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「人體關節(human joint) 大大小小, 數以百計。其中位於大腿骨(femor) 與臀部(h
ip) 之間的所謂臀部關節節」, 或「髓骨關節」, 俗名又稱為「大關節」因位置重要
, 最受一般重視。「關節」是傳遞負荷與運動的一種器官, 一向被工程人員們視為幾
近完美的一種機械零件——「軸承」, 在新近發展中的機器人, 更屬機械部份的基本
關鍵機件。
本文係針對「髖骨關節」表面所實際具有的粗糙與波狀現象, 分析其對潤滑性能的影
響。分析過程以環骨軸承作類比, 來代表「髖骨關節」, 建立二維的雷諾方程(Reyno
ld′s equation) 並使用定差法(finite difference method)及雙重辛普森積分法(d
ouble Simpson′s rule), 並藉著大型電子計算機之助, 分別求出關節中滑液動壓力
、負荷度及磨阻力等項變化。最後把研究的結果所得, 和未考慮粗度波度者比較, 發
現波度, 粗度都會使液動壓力與負荷增強, 不過, 磨阻項雖然也稍微提高, 卻降低了
磨阻係數。
本研究所得, 望對生物工程研究設計人造關節時, 以及機器人之研究發展等, 提供物
理基本理論, 及重要的數據參考。
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