Abstract
In this study, the training and sporting equipment for leg rehabilitation featuring the MR fluids is proposed. The compact MR fluid brake is designed and manufactured to apply to the rehabilitation training and sporting mechanism. The resistance characteristic of the MR fluid brake is controllable by varying the magnetic field around the fluid. Under consideration of spatial limitation, design parameters which are related with the magnetic strength are determined to maximize to a torque using finite element method. The FE analysis is performed using a commercial code, ANSYS Workbench. The proposed brake device is manufactured, and its field-dependant torque is experimentally evaluated. When the electric current is supplied, the torque of the MR fluid brake is increased and the response is very fast. Depending on the strength of the current supply, torques of the MR fluid brake also increase similar to Bingham property of MR fluid.
본 연구에서는 MR유체를 특징으로 하는 하지 재활운동 기구를 제안하고, 재활운동 기구에 적용하기 위한 소형 MR 유체 브레이크를 설계, 제작하여 성능을 평가하였다. MR유체 브레이크의 저항 특성은 MR유체에 부하되는 자기장의 변화에 의해 제어된다. 공간 제한을 고려하여 자기장 세기와 관련된 설계변수는 유한요소 프로그램인 ANSYS Workbench를 사용하여 최대 토오크가 발생할 수 있도록 결정하였다. 제안된 MR유체 브레이크를 제작하고, 자기장에 따른 토오크의 변화를 실험적으로 평가하였다. 전류를 공급하면, MR 유체 브레이크의 토오크는 증가하였으며, 그 반응은 매우 빠르게 나타났다. 공급하는 전류의 세기가 증가함에 따라 MR 유체 브레이크의 토오크는 MR유체의 빙햄 특성과 유사하게 증가하여 나타났다.