工业装配抗振外骨骼上肢减振性能研究

摘要

操作动力工具存在巨大的危害性,动力工具产生的持续性或间歇性振动传递到手掌和手臂,对工人的肌肉骨骼系统的损伤不可忽视.为降低装配工人暴露于振动环境下的风险,提出一种上肢具有斜弹簧阻尼防振结构的抗振外骨骼.对该外骨骼上肢数学建模,利用谐波平衡法得到其幅频方程和力传递率Tf表达式.以力传递率和固有频率作为减振性能评价指标,设计多组不同的弹簧刚度k1,k2、阻尼系数c1,c2、连杆长度比l1/l2,分析各结构参数对减振性能的影响.结果 表明:k1,k2、c1,c2、l1/l2均对减振性能有显著影响,并且k2、c2的影响程度高于k1、c1.当工具振动频率低于上肢固有频率时,增大k1,k2能有效降低力传递率,增大减振性能,反之;增大c1,c2能够有效降低力传递率,提高系统的减振性能;l1/l2=1.0时,力传递率最低,具有更好的减振效果.