收、屈曲、內(nèi)（內(nèi)側(cè)）和外部（橫向），例如旋轉(zhuǎn)。概念發(fā)展相結(jié)合，開發(fā)一個試驗臺，將復(fù)制任何軸向運動的肩膀。研究確定最合適的制造工藝和材料，使試驗臺可以在材料實驗室制造。 關(guān)鍵詞 ： 肩關(guān)節(jié) 、 肩、試驗臺、部隊、設(shè)計、制造。 1、簡介 盂肱關(guān)節(jié)是最機動性和在身體的最知名的關(guān)節(jié)之一。它可以成為破壞由于體育活或通過一般的磨損，這可能會導(dǎo)致嚴重的問題，為受傷的人。外科醫(yī)生，工程師和研究人員正在繼續(xù)調(diào)查肩膀問題患者的生活質(zhì)量改善的方法，并正在開發(fā)替代的方法，修復(fù)和減少可能出現(xiàn)的問題肩關(guān)節(jié)。開展了這項研究，以便進 一步發(fā)展到預(yù)防肩部受傷，更換和維修可以通過一個新的和創(chuàng)新的肩關(guān)節(jié)試驗臺的設(shè)計。該試驗臺將允許研究人員進行人工肱骨骨頭上測試，并讓他們添加人工肌肉和盂肱關(guān)節(jié)的力量，并在這一領(lǐng)域的技術(shù)和知識的進步。 上面顯示的主要骨骼和肌肉彌補肩膀復(fù)雜的。肱骨的肩肩試驗臺的設(shè)計是圍繞主骨。隨著人們年齡的肱骨能成為磨損，容易發(fā)生骨關(guān)節(jié)炎。這將導(dǎo)致軟骨，用于分發(fā)壓力和肩膀上的負荷，惡化。在嚴重的情況下，肱骨頭必須更換假肢設(shè)備。該試驗臺的設(shè)計模擬盂行事，在任何范圍內(nèi)的議案，使新的假肢裝置可以設(shè)計和測試的力量。 2、肩部復(fù)雜和范圍的議 案 這里是六個主要的議案 ，這些都為內(nèi)收，外展，延伸，屈曲，內(nèi)（內(nèi)側(cè)）和外部（橫向）轉(zhuǎn)動肩膀可以執(zhí)行。這些動作都被限制肩部復(fù)雜的肌肉和韌帶。肩部有任何關(guān)節(jié)的運動范圍最大，在人體 17-19（圖 2）。 絕對收的收，機械是不可能的，因為主干的存在。從參考點的位置開始，內(nèi)收是唯一可能與擴展相結(jié)合，這使得一絲的內(nèi)收及屈曲：允許收，以達到 30-45117,18。橫向內(nèi)收是在一個水平面上向身體中線內(nèi)側(cè)運動的走向和整個胸部，手臂背面朝下移動上臂。真正的生長激素聯(lián)合（簡稱為真正關(guān)節(jié)窩的一般運動）綁架是有限的只有 901 人 。超出 901，它是一個 GH 和 ST 接頭之間的聯(lián)合努力。事實上，在 1801 被綁架（開銷手臂向上伸直），只有三分之二的運動發(fā)生在生長激素聯(lián)合（對自己的 301， 901 與 ST 合資，其余的 601 只發(fā)生在 ST 聯(lián)合相結(jié)合）。此之間的肱部的肩胛骨運動的無縫結(jié)合被稱為，作為肩區(qū)一般節(jié)奏 19。 擴展整頓聯(lián)合角度的增加而導(dǎo)致的 ；移動上臂后方。運動能夠產(chǎn)生未來的最大的收強度第二的實力水平是延長運動。擴展使用相同的肌肉群，內(nèi)收運動。擴展名是略高于其對面的運動屈曲的延伸，是密切相關(guān)收，有 301 和 50117-19之間的范圍有限。