TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
……………….o0o……..………..

TRƢƠNG MINH HÒA

THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM BỘ PHẢN HỒI
LỰC DÙNG LƢU CHẤT TỪ BIẾN MR

Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí
Mã số

: 60520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, 2018


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS.Lê Thanh Danh

Cán bộ chấm nhận xét 1: ..........................................................................................
(Ghi rõ họ,tên,học hàm,học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2: ..........................................................................................
(Ghi rõ họ,tên,học hàm,học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC
SĨ tại Trƣờng Đại Học Bách Khoa,ĐHQG TP.HCM
ngày

tháng

năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ,tên,học hàm, học vị của Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ)
1. .......................................................................................
2. .......................................................................................
3. .......................................................................................
4. .......................................................................................
5. .......................................................................................

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trƣởng khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã đƣợc sữa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

TRƢỞNG KHOA

Trang i

MSHV:16748



Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

TP.HCM,ngày 01 tháng 01 năm 2018
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: TRƢƠNG MINH HÒA

MSHV:1670748

Ngày,tháng,năm sinh: 29/09/1991

Nơi sinh: Phú Yên

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

MN: 60520103

1.TÊN ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ,CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM BỘ PHẢN HỒI LỰC DÙNG LƢU
CHẤT TỪ BIẾN MR

2.NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN:
-Tổng quan đề tài
-Thiết kế bộ phản hồi lực tối đa 2 (A) tƣơng ứng với 4 (N.m)
-Chế tạo,thực nghiệm
-Kết luận và kiến nghị
3.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

15-01-2018

4.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17-06-2018
5.HỌ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN:

TS. LÊ THANH DANH

Nội dung và đề cƣơng luận văn thạc sĩ đã đƣợc Hội Đồng Chuyên Ngành thơng
qua:
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN:

CHỦ NHIỆM BỘ MƠN
QUẢN LÝ CHUN NGÀNH

TRƯỞNG KHOA

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang ii

MSHV:16748



Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn: TS.Lê Thanh Danh đã tạo điều kiện hƣớng dẫn tận
tình trong đề tài luận văn này.
Các cán bộ nhận xét: Cán bộ nhận xét 1 và cán bộ nhận xét 2 đã dành thời gian
đọc,nhận xét luận văn này.
Quý Thầy Cô trong hội đồng chấm luận văn thạc sỹ tại Trƣờng Đại Học Bách
Khoa và Quý Thầy Cô truyền kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã động viên về mặt tinh thần và hỗ trợ
vật chất trong trong quá trình học,nghiên cứu và thực hiện luận văn này.

Thành Phố Hồ Chí Minh,ngày 17 tháng 06 năm 2018
Tác giả

Trƣơng Minh Hòa

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang iii

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong nền công nghiệp hiện nay,ứng dụng công nghệ điện và robot đƣợc điều
khiển từ xa là vô cùng cấp thiết.Các robot làm trong môi trƣờng nguy hiểm độc hại
nhƣ môi trƣờng phóng xạ hay hóa chất,mơi trƣờng khắc nghiệt (robot thám hiểm
không gian).Cơ bản robot đƣợc điều khiển từ xa bao gồm hai phần chính là bộ điều
khiển và cơ cấu chấp hành,khi ta thực hiện điều khiển robot theo kiểu cũ là thiết bị
điều khiển đƣa xuống cơ cấu chấp hành,cơ cấu chấp hành thực hiện theo nhƣng
vẫn không đạt yêu cầu nhƣ ta mong muốn.Lý do là thiếu thông tin từ môi trƣờng
làm việc của cơ cấu chấp hành để phản hồi đến thiết bị điều khiển dẫn đến điều
khiển thiếu chính xác và ít linh hoạt trong điều khiển và vận hành.Hay là trong lĩnh
vực y học,ứng dụng robot mổ thì bác sĩ có thể mổ chính xác và an tồn hơn nếu có
thiết bị phản hồi lực để điều chỉnh lực trong q trình mổ.
Chính vì vậy thiết kế chế tạo thực nghiệm bộ phản hồi lực dùng lƣu chất từ biến
cho thiết bị điều khiển là vơ cùng cần thiết.

Học viên: Trƣơng Minh Hịa

Trang iv

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

A THESIS SUMMARY
In the present industry, the application of electric and robotic technology to
remote control is extremely imperative. The robots work in hazardous
environments such as radioactive or chemical environments, extreme environments

(robots The robot is remotely controlled, which consists of two main parts: the
controller and the actuator, when the old control robot is used to control the
actuator. , the actuator performs but is not as satisfactory as expected. The reason is
the lack of information from the operating environment of the actuator to feedback
to the control device resulting in inaccurate control. and less flexible in control and
operation. Or in the field of medicine, the robot application of the operation of the
doctor A more accurate and safe operation can be provided with a force feedback
device to adjust the force during the operation. Therefore, the experimental design
of the power feedback sensor for the control device is extremely necessary.

