《截瘫患者下肢仿生外骨骼机器人设计报告》详细阐述了如何设计一款专为截瘫患者恢复下肢活动能力的仿生外骨骼机器人。该报告的核心在于滚珠丝杠驱动装置的设计，它是整个外骨骼机器人动力传输的关键部分。
1.1.1 驱动装置结构设计
滚珠丝杠驱动装置由电动机、外壳、内外螺母、丝杠、齿轮罩、圆柱齿轮以及连接螺钉等组成。电动机通过齿轮传动带动内外螺母旋转，内螺母与丝杠啮合并推动丝杠做直线运动，从而驱动关节的转动。外螺母则固定在外壳上，确保整体结构的稳定性。传动齿轮使用非金属齿轮罩封闭，以避免高速旋转带来的安全隐患。
1.1.2 工作能力分析
滚珠丝杠机构需具备足够的强度和承载能力。设计选用THK公司的MDK1202-3磨制滚珠丝杠，结合关节设计要求，确定最大力F和丝杠轴长度。通过对丝杠的弯曲强度、屈服强度、螺母轴向载荷进行校核，确保其在最大载荷下的安全性。
1.1.3 丝杠弯曲强度校核
根据公式计算，丝杠的轴向最大许用载荷均大于实际载荷，满足弯曲强度要求。
1.1.4 丝杠屈服强度校核
通过屈服强度计算公式，得出所有驱动机构的最大轴向许用载荷均大于实际载荷，确保了丝杠在不发生屈服的情况下的安全性。
1.1.5 螺母轴向载荷校核
螺母的实际最大轴向载荷大于设计最大载荷，表明螺母的强度也符合要求。
1.1.6 寿命校核
基于总转速和运行时间，计算出滚珠丝杠的预期寿命。考虑实际运行速度和冲击因素，得出的寿命值远高于需求，证明了装置的耐用性。
此外，报告还提及了关节机构设计，采用深沟球轴承来降低转动阻力，确保上下肢关节的顺畅运动。关节轴与轴承内外圈配合，并通过关节压板和螺栓固定，形成一个能够灵活转动并支撑下肢的结构。
总结来说，该设计报告深入探讨了截瘫患者下肢仿生外骨骼机器人的核心驱动部件——滚珠丝杠驱动装置，确保了装置在承载、运动和寿命方面的性能，旨在为患者提供安全、有效的康复辅助工具。
