导读:本文包含了关节力学特性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:柔性关节,介电弹性体驱动,最小能量结构,力学特性
关节力学特性论文文献综述
王树[1]（2019）在《基于介电弹性体驱动的柔性关节力学特性及设计方法研究》一文中研究指出相对刚性机器人而言,软体机器人的机械本体由具有一定弹性的软质材料制成,在与外界发生碰撞时能够吸收一定碰撞能,有效避免或减轻对外界和自身的伤害,因此软体机器人在人机交互等应用场合具有更大优势。此外,软体机器人可以实现连续变形,对环境的适应能力也更强。因此,软体机器人近年来成为机器人领域的研究热点。本文从软体机器人所需的柔性驱动技术出发,选择具有高能量密度和快响应速度的丙烯酸类介电弹性体薄膜作为驱动材料,研究单自由度的最小能量型柔性关节的静力学、动力学及双稳态特性,在此基础上给出该类型关节的量化设计方法,并利用此设计方法研制了两种软体机器人。具体内容如下。在静力学特性方面,由于介电弹性体薄膜是一种具有粘弹性的超弹性材料,拥有复杂的非线性本构关系,而且柔性关节在弯曲时薄膜会形成特殊马鞍面形貌,所以很难基于牛顿力学建立精确的静力学解析模型。本文基于热力学理论框架和高弹聚合物力学理论,采用Yeoh应变能密度模型描述薄膜的本构关系,借助ABAQUS软件,建立柔性关节的有限元静力学模型。利用该模型研究柔性框架镂空区形状、薄膜厚度对柔性关节静力学性能的影响。通过实验研究不同预拉伸方式和不同预拉伸率对关节静力学性能的影响。在动力学特性方面,根据牛顿力学建立考虑系统阻尼和空气阻力矩的柔性关节等效动力学模型。针对薄膜力矩难以用数学解析式表达的困难,提出采用等效标定和拟合的方法确定薄膜的力矩。采用衰减振荡法,通过测试关节通电和断电后的自由振动曲线,获得关节通电和断电的系统阻尼系数。以一个关节实例,给出动力学模型的解算过程。为了充分验证所建动力学模型的正确性,选择不同尺寸、预拉伸率、电压幅值、电压频率四个变量,进行八组动力学模型验证实验。发现了柔性关节在静平衡状态下具有两个稳态的双稳态特性,从关节变形过程中薄膜力矩方向改变的角度出发,分析双稳态的形成原因。设计两个稳态的关节变形角相同的对称关节结构。基于关节通电后的自由振动曲线,研究关节双稳态转换的触发时间问题。此外,利用双稳态特性,提出在不增大通电电压幅值的前提下,依靠调节方波频率和占空比实现增大关节动态变形幅度的方法,并进行实验验证。利用对关节双稳态转换的触发时间研究基于柔性关节的静力学特性、动力学特性和双稳态特性,建立柔性关节的评价指标体系,包括静平衡变形角、动态变形幅度、最大输出力矩、固有频频率、平均功率和平均功率密度六项评价指标,给出每项评价指标的具体含义。通过分析各项评价指标之间的关系,发现其余四项评价指标均与静平衡变形角和最大输出力矩两项指标有关,所以在研究关节设计方法时选择这两项指标为设计指标。从介电弹性体薄膜弹性能做功的角度推测得出:对任意给定的关节变形角、薄膜预拉伸率和镂空区形状,薄膜对柔性框架的力矩与其有效体积成正比。并从理论和实验两方面对该比例关系进行证明和验证。基于该比例关系提出面向静平衡变形角和最大输出力矩的柔性关节设计方法,给出关节具体设计流程,并通过实例检验该设计方法的有效性。以扑翼机器人和仿蛙泳机器人为应用实例,进一步验证本文建立的柔性关节设计方法在软体机器人设计中的实用价值。根据鸟类翅膀在一个飞行周期内的动作姿态,设计由两个折展关节和一个扑动关节组成的扑翼机器人。通过对各关节的驱动性能进行需求分析,提出各关节静平衡变形角和最大输出力矩设计指标,依据本文建立的关节设计方法,完成各关节设计。利用本文建立的有限元静力学模型和实验验证关节设计的正确性。同样,根据人在蛙泳时一个游动周期内双腿和双脚的动作姿态,设计仿蛙泳机器人的结构。该机器人的结构由两个用于模拟人类双腿的柔性关节和两个用于模拟人类双脚的自适应变刚度结构组成。通过对关节的驱动性能进行需求分析,提出关节的静平衡变形角度和最大输出力矩设计指标,采用本文建立的关节设计方法,完成关节设计。并利用本文建立的有限元静力学模型和实验完成设计指标的检验。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-07-01）
