康復(fù)機(jī)用多片旋轉(zhuǎn)型磁流變阻尼器的研究.pdf

1、康復(fù)機(jī)是一種能夠自身產(chǎn)生動(dòng)態(tài)阻尼力來抵抗人體持續(xù)施加的作用力，消耗人體能量，達(dá)到恢復(fù)和鍛煉人員四肢力量的器械，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、大眾健身等領(lǐng)域，其核心部件為產(chǎn)生可控阻尼力的阻尼器。 磁流變液(MagnetorheologicalFluids，簡(jiǎn)稱MRF)是微米尺寸的磁極化顆粒分散于非磁性液體中形成的懸浮液。磁流變液在外加磁場(chǎng)作用下會(huì)表現(xiàn)出一種非線性流變學(xué)效應(yīng)。隨著人們對(duì)磁流變液機(jī)理和制備研究的不斷深入，其力學(xué)性能和磁學(xué)性能也不

2、斷完善，其應(yīng)用器件的研究已引起科技工作者的廣泛關(guān)注。磁流變阻尼器就是其非常重要的一種應(yīng)用器件，它是利用磁流變液做介質(zhì)進(jìn)行工作的一種智能型阻尼器，它具有重量輕、響應(yīng)快、可控性和能耗低等突出特點(diǎn)。若將磁流變阻尼器用于取代康復(fù)機(jī)的阻尼部件，能降低噪音、減少污染，延長(zhǎng)使用壽命，并能實(shí)現(xiàn)阻尼力的連續(xù)可控調(diào)節(jié)。 本文從磁流變液應(yīng)用器件角度出發(fā)，重點(diǎn)研究了適用于康復(fù)機(jī)使用的旋轉(zhuǎn)型阻尼器，考慮了旋轉(zhuǎn)型磁流變阻尼器工作片數(shù)、間隙、隔磁、散熱及加工

3、等諸多因素對(duì)性能的綜合影響；并從磁流變液本構(gòu)關(guān)系模型(Bingham模型)出發(fā)，建立了磁流變旋轉(zhuǎn)阻尼器阻尼力矩的計(jì)算模型；通過應(yīng)用有限元的數(shù)值分析方法，計(jì)算了幾種自行設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)阻尼器的磁場(chǎng)分布，并把結(jié)果進(jìn)行比較，選擇出一種高效的多片旋轉(zhuǎn)阻尼器設(shè)計(jì)，研制出一種能有效提高磁流變液工作效能和器件工作穩(wěn)定性的阻尼器。并對(duì)其阻尼性能、密封性、磁路優(yōu)化等方面作了較大的改進(jìn)。該方法能直觀地分析和計(jì)算出阻尼器產(chǎn)生阻尼力矩大小和各部位磁場(chǎng)強(qiáng)度值，能增強(qiáng)結(jié)