真 正的生長激素聯(lián)合范圍從 01 到 901 前屈運動本身，分隔成三個不同的階段 19內(nèi)部（內(nèi)側(cè)）旋轉(zhuǎn)周圍骨向身體的中心縱軸的旋轉(zhuǎn)運動 ；轉(zhuǎn)動上臂向內(nèi)。在內(nèi)部內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)的肩膀可以旋轉(zhuǎn) 90117。外部（橫向）轉(zhuǎn)動，涉及到周圍的骨遠離身體中心的縱軸的旋轉(zhuǎn)運動 ；上臂向外旋轉(zhuǎn)。在外部橫向旋轉(zhuǎn)的肩膀，可旋轉(zhuǎn) 90118（圖 3） 。 3、設(shè)計 初期參與腦力激蕩和手工繪制的不同測試平臺的概念的產(chǎn)生。從試驗臺的概念演變而來的設(shè)計，只是涵蓋的一個概念試驗臺的肩膀覆蓋延伸，再延伸和旋轉(zhuǎn)，最后一個概念試驗臺的設(shè)計，可以涵蓋所有范圍內(nèi)的議案 在肩部的旋轉(zhuǎn)。圖 4 顯示了最初的概念設(shè)計的 CAD 建模 18-21。 肱骨頭安裝到安裝的模塊，其中有自由轉(zhuǎn) 3601，也能夠走動半環(huán)形跑道的前面板上。肱骨遠端將固定遠端持有人的。軌道將被安裝在兩列，列內(nèi)會有用于大型電機轉(zhuǎn)動的軌道。因此，該試驗臺能夠重新肩部復(fù)雜的運動。 以上圖所示的概念試驗臺的主要組成部分。 4 然后詳細評估和重新設(shè)計。筆者無法推定初步設(shè)計，這將正確執(zhí)行，但單獨檢查每個組件和創(chuàng)造的概念設(shè)計和評估的概念設(shè)計，它可以確保該組件將適合為目的。下面表 1 中的數(shù)字表明，其中的主要組成部分，每年創(chuàng)造的設(shè)計概念。 4、概念設(shè)計 所有被評估的概念設(shè)計時使用的方法，例如將強調(diào)軌道安裝的驅(qū)動器安裝模塊用來申請強制盂。在賽道上的概念進行有限元分析，以確保軌道不會彎曲和扭曲下的執(zhí)行機構(gòu)創(chuàng)建的負載。每個概念的軌道被限制和應(yīng)用負載，負載保持常數(shù)為所有的軌道概念。概念軌道車輪配置，還詳細評估中使用的有限元分析，以確保軌道和車輪設(shè)計的最好的配置選擇。 轉(zhuǎn)動半環(huán)形跑道的方法進行了評估，非常詳細。有許多方法進行了研究，如電機驅(qū)動器和鏈，滑輪系統(tǒng)，驅(qū)動器驅(qū)動的議案和兩個軌道配置（請參閱表 1，第 3 行）。安裝模塊進行了評估申請武力盂， 例如，驅(qū)動器數(shù)量，規(guī)格，權(quán)力，地位和附著點所需的驅(qū)動器上的主要重點。 4.1 概念設(shè)計評價 以及有限元分析的概念設(shè)計，使用排名和權(quán)重的方法進行評估。表 2 和表 3 顯示的最終設(shè)計的選擇過程中使用的排名和權(quán)重的方法。用來得分的主要考慮因素，這是考慮到在設(shè)計過程中，排名和比重。 例如，易于制造，是一個需要考慮的因素，這是取得 1-10 的基礎(chǔ)上， 1 是最重要的 10 個最重要的。表 2 中制造輕松得分為 4 的重要性。這是每個概念設(shè)計取得單獨給總比分倍。主要考慮的總數(shù)，然后加在一起，這給了最適當?shù)母拍钤O(shè)計的基礎(chǔ)上，主要考慮因素 的重要性。一個突破的排名和權(quán)重的方法中使用的標準，詳述如下 : 4.1.1 電機和驅(qū)動器的成本 這是一個重要的考慮因素，因為驅(qū)動器和電機都比較昂貴，特別是考慮到，他們需要有一個變速，將需要進一步的電子設(shè)備，使用和監(jiān)督他們。