杜绍欢,蔡延禄,陈万安[2]（2019）在《不同修复方式对踝关节骨折伴叁角韧带断裂的疗效及其生物力学特性的影响》一文中研究指出目的探讨不同修复方式对踝关节骨折伴叁角韧带断裂的疗效及其生物力学特性的影响。方法选取2011年6月至2016年5月汕头市澄海区人民医院收治的112例踝关节骨折伴叁角韧带断裂患者为研究对象。按照就诊顺序编号随机分成对照组和观察组,每组56例,对照组予骨折内固定未叁角韧带修复,观察组予骨折内固定并叁角韧带修复,比较两组患者术后12周的治疗效果和术后6个月的生物力学特性指标的变化。结果观察组患者的治疗显效率和总有效率分别为53.57%、89.28%,明显高于对照组的37.5%、76.79%,差异均有统计学意义(P<0.05);观察组患者的疼痛、功能、活动度和总评分分别为(46.11±5.78)分、(25.67±3.45)分、(16.33±3.11)分、(90.34±10.11)分,均明显高于对照组的(40.55±6.98)分、(21.24±3.27)分、(12.45±2.94)分、(74.11±10.44)分,差异均有统计学意义(P<0.05);生物力学特性上,观察组患者的矢状面足跟着地角度为(4.56±1.56)°,明显低于对照组的(7.34±2.34)°,冠状面、水平面足跟着地角度分别为(2.11±1.23)°、(6.97±2.36)°,明显高于对照组的(-1.78±1.44)°、(5.25±2.34),两组比较差异均有统计学意义(P<0.05),而余矢状面、冠状面、水平面各指标组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论踝关节骨折伴叁角韧带断裂手术修复并叁角韧带处理可明显降低对患者关节生物力学的影响,提高治疗效果,具有较高的临床应用价值。(本文来源于《海南医学》期刊2019年02期）
徐云峰,乐晓峰,刘波,刘亚军,何达[3]（2018）在《腰椎关节突关节的解剖学特征、生物力学特性、退变影响因素及表现研究进展》一文中研究指出腰椎关节突关节是腰椎功能单元的一个重要组成结构,可引导和约束腰椎运动,其解剖结构主要由关节软骨、软骨下骨、关节腔和关节囊构成。腰椎关节突关节所受的应力因身体姿势而异,破坏双侧关节突关节时,腰椎活动度明显增加;破坏单侧关节突关节时,腰椎活动度的变化暂无定论。导致腰椎关节突关节退变的因素包括年龄、异常应力、关节角、关节对称性和椎间盘因素等。腰椎关节突关节退变会导致腰痛、椎间盘退变加速、腰椎失稳、腰椎滑脱和退行性脊柱侧弯。(本文来源于《山东医药》期刊2018年23期）
赖林锋,方一鸣,吴立军,熊国锋[4]（2017）在《关节腔内摩擦系数对颞下颌关节系统生物力学特性的影响》一文中研究指出目的研究关节腔内摩擦系数对颞下颌关节(TMJ)系统生物力学特性的影响,探讨摩擦系数改变因素在颞下颌关节紊乱病发生、发展过程中的作用。方法通过自主建立的颞下颌关节系统叁维有限元模型,应用有限元软件对颞下颌关节系统进行力学分析,观察摩擦系数改变时的关节系统应力分布及大小变化。结果当移位侧关节盘摩擦系数增大时,相应该侧的关节盘、髁突所受应力也随即增大。结论颞下颌关节紊乱病与关节腔内摩擦系数关系密切,关节紊乱会导致关节摩擦系数增大,摩擦系数增大会促进颞下颌关节紊乱病的发展。(本文来源于《中国现代医生》期刊2017年32期）
