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(huì)對(duì)患者的正常生活造成嚴(yán)重的影響。目前國(guó)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(dòng)力加載的便攜式抑震機(jī)器人成為各國(guó)相關(guān)工程技術(shù)人員研究的熱點(diǎn)。磁流變阻尼器作為半主動(dòng)抑震機(jī)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(duì)有效地實(shí)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(jī)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(jì)目標(biāo),對(duì)新型的磁流變阻尼器進(jìn)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(dá)到上述設(shè)計(jì)目標(biāo),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(jì)算模型、結(jié)構(gòu)特征等基本點(diǎn)出發(fā),對(duì)適合于便攜式機(jī)器人安裝和人體抑震的磁流變阻尼器進(jìn)行了整體方案設(shè)計(jì)。然后從結(jié)構(gòu)和磁路兩個(gè)角度同步進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,提出了一種偏置線圈和非對(duì)稱轉(zhuǎn)子的曲折磁路形式,運(yùn)用電磁學(xué)理論對(duì)磁流變阻尼器進(jìn)行了

3、初步參數(shù)確定和性能分析。接下來針對(duì)上述理論設(shè)計(jì)中存在的問題,運(yùn)用有限元法對(duì)磁路進(jìn)行電磁場(chǎng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)仿真分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì),在對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí)進(jìn)一步確定具體的設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。
　　完成了磁流變阻尼器的設(shè)計(jì)后,接著對(duì)其抑震控制算法進(jìn)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(duì)病理性震顫抑震的阻尼器控制更重要的是要