The Author

Truong Minh Hoa

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang v

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn
của TS.Lê Thanh Danh.Các số liệu,kết quả nêu trong luận văn là trung thực và
chƣa từng đƣợc cá nhân khác công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc

cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Học viên cao học
Trƣơng Minh Hòa

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang vi

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

MỤC LỤC

TÓM TẮC LUẬN VĂN ........................................................................................... iv
A THESIS SUMMARY ..............................................................................................v
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................ xi
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... xiv
CHƢƠNG I

TỔNG QUAN VỀ LƢU CHẤT MRF VÀ ỨNG DỤNG ...................1

1. Tổng quan .............................................................................................................1
1.1.

Lƣu chất từ biến .............................................................................................1


1.2 Ứng dụng của lƣu chất MRF ............................................................................3
1.2.1 Giảm chấn...................................................................................................3
1.2.2 Máy đánh bóng ...........................................................................................6
1.2.3 Chất lỏng của MR nhƣ máu của Robot ......................................................7
1.2.4 Phanh lƣu chất MRF...................................................................................9
1.3 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ...................................................................14
1.4 Lý do chọn đề tài ...........................................................................................14
1.5 Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................15
1.6

Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu ..........................................................15

1.6.1 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................15
1.6.2 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................15
1.6.2.1 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................15
1.6.2.2 Phạm vi nghiên cứu ..........................................................................16

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang vii

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

1.6.2.3 Ý nghĩa và thực tiễn ..........................................................................16

1.6.2.4 Cách tiếp cận đề tài ..........................................................................16
1.6.3 Phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài......................16
1.6.3.1 Phương pháp luận .............................................................................16
1.6.3.2.1 Phân tích lý thuyết ..........................................................................16
1.6.3.2.2 Phân tích thực nghiệm ....................................................................17
CHƢƠNG 2 THIẾT KẾ BỘ PHẢN HỒI LỰC ......................................................17
2. Mơ hình kết cấu và lựa chọn lƣu chất từ biến .....................................................18
2.1 Mơ hình kết cấu ..............................................................................................18
2.2 Lựa chọn vật liệu làm vỏ và đĩa bộ phản hồi lực...........................................19
2.3 Lƣu chất từ biến .............................................................................................21
2.4 Ảnh hƣởng của từ trƣờng lên lƣu chất từ biến ..............................................25
2.5 Mô phỏng từ trƣờng .......................................................................................30
2.6 Xác định ứng suất trƣợt .................................................................................34
2.7 Tính momen ...................................................................................................37
CHƢƠNG III CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM ....................................................42
3.1 Chế tạo cơ cấu phản hồi lực...........................................................................42
3.1.1 Đĩa ...........................................................................................................42
3.1.2 Trục..........................................................................................................42
3.1.3 Vỏ 1 .........................................................................................................43
3.1.4 Vỏ 2 .........................................................................................................44
3.2 Kết cấu mơ hình thực nghiệm. .......................................................................45
3.3 Quá trình thực nghiệm ...................................................................................47
3.4 Kết quả thực nghiệm ......................................................................................49

Học viên: Trƣơng Minh Hòa
MSHV:16748

Trang viii



Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

3.5 Nhận xét đánh giá kết quả ..............................................................................52
3.6 Ngun nhân ...................................................................................................52
3.7 Mơ hình trễ......................................................................................................53
CHƢƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................60
4.1 Kết luận ...........................................................................................................60
4.2 Kiến nghị: .......................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................61

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang ix

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮC

MRF

Magneto Rheological Fluid
Lƣu chất từ biến


FF

Ferrofluids

MRB

Phanh lƣu chất từ biến

BMRA

Bidirectional MRF actuator
Bộ truyền động MRF hai chiều

PTHH

Phần tử hữu hạn

ABS

(Anti-lock Brake System)

