截癱患者下肢仿生外骨骼機(jī)器人設(shè)計(jì)報(bào)告

1、截癱患者下肢仿生外骨骼機(jī)器人滾珠絲杠設(shè)計(jì)報(bào)告書汽02 程帥 1.1 滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1.1.1 驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，可將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠的直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為絲杠方向的力。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、外殼、內(nèi)外螺母、絲杠、齒輪罩、圓柱齒輪及連接螺釘。圖3 滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)裝置圖4 滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)裝置裝配圖滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的螺母設(shè)計(jì)為外螺母和內(nèi)螺母兩部分，二者之間布置滾珠，使內(nèi)螺母與外螺母實(shí)現(xiàn)軸向定位的同時(shí)可相對(duì)外螺母旋轉(zhuǎn)。內(nèi)螺母與絲杠嚙合，且在外表面安裝齒輪；外螺母通過螺釘與外殼（機(jī)架）固定。驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)通過一級(jí)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)螺母相對(duì)外螺母旋轉(zhuǎn)，

2、內(nèi)螺母推動(dòng)絲杠進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。絲杠一端通過圓柱銷與鉸鏈零件連接，外殼尾端通過螺釘與鉸鏈零件連接，整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置通過上述兩端的鉸鏈機(jī)構(gòu)分別與上下肢連接，通過絲杠的伸縮運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速較高，為了防止高速齒輪對(duì)人體產(chǎn)生傷害，故利用非金屬齒輪罩將傳動(dòng)齒輪封閉，整套驅(qū)動(dòng)裝置只輸出絲杠的伸縮運(yùn)動(dòng)。1.1.2 滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)裝置工作能力分析滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核包括絲杠的彎曲強(qiáng)度校核、絲杠的屈服強(qiáng)度校核、螺母軸向載荷校核及壽命計(jì)算。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，三處驅(qū)動(dòng)裝置均選擇日本THK公司MDK1202-3磨制滾珠絲桿（螺母為獨(dú)立設(shè)計(jì)）。參數(shù)如下：表 MDK1202-3磨制滾珠絲杠主要參數(shù)型號(hào)絲杠軸外徑/

3、mm導(dǎo)程/mm溝槽谷徑/mm基本額定負(fù)荷/kNMDK1202-3122111.7根據(jù)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)要求確定三處驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最大力F及絲杠軸長(zhǎng)度如下：絲杠方向最大載荷/kN絲杠軸最大長(zhǎng)度/mm膝關(guān)節(jié)屈伸1.6290髖關(guān)節(jié)屈伸1.0400髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展1.1220依據(jù)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核：1.1.3 絲杠彎曲強(qiáng)度校核絲杠的彎曲強(qiáng)度校核公式如下：其中：P1最大軸向允許載荷，N；E楊氏彈性模量（通常狀況下取E=2.06105N/mm2）L絲杠安裝間距，mm；dr絲杠溝槽最小直徑，mm；J絲杠斷面慣性矩， ，mm4 與安裝方式有關(guān)的系數(shù)，見表表 與安裝方式有關(guān)的系數(shù)絲杠安裝方式絲杠安裝方式固定固定

4、420.0支撐支撐15.0固定支撐210.0固定自由0.251.2本方案中絲杠的支撐方式屬于固定支撐，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算，有：膝關(guān)節(jié)屈伸方向：髖關(guān)節(jié)屈伸方向：髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展方向：可以看出驅(qū)動(dòng)裝置的絲杠軸軸向最大許用載荷均大于實(shí)際載荷，彎曲強(qiáng)度符合要求。1.1.4 絲杠屈服強(qiáng)度校核絲杠在不發(fā)生屈服的前提下所允許的最大軸向載荷按下式計(jì)算：其中：P2最大軸向允許載荷，N; dr 絲杠溝槽最小直徑，mm； 絲杠材料的允許拉伸壓縮應(yīng)力（通常情況下=147N/mm2）。帶入數(shù)據(jù)計(jì)算，可以看出最大軸向許用載荷均大于各處實(shí)際載荷，拉伸/屈服強(qiáng)度符合要求。1.1.5 螺母軸向載荷校核螺母實(shí)際允許的最大軸向載荷為 其中

