随着日益增大的生活压力以及不良的生活规律,肾结石发病率越来越高。体外碎石机是治疗肾结石最理想的方法之一。反射杯是体外碎石机关键部件之一,其表面质量与精度直接决定体外碎石机的碎石质量。目前,反射杯抛磨主要依赖于传统手工抛磨方式,抛磨劳动强度大,抛磨精度一致性难以保证,抛磨所需的技术水平要求较高,并且抛磨效率极低,抛磨过程中产生大量的粉尘,对人体有较大的伤害,因此,迫切需要针对反射杯椭圆内腔的特征研制一种高效的抛磨自动化设备。本文以反射杯为研究对象,采用气动肌腱拮抗关节仿人工手指抛磨方法进行反射杯抛磨研究,具有理论意义和应用前景。(1)针对反射杯椭圆内腔难抛磨的问题,对反射杯传统手工抛磨工艺进行分析,提出反射杯抛磨机设计要求;针对反射杯抛磨后表面质量一致性差的问题,对反射杯抛磨工艺参数进行分析,确定了影响反射杯抛磨质量的关键参数;根据反射杯曲面特性以及加工要求,对砂带抛磨加工方法进行分析,确定了抛磨轨迹,提出了基于气动肌腱拮抗关节的抛磨方案。(2)针对反射杯抛磨轨迹合成运动的要求,对气动肌腱机构、抛磨砂带机构、滑台机构等关键部件进行理论分析与结构设计,确定抛磨关键部件参数。(3)针对气动肌腱伸缩量与压力之间关系难以控制的问题,利用解析法建立气动肌腱静态与动态数学模型;针对气动肌腱控制精度低的问题,利用试验法对肌腱数学模型进行修正;为了实现气动肌腱拮抗关节的自动化控制,对气动肌腱拮抗关节进行运动学分析及动力学分析。(4)为了达到反射杯加工一致性,提出了反射杯恒线速度控制方案;根据反射杯抛磨轨迹特征,对抛磨机构进行仿真分析,提出气动肌腱关节控制策略以及滚珠丝杠滑台控制方案。(5)为了达到更好的抛磨效果,利用单因素试验方法,确定了反射杯抛磨磨料基本参数;利用四因素三水平正交试验设定抛磨参数:抛磨法向接触压力、反射杯旋转速度、抛磨进给速度、抛磨头旋转速度,并对反射杯工件进行抛磨试验,分析抛磨效果,优化抛磨工艺参数,探究抛磨机工艺参数对抛磨试验的影响并寻求相互之间的制约关系,选择最佳的反射杯抛磨参数组合,利用最佳参数组合进行抛磨试验。试验结果表明基于气动肌腱拮抗关节抛磨方法是可行的。