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang x

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ


GVHD: TS.Lê Thanh Danh

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Chất lỏng từ hóa ..........................................................................................1
Hình 1.2 Mơ hình chất lỏng MR trong từ trƣờng ngồi .............................................2
Hình 1.3 MRF-132-DG của Lord Corporation ..........................................................2
Hình 1.4 Cơ cấu treo bằng MRF ................................................................................3
Hình 1.5 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MA trong ghế treo .............................4
Hình 1.6 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MA trong xây dựng ...........................5
Hình 1.7 Bộ phận điều chỉnh cổng biến đƣợc lắp đặt trên cầu ..................................5
Hình 1.8 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MA trong máy giặt ............................6
Hình 1.9 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MA trong đánh bóng..........................6
Hình 1.10 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MR trong robot ................................7
Hình 1.11 Cơ cấu van thay đổi ...................................................................................8
Hình 1.12 Lắp ráp van điều khiển MR và lắp khe hở cho lƣu chất ...........................8
Hình 1.13 Ly hợp vận hành bằng chất lỏng MR với nam châm vĩnh cửu .................9
Hình 1.14 Găng tay phản hồi lực .............................................................................11
Hình 1.15 Cơ cấu yoystick hai bậc tự do dùng phanh MRA ...................................12
Hình 1.16 Hệ thống nhận dạng robot di động MRA,cơ cấu điều khiển ...................13
1.7.2.1 Đối tượng nghiên cứu .................................................................................15
1.7.2.2 Phạm vi nghiên cứu .....................................................................................16
1.7.2.3 Ý nghĩa và thực tiễn.....................................................................................16
1.7.2.4 Cách tiếp cận đề tài.....................................................................................16
1.7.3.1 Phương pháp luận .......................................................................................16
1.7.3.2 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................16
1.7.3.2.1 Phân tích lý thuyết .....................................................................................16
1.7.3.2.2 Phân tích thực nghiệm ..............................................................................17
Hình 2.1 Bản vẽ kết cấu ...........................................................................................18
Hình 2.2 Đƣờng cong B-H của Thép C45………………………………………...................20


Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang xi

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

Hình 2.3 (a) Lƣu chất MRF-132-DG từ Lord, (b) Ferrofluid ..................................22
Hình 2.4 Biểu đồ tƣơng quan giữa chất lỏng Newton và nhựa Bingham……………23
Hình 2.5 Đƣờng cong B-H của MRF 132-DG .........................................................24
Hình 2.6 Sơ đồ ứng suất cắt so với tốc độ cắt đối với Ferrotec APG ......................26
Hình 2.7 Sự thay đổi độ nhớt (Pa s) của Ferrotec APG 2115 ở 25 ◦C .....................26
Hình 2.8 Sơ đồ ứng suất cắt so với tốc độ cắt đối với Lord MRF-122-2ED ...........27
Hình 2.9 Biến động trong ứng suất (Pa) của MRF-122-2ED tại 25 ◦C ...................28
Hình 2.10 Sự thay đổi độ nhớt (Pa s) của MRF-122-2ED ở 25 ◦C..........................28
Hình 2.11 Sơ đồ ứng suất cắt so với tốc độ cắt đối với Lord MRF-122-2ED .........29
Hình 2.15 Mơ hình cơ cấu phản hồi lực 2d ..............................................................30
Hình 2.16 Cƣờng độ đƣờng sức từ ...........................................................................31
Hình 2.17 Phân bố node ...........................................................................................32
Hình 2.18 Chọn node trên mặt đĩa ...........................................................................33
Hình 2.19 Phân bố từ trƣờng dọc theo bán kính đĩa ................................................34
Hình 2.20 Phần tử MRF trong khe lƣu chất .............................................................36
Hình 2.21 Tính ứng suất trƣợt trung bình bằng hình vành khăn..............................37
Hình 3.1 Đĩa ............................................................................................................42
Hình 3.2 Trục ...........................................................................................................43

Hình 3.3 Vỏ phanh 1 ................................................................................................43
Hình 3.4 Vỏ phanh 2 ...............................................................................................44
Hình 3.5 Cảm biến mơ-men lực ..............................................................................45
Hình 3.6 Mơ hình tổng thể chế tạo sau thiết kế ......................................................45
Hình 3.7 Các thiết bị hỗ trợ kết nối máy tính..........................................................46
Hình 3.8 Sơ đồ đo mô-men bộ phản hồi lực bằng Simulink...................................48
Hình 3.9 Mơ phỏng mơ-men trên matlab ................................................................49
Hình 3.12 Mơ phỏng 1.5 (A) ....................................................................................50
Hình 3.13 Mơ phỏng 1 (A) ......................................................................................51
Hình 3.14 Mơ phỏng 2 (A) ......................................................................................52
Hình 65 . Sơ đồ khối của mơ hình Preisach ..............................................................54
Hình 3.16 Mặt Preisach ............................................................................................54

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang xii

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

Hình 3.17: Lịch sử thời gian của dòng đầu vào, phân chia mặt phẳng Preisach ......55
Hình 68 Tam giác T để thực hiện số lƣợng mơ hình Preisach ..................................56
Hình 3.18 Kiểm tra cơ cấu ........................................................................................58
Hình 3.19 Số điểm chuyển đổi trong mặt phẳng Preisach .......................................59
Hình 3.20 Dịng vào, mơ men đầu ra mơ hình thí nghiệm và mơ hình Preisach ......59