5、， Famax滾珠螺母實(shí)際允許的最大軸向載荷，NC0a 額定靜載荷，N fs 靜安全系數(shù)，根據(jù)負(fù)載條件確定。本設(shè)計(jì)屬普通機(jī)械，無沖擊振動(dòng)，故fs取1.3根據(jù)MDK1202-3的額定靜載荷數(shù)據(jù)，計(jì)算如下：可以看出螺母所允許的最大軸向載荷均大于各處實(shí)際最大載荷，強(qiáng)度符合要求。1.1.6 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)壽命校核滾珠絲杠的疲勞壽命可以分別由總轉(zhuǎn)速、實(shí)際運(yùn)行時(shí)間表示，計(jì)算公式如下：其中，Lr由總轉(zhuǎn)數(shù)表示的額定疲勞壽命，r； Lh 由運(yùn)行時(shí)間表示的疲勞壽命，h； Fa軸向載荷，N； N螺母轉(zhuǎn)速，r/min; fw負(fù)荷系數(shù)，與運(yùn)動(dòng)速度及振動(dòng)沖擊情況有關(guān)。本設(shè)計(jì)中絲杠最高直線運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s，沖擊為微小，

6、故fw取1.0。根據(jù)各處螺母轉(zhuǎn)速的不同，分別計(jì)算三個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滾珠絲杠的壽命如下：膝關(guān)節(jié)：髖關(guān)節(jié)屈伸：髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展：由于膝關(guān)節(jié)的軸向載荷僅在起立時(shí)的一瞬間出現(xiàn)，故行走時(shí)的滾珠絲杠壽命按髖關(guān)節(jié)屈伸方向的滾珠絲杠壽命計(jì)算。如果按每天利用外骨骼裝置作行走訓(xùn)練3小時(shí)，滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)時(shí)間占步態(tài)周期的1/3，則整套驅(qū)動(dòng)裝置的壽命約為2025天，即5年半，符合設(shè)計(jì)要求。1.2 關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)外骨骼機(jī)械腿的關(guān)節(jié)應(yīng)事先低阻力相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)希望上、下肢中心軸線共棉以防止出現(xiàn)大、小腿錯(cuò)位情況。為此做出如下設(shè)計(jì)：圖1- 機(jī)械腿關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)為了降低轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，在關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中加入深溝球軸承一對(duì)。軸承內(nèi)圈與關(guān)節(jié)軸配合，外圈與關(guān)節(jié)壓

7、板配合，兩塊關(guān)節(jié)壓板與上肢通過螺栓連接，關(guān)節(jié)軸通過鍵、彈性擋圈與下肢的軸孔配合，軸承外側(cè)通過端蓋定位。整套機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)上下肢的低阻力轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1-關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)裝配圖1.3 滾珠絲杠外骨骼鉸鏈連接強(qiáng)度校核滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)外骨骼運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者之間存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故在連接處設(shè)置鉸鏈機(jī)構(gòu)。鉸鏈機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核包括銷軸孔的拉伸/擠壓強(qiáng)度校核及銷軸的剪切強(qiáng)度校核。圖1 鉸鏈連接機(jī)構(gòu)1.3.1 銷軸孔擠壓/拉伸強(qiáng)度校核根據(jù)鉸鏈機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，拉伸工作面最小面積：，擠壓工作面最小工作面面積：三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置軸向載荷最大值為F=1600N（膝關(guān)節(jié)處）。依據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算拉伸應(yīng)力及擠壓應(yīng)力如下：最大拉伸應(yīng)力：，最大擠壓應(yīng)力：鉸鏈材料為

8、低碳鋼，擠壓強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度，可以看出，拉伸強(qiáng)度及擠壓強(qiáng)度均符合要求。1.3.2 圓柱銷剪切強(qiáng)度校核絲杠固定端鉸鏈處圓柱銷主要受切應(yīng)力，易發(fā)生剪切失效，故應(yīng)校核剪切強(qiáng)度。圓柱銷直徑8mm，工作面m=2,剪切應(yīng)力 三處驅(qū)動(dòng)裝置最大拉/壓力Fmax=1600N，帶入上式計(jì)算：圓柱銷材料選用低碳鋼，許用應(yīng)力 ， 故剪切強(qiáng)度滿足要求。1.4 絲杠鉸鏈連接強(qiáng)度校核 由于絲杠與鉸鏈機(jī)構(gòu)無法一體加工成型，因此絲杠與鉸鏈機(jī)構(gòu)間需要利用圓柱銷實(shí)現(xiàn)軸向定位。此銷軸連接的強(qiáng)度校核同樣包括銷軸孔的拉伸/擠壓強(qiáng)度校核及銷軸的剪切強(qiáng)度校核。圖 絲杠鉸鏈連接方式1.4.1 銷軸孔擠壓/拉伸強(qiáng)度校核根據(jù)尺寸設(shè)計(jì)，拉伸工作面最小