然而，他們的一項基本要求，所以在一個項目的成本 5 的重要性。高得分設(shè)備將使用少量的驅(qū)動器或電機和設(shè)備，這需要很多驅(qū)動器或電機得分較低 。 4.1.2 所使用的材料數(shù)量 這是定于 2 重要性。這是因為材料將被要求建立試驗臺，但過度的物質(zhì)會增加整體成本的試驗臺。重量和制造，有自己的重要性，但也相對材料用 量可能緩解。 4.1.3 易于制造 這是 4 的重要性。這是因為它是重要的是能夠制造流程，這是相當簡單和成本效益的設(shè)備。這是可能更費時，更昂貴和難以掌握，因此需要受過專門訓(xùn)練的技術(shù)人員對制造工藝的首選。該項目的目標之一是能夠建立內(nèi)部技術(shù)的試驗臺。 4.1.4 生產(chǎn)時間 制造時間為 7 的重要性。這是因為它是重要的研究小組設(shè)計和制造設(shè)備，并進行測試，以檢索結(jié)果。有限元分析模型也正在建立，如果設(shè)備需要比有限元分析模型，反之亦然創(chuàng)建不再會有物理和理論結(jié)果比較沒有辦法。 4.1.5 耐久性 耐久性為 8 的重要 性。重要的是，當試驗臺是完整的，充分利用可采取由研究小組。如果設(shè)備不斷被打破，由于建設(shè)質(zhì)量差或部分因此，正確的設(shè)備，工藝和材料，必須在設(shè)計過程中采購，這將是令人失望的。 4.1.6 整體重量 設(shè)備的總重量為 6 的重要性。當設(shè)備的生產(chǎn)和組裝可能需要不時動議。一個可以拆卸或者是輕量級的設(shè)備是非常重要的。每個組件的整體重量也很重要，例如軌道的重量。如果軌道是沉重的，這將導(dǎo)致需要電機轉(zhuǎn)動的軌道上的應(yīng)力和應(yīng)變。這可能會導(dǎo)致更大的電機，從而影響其他組件將被要求要更大一些，因此使得整體設(shè)備較重，以適應(yīng)電機試驗臺的整體規(guī)模 。 4.1.7 軌道上的重量 重上軌道，是一個特定的標準，這是為安裝模塊評估。要求是重量輕，安裝模塊。這是因為如果它是沉重的，將有問題的軌道設(shè)備。再次，它會影響整體重量和軌道的規(guī)模和水平的半環(huán)形軌道移動電機功率。在賽道上安裝模塊的重量是 8 集和重要性。 4.1.8 用戶友好 用戶友好的重要性，收到了 9。重要的是，該設(shè)備是容易的研究小組使用。如果該試驗臺是用戶友好和易于使用，這將有助于他們迅速進行測試，有效，因此，結(jié)果將更為精確。 4.1.9 成功率 被評為成功率在 10 的重要性。成功率是基于組件的能力， 有效地開展工作，相比其他概念設(shè)備。它基本上是一個比較成功的任務(wù)，它需要開展的設(shè)備能力。 4.1.10 革新 創(chuàng)新打進了 8 重要性。重要的是，該設(shè)備是創(chuàng)新，例如在安裝模塊的概念有一個專門放置電動機，從而減少了安裝模塊的大小和重量。另一個安裝模塊有多個驅(qū)動器，而合并后可以申請變量部隊。另一個安裝模塊驅(qū)動器，它可以安裝在不同的角度。創(chuàng)新的得分是根據(jù)具體的創(chuàng)新組件是如何有效和有益的試驗臺。 4.2 軌道和車輪概念選擇 車輪配置是很重要的，因為他們持有的軌道安裝模塊，并引導(dǎo)周圍的軌道安裝模塊。