面向病理性震顫抑震的磁流變阻尼器的研制.pdf

1、病理性震顫是一類較常見的疾病,典型的病理性震顫如帕金森癥等,會對患者的正常生活造成嚴重的影響。目前國內(nèi)外尚缺乏有效的藥物治療方法,因此基于外阻尼抑震或主動力加載的便攜式抑震機器人成為各國相關(guān)工程技術(shù)人員研究的熱點。磁流變阻尼器作為半主動抑震機器人系統(tǒng)中最核心的抑震器件,可以提供可變可控的阻尼力,對有效地實現(xiàn)病理性震顫抑震至關(guān)重要。
　　基于已研制出的可穿戴式抑震機器人系統(tǒng),本文以質(zhì)量輕、體積小、外形符合安裝要求和輸出足夠的阻尼力矩

2、為設(shè)計目標,對新型的磁流變阻尼器進行了研究并研制成功了兩種小型的旋轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器,分別用于人體上肢肘部和腕部抑震。
　　為了達到上述設(shè)計目標,首先從磁流變液的本構(gòu)模型、工作模式和流變特性,以及典型磁流變阻尼器的計算模型、結(jié)構(gòu)特征等基本點出發(fā),對適合于便攜式機器人安裝和人體抑震的磁流變阻尼器進行了整體方案設(shè)計。然后從結(jié)構(gòu)和磁路兩個角度同步進行設(shè)計分析,提出了一種偏置線圈和非對稱轉(zhuǎn)子的曲折磁路形式,運用電磁學(xué)理論對磁流變阻尼器進行了

3、初步參數(shù)確定和性能分析。接下來針對上述理論設(shè)計中存在的問題,運用有限元法對磁路進行電磁場的靜態(tài)和動態(tài)仿真分析以及優(yōu)化設(shè)計,在對初步設(shè)計方案進行改進的同時進一步確定具體的設(shè)計參數(shù),并最終獲得了磁流變阻尼器的電流-阻尼力矩特性、轉(zhuǎn)速-阻尼力矩特性和磁路的動態(tài)響應(yīng)特性。
　　完成了磁流變阻尼器的設(shè)計后,接著對其抑震控制算法進行了研究。不同于傳統(tǒng)的磁流變阻尼器控制只解決如何獲得期望阻尼力矩的問題,針對病理性震顫抑震的阻尼器控制更重要的是要