9、面積：（絲杠處），擠壓工作面最小工作面面積：三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置軸向載荷最大值為F=1600N（膝關(guān)節(jié)處）。依據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算拉伸應(yīng)力及擠壓應(yīng)力如下：最大拉伸應(yīng)力：，最大擠壓應(yīng)力：鉸鏈材料為低碳鋼，擠壓強(qiáng)度；絲杠的許用拉伸強(qiáng)度為，可以看出，拉伸強(qiáng)度及擠壓強(qiáng)度均符合要求。1.4.2 圓柱銷剪切強(qiáng)度校核圓柱銷主要受切應(yīng)力，易發(fā)生剪切失效，故應(yīng)校核剪切強(qiáng)度。圓柱銷直徑4mm，工作面m=2,剪切應(yīng)力 三處驅(qū)動(dòng)裝置最大拉/壓力Fmax=1600N，帶入上式計(jì)算：圓柱銷材料選用低碳鋼，許用應(yīng)力 ， 故剪切強(qiáng)度滿足要求。1.5 踝關(guān)節(jié)圓柱銷強(qiáng)度校核踝關(guān)節(jié)內(nèi)收外展自由度通過圓柱銷連接實(shí)現(xiàn)腳部零件與小腿的連接。鉸鏈連接主

10、要承受壓應(yīng)力，在單腿支撐時(shí)達(dá)到最大工作載荷（按人體重量60kg+外骨骼機(jī)構(gòu)40kg計(jì)算）。圖1- 踝關(guān)節(jié)圓柱銷連接1.5.1 圓柱銷剪切強(qiáng)度校核圓柱銷直徑d=16mm，工作面m=2。工作時(shí)主要受切應(yīng)力，應(yīng)校核剪切強(qiáng)度。最大工作載荷 最大切應(yīng)力 圓柱銷材料選用低碳鋼，許用應(yīng)力 ， 故剪切強(qiáng)度滿足要求。1.5.2 銷軸孔擠壓強(qiáng)度校核此處銷軸連接主要受擠壓應(yīng)力，應(yīng)校核擠壓強(qiáng)度。由設(shè)計(jì)尺寸，工作面最小面積。最大擠壓應(yīng)力：鉸鏈材料為低碳鋼，擠壓強(qiáng)度；絲杠的許用拉伸強(qiáng)度為，可以看出，擠壓強(qiáng)度均符合要求。1.6 方頭平鍵設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)需求，三個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)螺母外徑為24mm，通過方頭平鍵與齒輪實(shí)現(xiàn)周向定位

11、。驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒輪通過方頭平鍵驅(qū)動(dòng)內(nèi)螺母旋轉(zhuǎn)，內(nèi)螺母推動(dòng)滾珠絲杠作伸縮運(yùn)動(dòng)。根據(jù)內(nèi)螺母齒輪安裝處外徑及齒輪輪轂寬度及普通平鍵的長(zhǎng)度系列，確定三處平鍵參數(shù)如下：表3-1 三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)內(nèi)螺母外徑/mm傳遞轉(zhuǎn)矩T/Nmb/mmh/mmL/mm膝關(guān)節(jié)屈伸240.5668712髖關(guān)節(jié)屈伸240.3858714髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展240.424878根據(jù)方頭平鍵強(qiáng)度計(jì)算公式：其中，k為平鍵工作高度，對(duì)于平鍵 ；l為平鍵的工作長(zhǎng)度，對(duì)方頭平鍵 。根據(jù)平鍵工作條件，確定許用擠壓應(yīng)力 。按照上式計(jì)算結(jié)果如下：/MPa膝關(guān)節(jié)屈伸1.123100髖關(guān)節(jié)屈伸0.655100髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展1.262100可以看

