轴向低频振动对皮质骨钻削进给力的影响试验与分析

为了研究轴向低频振动辅助钻削方式在皮质骨钻削过程中对进给力的影响,对全钻头和横刃部分进给力进行了对比试验,并对切削刃切削单元的运动学和瞬时加工过程进行了分析。对比试验结果表明：在相同的钻削参数下,与常规方式相比,轴向低频振动钻削方式的全钻头进给力最大可减小约60%,横刃部分进给力可减小60%～80%。依据运动学分析和典型骨屑形态对比可以得出：在特定的钻削参数和振动参数配合下,轴向低频振动钻削方式可以实现钻头-工件周期性分离运动,显著影响瞬态加工过程,是进给力显著减小的主要原因之一。     

轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升

为了研究轴向低频振动钻削方式在皮质骨钻削中对钻削力和温升的影响，基于一种自主研发的低频振动钻削设备，对常规和轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升进行了实验，建立了钻削力和产热速率模型。实验结果表明：轴向低频振动钻削方式的进给力和转矩明显减小，温升降低了3~5 ℃；通过统计方法确定主轴转速是影响钻削力和温升的最显著因素，并进行了双目标优化。模型计算结果与实验数据趋势相吻合，可以认为轴向低频振动产生的钻头与骨组织周期性分离运动是钻削力和温升减小的主要原因。     

面向振动颗粒康复仪按摩强度的模拟与分析

振动颗粒康复仪中,颗粒的运动特性影响康复效果,颗粒运动特性与康复仪的激振频率及颗粒层深度有关,为探究这些参数对按摩强度的影响,利用EDEM软件对康复仪按摩过程进行数值模拟。随着振动频率的增加,颗粒流对肢体模型的法向冲击按摩和切向摩擦按摩强度逐渐增大;随着颗粒层由浅到深,颗粒流对肢体的冲击按摩和摩擦按摩强度逐渐增大。募集志愿者参与试验并对康复仪按摩强度进行主观评价,得出结论与仿真一致。根据康复仪激振频率及颗粒层深度对颗粒流按摩特性的影响,为截肢患者选择合理的治疗方案。     

基于PLC的振动颗粒康复仪控制系统设计与试验

针对课题组研发的振动颗粒康复仪,完成了控制系统设计并进行了相关试验,改善了该仪器应用过程中的操作性能。应用光电传感器与步进驱动系统的配合实现了零位控制,提高了康复仪启动的稳定性;将康复仪的主要工作参数(激振频率、振动方向角)转化为按摩方式、按摩强度等治疗参数,直观且容易操作;依据康复仪功能需求、控制系统功能需求,完成控制平台的搭建,通过离线仿真与在线试验,实现了康复仪控制系统的模块化、智能化及治疗时间的可调节性,为康复患者提供菜单式治疗方案。