根据人体肘关节的运动特征设计了一种气动人工肘关节,描述了其结构和工作过程;研究了其屈伸过程中的运动特性和驱动特性,建立了相应的动力学方程;通过数值仿真分析了气动人工肘关节的角速度特性和输出扭矩特性。结果显示气动人工肘关节在屈伸过程中受弹性阻力和气体阻力的作用,其角速度和输出扭矩均呈非线性特征,当工作压力等于0.5 MPa时,其最大角速度为28.02 rad/s,平均角速度为17.23 rad/s,最大输出扭矩为37.65 Nm,平均输出扭矩为18.13 Nm。

文章依据人体肘关节的运动特征设计了一种气动人工肘关节,描述了其结构原理和工作过程;建立了气动人工肘关节运动的数学模型,并根据人体肘关节的运动特征设置了气动人工肘关节的优化约束条件;通过构建拉格朗日方程对气动人工肘关节进行优化分析,优化分析结果显示,气动人工肘关节的转角范围增大18.34%,最大转矩提高了36.2%。