基于磁流变液阻尼器的力反馈装置设计与研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sun200208
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力反馈技术增强了人们操控机械设备的沉浸感,力反馈技术的研究重点便是力反馈装置的研究,力反馈装置是人们与实践操作之间交互的媒介,现有的力反馈装置绝大多数采用电机驱动或者气压驱动的方式,这两种方式在力反馈装置运行过程中存在着安全性与稳定性的隐患。而作为一种新型阻尼器件,磁流变阻尼器具有抗干扰能力强、易于控制、半主动提供阻尼力矩等优点,吸引了众多学者致力于磁流变液装置的力反馈技术研究。本文从以下几个方面对磁流变阻尼器的力反馈装置开展了研究:以磁流变效应为基础,设计出双线圈双盘磁流变阻尼器结构,对其进行了磁路设计;在磁流变液本构模型的基础上,建立了双线圈双盘磁流变阻尼器力矩数学模型,并求得理论阻尼力矩;利用Ansoft maxwell电磁场仿真软件验证了磁路合理性。以磁流变阻尼器动态响应特性为研究目标,通过有限元仿真分析获得了磁流变阻尼器磁路系统的材料特性参数与几何尺寸参数对于磁流变阻尼器动态特性的影响程度。以力反馈装置结构体积小、结构轻和操作方便为研究目标,设计了力反馈装置;为验证力反馈装置是否存在奇异解及死点,对所设计力反馈装置进行了运动学分析,得到了力反馈装置理论正逆解,验证了力反馈装置的合理性;利用Adams仿真软件对力反馈装置进行了运动学仿真,从仿真的角度验证了力反馈装置的合理性。搭建了磁流变阻尼器样机以及力反馈装置样机,并在此基础上构建了试验台测试系统。利用Labview及Step7设计并编制软件程序以测试样机性能,试验结果表明样机性能良好。本论文有图67幅,表15个,参考文献88篇。
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