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基于虚拟样机技术的外骨骼结构承载系统仿真研究的任务书
任务书：基于虚拟样机技术的外骨骼结构承载系统仿真研究
一、研究背景及意义
近年来，随着科技的进步，“外骨骼”技术已成为一项备受瞩目的研究领域。所谓外骨骼，是指将机械结构装置于人体周围，通过传感器、控制器和活动执行器等多种技术手段，增强和扩展人体的运动能力和功能，达到康复、辅助运动或经济效益的目的。外骨骼技术的研究和应用，将对医学、工程技术、军事、运动和社会福利等多个领域产生积极的影响和推动作用。
外骨骼结构的承载系统是外骨骼机构中的核心部件，其稳定性和适应性直接影响外骨骼技术的应用效果。在传统的外骨骼研发模式中，科研工作者需要设计制造多个不同型号的样机，并通过实验对其进行测试，以期得到最佳效果。然而，这种模式成本高昂、时间耗费长，也无法满足不同个体的个性化需求。虚拟样机技术的出现，为解决这些难题提供了一种全新的解决方案。
虚拟样机技术结合CAD、CAE、CAM等数学模型、仿真分析和计算机图形学技术，通过数字化的方式对承载系统进行模拟和测试，达到优选方案的目的。基于这种虚拟样机技术，本研究将以一种全新的方式探索外骨骼结构承载系统的优化设计方法，为外骨骼技术的推广应用提供最佳方案。
二、研究目标及内容
（一）研究目标
1、掌握外骨骼结构的承载系统的工作原理及其设计思路；
2、了解虚拟样机技术的基本理论和方法，熟练掌握虚拟样机技术的软件和工具使用；
3、针对外骨骼结构的承载系统进行仿真测试，优化设计方案；
4、实现外骨骼结构的承载系统的数字化设计、定制合成和性能匹配。
（二）研究内容
1、了解外骨骼结构的承载系统的工作原理及其设计思路；
2、学习并掌握虚拟样机技术的基本理论和方法；
3、掌握虚拟样机技术的软件和工具使用，进行仿真测试；
4、模拟、测试和分析外骨骼结构的承载系统；提出优化设计建议；
5、实现外骨骼结构的承载系统的数字化设计、定制合成和性能匹配。
三、研究方法和步骤
1、文献调研、搜集设计需求和外骨骼结构的承载系统的工作原理和设计思路；
2、学习虚拟样机技术的基本知识和方法，熟练掌握相关软件和工具；
3、建立外骨骼结构的承载系统的三维模型，确定仿真测试方案；
4、通过仿真测试及分析，得出承载系统优化方案；
5、实现虚拟样机设计方案的优化、定制化和性能匹配；
四、研究预期成果
1、对外骨骼结构的承载系统的工作原理和设计思路有全面的理解和认识；
2、掌握虚拟样机技术的基本理论和方法，熟练操作相关软件和工具；
3、建立了外骨骼结构的承载系统的三维模型，进行了仿真测试和分析；
4、提出了外骨骼结构的承载系统的优化设计方案；
5、实现了虚拟样机设计方案的数字化、定制化和性能匹配。
五、研究进度安排
阶段一：研究前期准备工作。完成文献调研和需求搜集工作，熟悉虚拟样机技术的相关软件和工具的使用。
阶段二：建立外骨骼结构的承载系统的三维模型，并确定仿真测试方案。
阶段三：基于虚拟样机技术，进行外骨骼结构的承载系统的仿真测试和分析。
阶段四：提出外骨骼结构承载系统的优化设计建议。
阶段五：实现虚拟样机设计方案的优化、定制和性能匹配，形成最终的研究结果。
六、参考文献
1.崔振祥.外骨骼技术现状及其发展趋势.2014.
2.叶自强,史震,徐荀,等.外骨骼机器人研究进展.制造技术与机床.2017.
3.王立新,侯勇,刘杨,等.基于虚拟样机的机器人关键技术研究现状与展望.哈尔滨工程大学学报.2014.