后在每個細節(jié)的設(shè)計，概念設(shè) 計 5 輪配置選擇。 概念設(shè)計 5 有四個大輪子心驚肉跳半的圓形軌道，并允許安裝模塊，左右移動的軌道順利。這條賽道是重量更輕的設(shè)計比其他軌道。當軌道被提交到這是用來檢查一個給定的負載 5 表現(xiàn)出色的概念設(shè)計下變形的有限元分析。 其他概念軌測試了更多的負載才變形，但也較重，這是一個軌道是需要關(guān)注的是輕量級的壓力，以減少所需的電機轉(zhuǎn)動的軌道。軌道的整體重量，保持流動性的目的，這也將是一個優(yōu)勢。 5 首歌曲 ，是最輕的概念與概念設(shè)計的設(shè)計，這也意味著，它需要較少的材料制造和簡單的設(shè)計，相比其他概念設(shè)計也意味著它更容易制造。這 兩個屬性的概念設(shè)計 5 將使這種設(shè)計更便宜，比其他設(shè)計制造。也被視為最容 易制造的概念設(shè)計概念設(shè)計 5。它可以使用不同的方法制造，即投資鑄造達到所需的曲率，這將是稍微容易實現(xiàn)，這比其他更為復(fù)雜的概念設(shè)計的設(shè)計。 最主要的優(yōu)勢，擁有比其他概念設(shè)計概念設(shè)計 5，關(guān)于機動能力，以半環(huán)形跑道周圍安裝模塊。驅(qū)動輪的要求執(zhí)行，此舉是水平排列的軌道上來，而不是垂直對齊的其他設(shè)計光。這意味著，與導(dǎo)向輪安裝在正確的軌道驅(qū)動輪安裝模塊和更穩(wěn)定和可靠的，相比其他軌道設(shè)計時的軌道之間的壓縮。 4.3 車削彎曲曲目選擇的方法 排名和權(quán)重 表（表 2），用于選擇所需的其他概念設(shè)計，完成了試驗臺的選擇。 排名和比重表的設(shè)計，每個設(shè)計審查的主要屬性。每個彎曲的軌道轉(zhuǎn)動的方法屬性重要性排名，總分 10 分， 10 是最重要的和 1 最重要的。成功率是估計該設(shè)備的工作取得成功。這是排在 10 的重要性。至少重要的屬性是關(guān)于重量打進 2。這是因為雖然重量是重要的其他組件方面，即軌道和安裝模塊。轉(zhuǎn)動的軌道的方法需要很沉重，因為這將是他安裝模塊的基礎(chǔ)和使用錨試驗臺。體重的排名為 1，因為該設(shè)備可能仍然需要在實驗室不時提出的，所以它贏得了整體的重要性 2。 所選擇的設(shè)計概念設(shè)計 2。這是因為整體得分最高的經(jīng)?？傄矔r考慮的重要性。整體需要建立這一機制的組成部分的成本看作是最便宜的。這是不包括構(gòu)建框架，概念設(shè)計 1 了 9 分類別所需的材料。然而，當比較的概念設(shè)計 2 至 3 日， 4 日和 5 使用顯著減少材料制造。因此，制造概念設(shè)計所需的時間也少 2 時相比，設(shè)計 2， 3和 4。耐用性是一個主要的因素和概念設(shè)計 1 拿下 4 不佳，因為它并不被認為是其他設(shè)計耐用。檢查后所有被選擇的標準包括整體估計成功率和用戶友好的概念設(shè)計 2。 4.4 安裝模塊的選擇 安裝模塊的標準選擇是比別人大，這主要是由于安裝模塊的復(fù)雜程度和 類別，如體重的重要性。整體選擇接近，但是概念設(shè)計 3，最終以總比分為 83 和 558 的總排名和權(quán)重選擇的設(shè)計。更重加權(quán)的標準之一是創(chuàng)新。在 8 日和創(chuàng)新，加權(quán)概念設(shè)計 2 8 分。