施宝兴,赵茹茹[5]（2016）在《短跑途中跑下肢双关节肌肉生物力学特性研究》一文中研究指出研究目的:探索短跑途中跑中下肢双关节肌肉的工作状态及在短跑中的工作性质。研究方法:本研究采用芬兰产ME6000八通道遥测肌电仪测量下肢主要的双关节肌肉腓肠肌、股直肌和股二头肌肉以及具有协同作用的比目鱼肌、股内肌和股外肌6块主要肌肉的表面肌电和用Qualisys Oqus 5高速拍摄捕捉人体相关骨标志和关节中心叁维坐标,利用单大卯(本文来源于《第十八届全国运动生物力学学术交流大会（CABS 2016）论文集》期刊2016-10-13）
梁军[6]（2016）在《人体膝关节TKA后关节线高度对人工膝生物力学特性影响的仿真分析》一文中研究指出本文以国家自然科学基金“高屈曲人工膝关节的高屈曲稳定性机制研究(31370999)”为支撑,研究人体膝关节TKA后关节线高度对人工膝力学特性影响。分析人体膝关节全膝关节置换术(TKA)后关节线高度对人工髌股和胫股关节力学特性的影响,确定TKA后合适的关节线高度变化范围,为临床研究提供帮助。利用CT和磁共振图像扫描获得膝关节相关数据,从而建立全膝关节叁维几何模型,模拟TKA手术,并结合文献研究数据,定义膝关节各骨组织及软组织的材料属性、相应载荷、边界条件等。以正常膝关节线为标准零位,并以高度每变化1mm为一组,在关节线高度范围-4mm~+6mm内,共建立11组TKA后有限元模型。对负重状态下的膝关节下蹲运动过程进行动态有限元分析,分析TKA后人工膝关节线高度变化对髌股关节、胫股关节力学特性的影响。在整个下蹲运动过程中,胫股和髌股关节的接触应力的整体趋势随屈曲角度的增加而增加。通过分析其运动趋势可知,对于人工髌股关节和胫股关节,TKA后合适的关节线高度变化区间分别为-1mm~+3mm和-1mm~+5mm。当膝关节线高度高于这个范围时,将导致髌股和胫股关节局部接触应力幅值波动明显,聚乙烯假体磨损加剧;当膝关节线高度低于这个范围,将导致软组织约束不足,增加胫股关节脱位的风险。当选择的人工膝假体型号偏小时,临床需要保持TKA后关节线高度变化位于-1mm~+3mm的区间,以便降低局部应力峰值,延长超高分子聚乙烯假体的寿命,维持软组织锁紧机制,降低胫股关节脱位的风险。(本文来源于《河南理工大学》期刊2016-04-01）
马晓芳[7]（2016）在《基于AFM的山羊TMJ关节盘细胞传代培养的力学特性及细胞松弛素B对其影响的研究》一文中研究指出目的:采用生物型原子力显微镜(Bio-AFM)对山羊颞下颌关节盘细胞传代培养对细胞表面形貌和生物力学特性的影响进行研究,为组织工程化的TMJ盘种子细胞的选择提供基础信息;确定肌动蛋白抑制剂细胞松弛素B对山羊颞下颌关节盘细胞力学性能的影响,为颞下颌关节盘自组装基体的研究提供一定的理论基础。方法:1.单层培养原代山羊TMJ盘细胞后传代,用AFM的接触模式在生理状态下扫描P1-P5代的两种类型细胞,并获得形貌图。2.在TMJ盘细胞中对两种细胞形态的细胞各选取3个在核区进行扫并获得其核区的力-位移曲线,通过JPK Data Processing软件对其表面粗糙度及杨氏模量进行分析。3.对P3代细胞的肌动蛋白骨架进行免疫荧光染色,LCSM下观察F-actin的结构。4.对加入CB后的细胞的肌动蛋白骨架进行免疫荧光染色,LCSM下观察F-actin的变化,并对F-actin荧光染色的平均密度值进行定量分析。5.应用CB处理TMJ盘细胞,用AFM接触模式对其在生理状态下进行扫描得到形貌图。两种细胞形态的细胞各随机选取3个扫描,得到核区的力-位移曲线,用JPK Data Processing软件对其杨氏模量和表面粗糙度进行分析。结果:1.AFM下,P1-P5代两种细胞中软骨细胞样细胞的体积较小,胞核较大,细胞边缘伸出许多伪足,细胞表面骨架结构不明显;成纤维细胞样细胞为长梭形,胞核明显高于胞质,胞质边缘可见到板状伪足,细胞表面可见平行排列的骨架结构,随着传代的过程两种细胞形态变化不明显,表面的骨架结构没有随着传代培养发生明显变化。