12、出三處方頭平鍵的強(qiáng)度均符合要求。1.7 關(guān)鍵部位螺栓連接強(qiáng)度校核在滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)裝置中以及驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械腿連接零件中，一些螺栓/螺釘工作載荷較大，需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。1.7.1 驅(qū)動(dòng)裝置外殼螺釘連接件強(qiáng)度校核滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)裝置的外殼（機(jī)架）由三部分裝配組成，如圖1- 兩個(gè)外殼零件由6個(gè)十字槽盤頭螺釘連接（規(guī)格：M2.512）；如圖1- 外殼零件與尾部鉸鏈零件通過3個(gè)開槽沉頭螺釘連接（規(guī)格：M38）。圖1- 外殼零件連接方式 圖1- 外殼零件與鉸鏈零件連接方式三套驅(qū)動(dòng)裝置中，膝關(guān)節(jié)處外殼承受的軸向載荷最大， ,依據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。對(duì)于兩外殼連接，工作螺釘數(shù) ， 。根據(jù)螺栓所受拉伸應(yīng)力公式計(jì)算如下：螺釘性

13、能等級(jí)5.8。按照使用條件以及螺釘材料，確定許用拉伸應(yīng)力為 ， ，螺釘抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于外殼鉸接零件連接處螺釘，工作螺釘數(shù)，。計(jì)算所受最大拉伸應(yīng)力如下：螺釘性能等級(jí)6.8。按照使用條件以及螺釘材料，確定許用拉伸應(yīng)力為 ， ，螺釘抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。滾珠絲杠外螺母外殼連接螺釘?shù)囊?guī)格與數(shù)目與外殼外殼連接處一致，故不再進(jìn)行校核。1.7.2 驅(qū)動(dòng)裝置擺臂機(jī)械腿螺栓連接螺栓強(qiáng)度校核髖關(guān)節(jié)動(dòng)力裝置的擺臂通過一組按如下排列的四組螺栓（規(guī)格：M1055）與機(jī)械腿實(shí)現(xiàn)連接。圖1- 擺臂機(jī)械腿螺栓連接力的作用點(diǎn)距四組螺栓組中心距離l=113mm，F(xiàn)0=1000N。當(dāng)絲杠與擺臂垂直時(shí)螺栓組受力最大。按圖1

14、- 中模型計(jì)算。圖1- 螺栓組強(qiáng)度計(jì)算模型螺栓中心距a=15mm，由F0產(chǎn)生的力矩。由F及T產(chǎn)生的分力F1、F2分別如下：F1、F2夾角45。根據(jù)三角形余弦定理，工作載荷由此計(jì)算所需預(yù)緊力如下：由此計(jì)算螺栓收到的最大拉應(yīng)力如下：螺栓性能等級(jí)6.8。按照使用條件以及螺栓材料，確定許用拉伸應(yīng)力為 ， ，螺釘抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。1.7.3 關(guān)節(jié)部件螺栓連接強(qiáng)度校核關(guān)節(jié)部件采用3個(gè)并排螺栓組實(shí)現(xiàn)與下肢的連接。螺栓組主要承受人體的重量，在單腿支撐時(shí)達(dá)到最大。按照人體體重60kg+外骨骼機(jī)器人重量40kg進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖1- 關(guān)節(jié)部件螺栓布置最大載荷，每個(gè)螺栓所需的最大工作載荷為。所需預(yù)緊力為。M8螺栓小徑

15、d1=6.647mm。由此計(jì)算螺栓收到的最大拉應(yīng)力如下：螺栓性能等級(jí)4.8。按照使用條件以及螺栓材料，確定許用拉伸應(yīng)力為 ， ，螺釘抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。1.8 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)由于電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速與螺母所需轉(zhuǎn)速并不相等，因此在二者之間需要增加一級(jí)齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速。電機(jī)輸入軸的齒輪軸向通過套筒與軸端擋板s實(shí)現(xiàn)定位，周向通過鍵連接定位（由于髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展方向電機(jī)輸出軸過膝，因此采用過盈連接）；輸出端齒輪與內(nèi)螺母間通過臺(tái)肩與鎖緊擋圈實(shí)現(xiàn)軸向定位，周向定位則通過鍵連接實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速與螺母所需轉(zhuǎn)速的關(guān)系，確定三組齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比如下：表1- 三組齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比傳動(dòng)比膝關(guān)節(jié)屈伸1.89髖關(guān)節(jié)屈伸0.