得分很高，因為在安裝模塊的能力，以調(diào)整其執(zhí)行機構(gòu)。概念設(shè)計 3 也是一個強有力的候選人，作為安裝的模塊單元，因為它是位于分別從軌道安裝模塊的重量。但它會更難以適應(yīng)的不同長度肱部如果安裝模塊是一個固定點，離軌道。 4.5 最終設(shè)計概念選擇 所有選定的概念設(shè)計的基礎(chǔ)上的有限元分析結(jié)果，優(yōu)點和缺點軌道和車輪的選擇，并通過排名和權(quán)重的方法。圖 5 顯示了最終被 選定的設(shè)計概念，軌道和車輪組合，轉(zhuǎn)動半環(huán)形跑道和最終安裝的模塊設(shè)計方法。 5、最終設(shè)計 最后的概念設(shè)計，選定后，有一個大型的模型建立，以確保可以復(fù)制，預(yù)計議案的范圍。那么最后的計算機輔助設(shè)計，全尺寸使用 I-DEAS 的三維 CAD 軟件創(chuàng)建工程圖紙后創(chuàng)建和規(guī)模模型建立的計算機模型輔助決定， 1801 半環(huán)形賽道不會允許由于安裝模塊的大小，不會讓頭中心點的全方位運動腐殖質(zhì)達到 1801 半環(huán)形跑道的兩端。允許肱骨頭安裝到安裝模塊，實現(xiàn) 1801 年和 1801 年的軌道之外增加到 3001 圖所示。 7。這允許更大范圍內(nèi)的議案，并解決 了這個問題。垂直的軌道上進行同樣的修改，但它是增加軌道的頂端，而不是由攔截遠端持有人引起問題，如果它延長軌道的底部。 每個組件的制造過程中，考慮到隨著材料的選擇。創(chuàng)建一個全法案的材料和零件清單，包含在試驗臺的組成部分。無花果。 6 日和 7 顯示完成建模肩關(guān)節(jié)試驗臺（圖 8）的意見。 6、討論 肩部受傷和肩部的問題是一種常見的發(fā)生，因為肩關(guān)節(jié)是最良好的使用在人體關(guān)節(jié)之一。人們甚至沒有想到它使用自己的肩膀每天，但偶爾會出現(xiàn)問題。用肩膀的問題往往因磨損，并能增加運動或活動，其中的肩膀被強調(diào) 13由于隨著年齡的增加。 重要的是，繼續(xù)研究力量的肩膀上，在運動的不同范圍和新的肩膀假肢設(shè)計。這項重要的研究幫助人們在未來可能患有肩部受傷，并可能有助于他們更快恢復(fù)，并可能防止未來的問題 15。 這是為什么肩關(guān)節(jié)試驗臺是重要的。這將允許研究人員更好地理解不同范圍的肩膀上，在特定的盂的議案有一個力量型的。這個信息和測試平臺，將有助于研究人員開發(fā)新的假肢設(shè)備進行修理或更換，特別是肱骨骨頭，。 肩關(guān)節(jié)試驗臺的設(shè)計，主要功能是適用于部隊在任何范圍內(nèi)的議案盂。簡要尋找身體的其他關(guān)節(jié)后，它被認為與輕微的修改，該試驗臺可用于適用于部隊在任何 范圍內(nèi)的議案頭股骨骨股骨關(guān)節(jié)肱骨關(guān)節(jié)相比，具有以下的可操作性。肩關(guān)節(jié)試驗臺可涵蓋任何議案，髖關(guān)節(jié)可以執(zhí)行的范圍。 本文涵蓋了正在開展的整體研究的一部分。以及試驗臺的設(shè)計和制造將用于開發(fā)和測試未來的假肢設(shè)備，有限元模型將得到發(fā)展。它希望，通過開發(fā)有限元模型，這將被用來模擬在肩部的力量和運動范圍，該軟件還可以被用于從試驗臺驗證結(jié)果的一種手段。這將是一