操作動(dòng)力工具存在巨大的危害性,動(dòng)力工具產(chǎn)生的持續(xù)性或間歇性振動(dòng)傳遞到手掌和手臂,對(duì)工人的肌肉骨骼系統(tǒng)的損傷不可忽視。為降低裝配工人暴露于振動(dòng)環(huán)境下的風(fēng)險(xiǎn),提出一種上肢具有斜彈簧阻尼防振結(jié)構(gòu)的抗振外骨骼。對(duì)該外骨骼上肢數(shù)學(xué)建模,利用諧波平衡法得到其幅頻方程和力傳遞率T_f表達(dá)式。以力傳遞率和固有頻率作為減振性能評(píng)價(jià)指標(biāo),設(shè)計(jì)多組不同的彈簧剛度k₁,k₂、阻尼系數(shù)c₁,c₂、連桿長(zhǎng)度比l₁/l₂,分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)減振性能的影響。結(jié)果表明:k₁,k₂、c₁,c₂、l₁/l₂均對(duì)減振性能有顯著影響,并且k₂、c₂的影響程度高于k₁、c₁。當(dāng)工具振動(dòng)頻率低于上肢固有頻率時(shí),增大k₁,k₂... 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(20)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

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抗振外骨骼三維模型

圖1 抗振外骨骼三維模型減振臂由雙節(jié)平行四邊形斜彈簧連桿機(jī)構(gòu)組成,彈簧內(nèi)置阻尼器。減振臂上設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)孔,可以根據(jù)所使用工具的重量和振動(dòng)形式調(diào)節(jié)彈簧阻尼器的安裝高度。為保證穿戴外骨骼裝配作業(yè)的靈活性,對(duì)上肢減振系統(tǒng)的靈活性有較高的要求。在不考慮手掌以及手指自由度的情況下,人的手臂具有3個(gè)肩關(guān)節(jié)自由度,1個(gè)肘關(guān)節(jié)自由度和3個(gè)腕關(guān)節(jié)自由度等7個(gè)自由度[15]。因此除去與云臺(tái)(腕關(guān)節(jié))的3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,滿足人體運(yùn)動(dòng)要求的減振臂有4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,其原理簡(jiǎn)圖,如圖3所示。

減振臂由雙節(jié)平行四邊形斜彈簧連桿機(jī)構(gòu)組成,彈簧內(nèi)置阻尼器。減振臂上設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)孔,可以根據(jù)所使用工具的重量和振動(dòng)形式調(diào)節(jié)彈簧阻尼器的安裝高度。為保證穿戴外骨骼裝配作業(yè)的靈活性,對(duì)上肢減振系統(tǒng)的靈活性有較高的要求。在不考慮手掌以及手指自由度的情況下,人的手臂具有3個(gè)肩關(guān)節(jié)自由度,1個(gè)肘關(guān)節(jié)自由度和3個(gè)腕關(guān)節(jié)自由度等7個(gè)自由度[15]。因此除去與云臺(tái)(腕關(guān)節(jié))的3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,滿足人體運(yùn)動(dòng)要求的減振臂有4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,其原理簡(jiǎn)圖,如圖3所示。當(dāng)減振臂受到來(lái)自云臺(tái)的振動(dòng)激勵(lì)時(shí),機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定的位移并帶動(dòng)阻尼器往復(fù)運(yùn)動(dòng),吸收振動(dòng)的能量。本文主要研究使用抗振外骨骼輔助裝配作業(yè)時(shí),減振功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)理和影響因素。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工業(yè)裝配外骨骼機(jī)械臂承重性能研究[J]. 范曙遠(yuǎn),王海波,吳小笛,張樂(lè),張龍.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]工人群體的時(shí)空變化研究[J]. 李若建.  南方人口. 2018(03)
[3]機(jī)身裝配工人肌肉骨骼損傷調(diào)查和人機(jī)工效負(fù)荷水平研究[J]. 朱雋沛,李懷仙,王海波,尹升,夏繼軍.  工業(yè)工程. 2018(01)



本文編號(hào)：2980506