2.P1-P3代细胞的杨氏模量呈逐渐升高趋势,P4-P5代细胞的杨氏模量明显降低。P1-P3代细胞的表面粗糙度逐渐升高,P4、P5代降低。3.P3代细胞F-actin为沿细胞长轴平行排列的较粗的纤维束,分布清晰有序。4.细胞松弛素B处理山羊TMJ盘细胞后细胞核周围可见大量点片状的F-actin纤维丝解聚断裂碎片,肌动蛋白纤维网络结构破坏,细胞形态丧失,荧光染色强度较对照组有所降低。5.AFM下观察CB处理后细胞形态变圆顿,细胞边缘伪足变突并减少,细胞体表面骨架结构明显减少,细胞表面粗糙度及杨氏模量与对照组相比都明显降低。结论:随着细胞的传代培养,3代以后的细胞的杨氏模量明显降低,P3代细胞的生物力学性能最优;细胞松弛素B对山羊颞下颌关节盘细胞力学性能有明显抑制作用。(本文来源于《兰州大学》期刊2016-04-01）
李锋,王成焘[8]（2016）在《关节软骨的微摩擦接触力学特性》一文中研究指出目的使用修饰后的原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)探针研究关节软骨的微摩擦接触力学性能。方法使用微操作器对AFM氮化硅探针进行修饰处理,具体操作为在探针上粘贴玻璃微球作为针尖,然后使用修饰后的探针研究人体和牛关节软骨的微摩擦接触力学性能。结果人体和牛软骨的粗糙度分别为(68.63±6.22)、(50.16±6.47)nm,随着载荷的增大,人体和牛软骨的摩擦力逐渐增大。当探针滑动速度从0增加到100μm/s时,试样与探针之间的摩擦力增速很快;当速度从100μm/s增加到300μm/s时,摩擦力上升缓慢。结论软骨表面具有明显的纤维状结构,软骨的粗糙度与测量范围直接相关。随着速度或载荷的增大,人体和牛软骨的摩擦力增大,变化范围相同。探讨关节软骨在微摩擦试验中的力学和摩擦学性能表现,对于认识软骨损伤机制和医用人工关节抗磨材料的开发具有重要意义。(本文来源于《医用生物力学》期刊2016年02期）
赵昱,段王平,韩俊亮,卢剑功,郭丽[9]（2015）在《关节软骨细胞周基质生物力学特性的研究新进展》一文中研究指出关节软骨细胞周基质(pericellular matrix,PCM)是包绕于软骨细胞周围的一层狭窄基质条带,其与所包绕的软骨细胞共同构成软骨单位,而PCM的生化和生物力学特性明显不同于细胞外基质(extracellular matrix,ECM)[1]。大量的研究已证实PCM富含Ⅵ型胶原和基底膜蛋白多糖,而且对软骨细胞的生化特性及生物力学信号的传导起到很重要的作用。经微管吸吮、原位成像技术、软件模型构建以及原子力(本文来源于《中华关节外科杂志(电子版)》期刊2015年05期）
包广洁,孔楠楠,郭曼丽,苏雪莲,康宏[10]（2015）在《山羊颞下颌关节盘细胞的表面形貌和力学特性研究》一文中研究指出目的采用JPK Nano Wizard 3型生物原子力显微镜(AFM)对两种类型的山羊颞下颌关节盘细胞(软骨细胞样细胞和成纤维细胞样细胞)的表面形貌和生物力学特性进行研究,为颞下颌关节盘组织工程研究中种子细胞的选择提供依据。方法单层培养原代山羊颞下颌关节盘细胞,生理状态下用AFM接触模式扫描两种类型的关节盘细胞,获得形貌图。随机选取20个软骨细胞样细胞和成纤维细胞样细胞,扫描获得细胞核区和细胞质区的力-位移曲线,通过JPK Data Processing软件分析两种细胞的杨氏模量和黏附力。结果 AFM下,叁角形的软骨细胞样细胞的细胞核占据其大部分体积,细胞骨架结构呈树枝状排列,边缘伸出许多伪足;长梭形的成纤维细胞样细胞的细胞核明显高于细胞质区,骨架结构规则排列,边缘光滑,极少有伪足伸出;两种细胞的表面粗糙度没有明显差异。分析力-位移曲线得出:两种类型细胞的杨氏模量在细胞核区没有明显差异(P>0.05),在细胞质区略有差异(P=0.047);但两种细胞的黏附力没有明显差异(P>0.05)。结论两种类型的关节盘细胞在形貌上虽有较大的差别,但在生物力学特性上的差异并不明显。(本文来源于《华西口腔医学杂志》期刊2015年04期）