16、557髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展5.4下面借助機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件進(jìn)行圓柱齒輪的設(shè)計(jì)。1.8.1 髖關(guān)節(jié)屈伸齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)髖關(guān)節(jié)齒輪傳動(dòng)的名義傳動(dòng)比為0.557，傳遞極限功率為250W，根據(jù)外殼設(shè)計(jì)尺寸確定的輸入、輸出軸軸距為58.5mm。借助機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到的符合要求的齒輪組如下：大齒輪小齒輪齒數(shù)5028模數(shù)1.51.5齒寬（mm）1616材料及熱處理結(jié)構(gòu)鋼正火結(jié)構(gòu)鋼正火計(jì)算接觸應(yīng)力（MPa）123.08123.08接觸疲勞許用應(yīng)力（MPa）445.16429.71計(jì)算彎曲應(yīng)力（MPa）4.424.5彎曲疲勞許用應(yīng)力（MPa）284.94281.05實(shí)際傳動(dòng)比0.560.56可以看出齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)

17、度符合要求，且傳動(dòng)比在允許誤差范圍內(nèi)。1.8.2 髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)髖關(guān)節(jié)齒輪傳動(dòng)的名義傳動(dòng)比為5.4，傳遞極限功率為60W，根據(jù)外殼設(shè)計(jì)尺寸確定的輸入、輸出軸軸距為43.6mm。借助機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到的符合要求的齒輪組如下：大齒輪小齒輪齒數(shù)9217模數(shù)0.80.8齒寬（mm）1010材料及熱處理結(jié)構(gòu)鋼正火結(jié)構(gòu)鋼正火計(jì)算接觸應(yīng)力（MPa）363.13363.13接觸疲勞許用應(yīng)力（MPa）432.22387.9計(jì)算彎曲應(yīng)力（MPa）28.8831.18彎曲疲勞許用應(yīng)力（MPa）288.74277.48實(shí)際傳動(dòng)比5.415.41可以看出齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度符合要求，且傳動(dòng)比在允許誤差

18、范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)符合要求。1.8.3 膝關(guān)節(jié)屈伸齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)髖關(guān)節(jié)齒輪傳動(dòng)的名義傳動(dòng)比為1.89，傳遞極限功率為200W，根據(jù)外殼設(shè)計(jì)尺寸確定的輸入、輸出軸軸距為53mm。借助機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到的符合要求的齒輪組如下：大齒輪小齒輪齒數(shù)4021模數(shù)1.751.75齒寬（mm）1414材料及熱處理結(jié)構(gòu)鋼正火結(jié)構(gòu)鋼正火計(jì)算接觸應(yīng)力（MPa）388.31388. 31接觸疲勞許用應(yīng)力（MPa）408.35391.25計(jì)算彎曲應(yīng)力（MPa）34.3836.10彎曲疲勞許用應(yīng)力（MPa）288.46279.04實(shí)際傳動(dòng)比1.901.90可以看出齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度符合要求，且傳動(dòng)比在允許誤差范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)符合要求。1.9 踝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)踝關(guān)節(jié)通過低阻力關(guān)節(jié)部件和鉸鏈連接實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度，但兩個(gè)自由度上均未配置驅(qū)動(dòng)裝置，因此設(shè)計(jì)一個(gè)彈性機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)足部姿態(tài)的自動(dòng)回正。行走時(shí)為了保證腳底時(shí)刻與地面完全接觸，在屈伸方向安放一對(duì)螺旋彈簧。同時(shí)彈簧的中心軸線與小腿的中心線有一定偏移，使得在內(nèi)收外展方向彈簧也可以提供一定的彈性力，使得內(nèi)收外展方向也有回正彈性力存在。圖1- 踝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)1.9.1 螺旋彈簧設(shè)計(jì)螺旋彈簧中心線距小腿中心線距離為12cm，螺旋彈簧的剛度應(yīng)保證能夠克服人體重心偏離身體中心線時(shí)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)