【正文】 ④外固定器治療與其它療法相結(jié)合：利用固定器機(jī)械固定傷骨斷骨，同時(shí)結(jié)合其他諸如聲波療法、電磁療法等進(jìn)行組合治療，加快骨的恢復(fù)周期。 ③智能化外固定器：大量臨床和實(shí)驗(yàn)觀察證實(shí)了現(xiàn)在骨科醫(yī)學(xué)一個(gè)重要的理論：堅(jiān)硬固定產(chǎn)生骨折一期愈合，非堅(jiān)硬固定產(chǎn)生骨折二期愈合，其中力學(xué)環(huán)境是影響骨折愈合方式的重要特征 [8]。人們?cè)诓粩嗟馗倪M(jìn)外固定器，其改動(dòng)的方向大概可以總結(jié)為以下幾個(gè)方向： 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 4 ①外固定器機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)：逐步改進(jìn)并采用不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，嘗試使斷骨或傷骨保持靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的接觸，盡量保證骨的力學(xué)環(huán)境為骨所適宜生長的，同時(shí)要求外固定器穩(wěn)定性好，靈活性高。這種方法可以對(duì)骨頭進(jìn)行多面固定，對(duì)于骨頭的固定較為穩(wěn)定。其中針式外固定器又可分為簡單固定器和鉗式固定器，簡單固定器依靠單個(gè)針起作用，而鉗式固定器則是對(duì)鋼針組進(jìn)行立體控制，鋼針的鉗夾通過“萬向”關(guān)節(jié)與支撐桿相連 ,可在安裝后進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中后者的應(yīng)用較為廣泛。 Ilizarov 環(huán)形外固定器理論是依靠幾個(gè)固定環(huán)作為支架將骨頭固定 [3]，已被現(xiàn)在的臨床實(shí)踐中廣泛的應(yīng)用。 最早發(fā)表骨延長的是 Codivillani(1905 年 )，他的方法是首先將股骨截?cái)啵罄酶菭恳龑⒐穷^進(jìn)行延長。 1907 年比利時(shí)的 Labotte 使用螺釘在體外固定骨折，這是各個(gè)文獻(xiàn)中最早關(guān)于外固定的報(bào)告，這種方法于現(xiàn)在的外固定方法已經(jīng)十分相似。 外固定在治療骨折有許多優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 外固定器 骨骼 Stewart 平臺(tái) 分析仿真 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 II 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要 Title The structure design of the threedimensional space external fixator and its performance analysis and simulation Abstract 3D external fixator is a kind of medicine by bone is connected to the external device to fix the injured limb to treat bone, joint damage and bone deformity is a main means of the limb function in patients with treatment of fractures, severe limb injury, inplete and reconstruction, which is widely used in modern orthopedic surgery. 3D external fixation link injured bone to fixed frame by pins,and adjusting the external fixator pose to adjust skeletons pose, the bone is conducive to the recovery position, thus pleting the treatment of skeletal orthopedic and healing. Through access to relevant foreign and Chinese document to understand 3D fixator application background, research condition and development trend of develop 3D fixation structure design and overall design, clinical simulation of 3D fixation position inverse solution, and the kinematics simulation is done by the software of Adams, to design 3D fixation using ANSYS software for mechanical analysis. Keywords： External fixer Bones Stewart Analysis and simulation 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 III 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 課題提出的背景和意義 ........................................... 1 三維空間外固定器的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀 ............................... 1 外固定器的分類 ................................................. 3 外固定器的改進(jìn)方向 ............................................. 3 本文主要研究內(nèi)容 ............................................... 5 2 泰勒空間外固定器的建模及脛骨的建模及裝配 ......................... 5 引言 ........................................................... 5 泰勒空間外固定器的介紹 ......................................... 5 泰勒空間外固定器與伊里扎洛夫空間外固定器的對(duì)比 ................. 7 泰勒空間外固定器的結(jié)構(gòu) ......................................... 7 脛骨的建模 ..................................................... 8 Mimics 軟件介紹及操作過程 .............................. 8 Geomagic Studio 12 軟件介紹及操作過程 ........................ 9 軟件介紹及操作過程 .................................... 11 整體的建模與裝配 .............................................. 12 本章小結(jié) ...................................................... 12 3 Stewart 機(jī)構(gòu)的分析 .............................................. 13 引言 .......................................................... 13 Stewart 機(jī)構(gòu)的介紹 ............................................ 13 Stewart 機(jī)構(gòu)的自由度 .......................................... 14 Stewart 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位置反解理論求解 .............................. 14 Stewart 機(jī)構(gòu)位置反解的 MATLAB 編程 ............................. 17 MATLAB 軟件介紹 ............................................. 17 Stewart 機(jī)構(gòu)位置反解的 MATLAB 編程檢測(cè) ....................... 17 Stewart 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 ...................................... 19 Adams 軟件介紹及操作過程 .................................... 19 Stewart 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解仿真 ................................ 20 Stewart 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解仿真 ................................ 28 Stewart 機(jī)構(gòu)工作空間邊界條件分析 .............................. 30 本章小結(jié) ...................................................... 30 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 IV 4 三維空間外固定器系統(tǒng)力學(xué)仿真 .................................... 31 引言 .......................................................... 31 ANSYS 軟件介紹 ................................................ 31 三維空間外固定器系統(tǒng)裝配的前處理 .............................. 32 三維空間外固定器系統(tǒng)靜力學(xué)仿真 ................................ 33 斷骨靜力學(xué)仿真 .............................................. 33 完整骨靜力學(xué)仿真 ............................................ 35 模擬人骨靜力學(xué)仿真 .......................................... 37 三維空間外固定器系統(tǒng)諧波響應(yīng)分析仿真 .......................... 39 無約束狀態(tài)下的諧波響應(yīng)分析仿真 .............................. 39 有約束狀態(tài)下的諧波響應(yīng)分析仿真 .............................. 43 模擬人骨狀態(tài)下的諧波響應(yīng)分析仿真 ............................ 49 本章小結(jié) ...................................................... 54 5 結(jié)論與展望 ...................................................... 55 結(jié)論 .......................................................... 55 展望 .......................................................... 56 參考文獻(xiàn) ........................................................... 58 致 謝 .......................................................... 61 附 錄 .......................................................... 63 附錄 A Stewart 機(jī)構(gòu)位置反解的 MATLAB 程序（部分） ................... 63 附錄 B MATLAB 程序計(jì)算出的桿長 ..................................... 75 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 1 1 緒論 課題提出的背景和意義 外固定是醫(yī)學(xué)上一種通過將骨連接到體外裝置以 固定傷肢來治療骨和關(guān)節(jié)損傷及矯正骨骼畸形的方法，它可以通過調(diào)整四肢的某一節(jié)段來恢復(fù)肢體的長度和排列。 河 北 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 作 者： 王鑫磊 學(xué) 號(hào)： 110358 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 系 (專業(yè) )： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目： 三維空間外固定器 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 及其性能分析與仿真 指導(dǎo)者： 曲云霞 教授 評(píng)閱者： 20xx 年 06 月 07 日 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要