关节力学特性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
目的探讨不同修复方式对踝关节骨折伴叁角韧带断裂的疗效及其生物力学特性的影响。方法选取2011年6月至2016年5月汕头市澄海区人民医院收治的112例踝关节骨折伴叁角韧带断裂患者为研究对象。按照就诊顺序编号随机分成对照组和观察组,每组56例,对照组予骨折内固定未叁角韧带修复,观察组予骨折内固定并叁角韧带修复,比较两组患者术后12周的治疗效果和术后6个月的生物力学特性指标的变化。结果观察组患者的治疗显效率和总有效率分别为53.57%、89.28%,明显高于对照组的37.5%、76.79%,差异均有统计学意义(P<0.05);观察组患者的疼痛、功能、活动度和总评分分别为(46.11±5.78)分、(25.67±3.45)分、(16.33±3.11)分、(90.34±10.11)分,均明显高于对照组的(40.55±6.98)分、(21.24±3.27)分、(12.45±2.94)分、(74.11±10.44)分,差异均有统计学意义(P<0.05);生物力学特性上,观察组患者的矢状面足跟着地角度为(4.56±1.56)°,明显低于对照组的(7.34±2.34)°,冠状面、水平面足跟着地角度分别为(2.11±1.23)°、(6.97±2.36)°,明显高于对照组的(-1.78±1.44)°、(5.25±2.34),两组比较差异均有统计学意义(P<0.05),而余矢状面、冠状面、水平面各指标组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论踝关节骨折伴叁角韧带断裂手术修复并叁角韧带处理可明显降低对患者关节生物力学的影响,提高治疗效果,具有较高的临床应用价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
关节力学特性论文参考文献
[1].王树.基于介电弹性体驱动的柔性关节力学特性及设计方法研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].杜绍欢,蔡延禄,陈万安.不同修复方式对踝关节骨折伴叁角韧带断裂的疗效及其生物力学特性的影响[J].海南医学.2019
[3].徐云峰,乐晓峰,刘波,刘亚军,何达.腰椎关节突关节的解剖学特征、生物力学特性、退变影响因素及表现研究进展[J].山东医药.2018
[4].赖林锋,方一鸣,吴立军,熊国锋.关节腔内摩擦系数对颞下颌关节系统生物力学特性的影响[J].中国现代医生.2017
[5].施宝兴,赵茹茹.短跑途中跑下肢双关节肌肉生物力学特性研究[C].第十八届全国运动生物力学学术交流大会（CABS2016）论文集.2016
[6].梁军.人体膝关节TKA后关节线高度对人工膝生物力学特性影响的仿真分析[D].河南理工大学.2016
[7].马晓芳.基于AFM的山羊TMJ关节盘细胞传代培养的力学特性及细胞松弛素B对其影响的研究[D].兰州大学.2016
[8].李锋,王成焘.关节软骨的微摩擦接触力学特性[J].医用生物力学.2016
[9].赵昱,段王平,韩俊亮,卢剑功,郭丽.关节软骨细胞周基质生物力学特性的研究新进展[J].中华关节外科杂志(电子版).2015
[10].包广洁,孔楠楠,郭曼丽,苏雪莲,康宏.山羊颞下颌关节盘细胞的表面形貌和力学特性研究[J].华西口腔医学杂志.2015