Học viên: Trƣơng Minh Hòa
MSHV:16748

Trang xiii


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 01 Tóm tắc những thuộc tính của lƣu chất MR ................................................2
Bảng 02 Khối lƣợng riêng cơ cấu phản hồi lực .......................................................19
Bảng 03 Mơ tả đặc tính từ của bộ phản hồi lực ………………………………………….. 20
Bảng 04 Các thông số kỹ thuật của lƣu chất MRF-132DG …………………………… 22
Bảng 05 Các hệ số này đƣợc xác định bằng thực nghiệm do Công ty Lord …….... 28
Bảng 06 Kết quả mô phỏng ......................................................................................40

Học viên: Trƣơng Minh Hòa
MSHV:16748

Trang xiv


Luận văn Thạc sĩ

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

GVHD: TS.Lê Thanh Danh


Trang xv

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ LƢU CHẤT MRF VÀ ỨNG DỤNG

1. Tổng quan
1.1. Lƣu chất từ biến
Lƣu chất từ biến MRF (Magneo Rheological Fluid) bao gồm những hạt kích
thƣớc có micro nhiễm từ lơ lững phân tán trong các dung dịch nhƣ dầu silicon hoặc
nƣớc.Khi có tác dụng của từ trƣờng,xuất hiện sự phân cực diễn ra trong môi chất
MR và làm thay đổi đặc tính của nó,các hạt nhiễm từ lúc này bắt đầu sắp xếp lại
thành một chuỗi thẳng hàng theo đƣờng của từ thông.Lần đầu tiên đƣợc phát hiện
vào những năm 40 của thế kỷ 20,tuy nhiên cho đến đầu những năm 1990,lƣu chất từ
biến mới chính thức đƣợc đƣa vào nghiên cứu và phát triển.Lƣu chất từ biến (MRF)
có khả năng chịu ứng suất chảy cao,các cơ cấu dựa trên MRF đã đƣợc nghiên cứu
và ứng dụng MRF,từ đó hiệu suất các thiết bị tăng đáng kể.Điều này cho thấy tiềm
năng và tính ứng dụng của MRF cần đƣợc phát triển hơn nữa.[1]

(a)

(b)

(c)


Hình 1.1 Chất lỏng từ hóa (a) Khơng có từ trƣờng (b) Từ trƣờng mà khơng có
cắt (c) Từ trƣờng với cắt [1]

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 1

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

Hình 1.2 Mơ hình chất lỏng MR trong từ trƣờng ngồi [2]
- Tính chất của các chất lƣu từ

Hình 1.3 MRF-132-DG của Lord Corporation

Bảng 01 Tóm tắc những thuộc tính của lƣu chất MR
Thuộc tính của lƣu chất MR

Giá trị tiêu biểu

Độ nhớt ban đầu

0.2 đến 0.3 [Pa.s] (lúc 25 ˚C)

Khối lƣợng riêng


3 đến 4 [g/cm3]

Cƣờng độ từ trƣờng

150 đến 250 [kA/m]

Điểm tới hạn

50 đến 100 [kPa]

Thời gian đạt đƣợc

Vài mms

Điện áp cấp chủ yếu,cƣờng độ hiện thời

2 đến 25 V,1-2 A

Nhiệt độ làm việc

-50 đến 150 [˚C]

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 2

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ


GVHD: TS.Lê Thanh Danh

1.2 Ứng dụng của lƣu chất MRF
1.2.1 Giảm chấn
Giảm chấn là một bộ phận không thể thiếu trong ô tô cũng nhƣ nhiều máy móc
khác,nó có tác dụng bảo vệ bộ phận đàn hồi cũng nhƣ dập tắt dao động.
Hầu hết các loại giảm chấn thơng thƣờng đều có độ cứng khơng thay đổi,vì vậy nếu
mật độ nhấp nhô của mặt đƣờng quá lớn thì hiệu quả của giảm chấn sẽ giảm đi đáng
kể hoặc thậm chí vơ hiệu.Việc thiết kế bộ giảm chấn có khả năng điều chỉnh độ
cứng trở nên cần thiết vì nó có thể bù đắp những khuyết điểm của bộ giảm chấn
thông thƣờng,với khả năng điều khiển đƣợc,MRF đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng
trong thiết kế giảm chấn. Nó có khả năng tùy biến độ cứng của giảm chấn phụ thuộc
vào độ nhấp nhô của mặt đƣờng làm cho dao động dập tắt nhanh,hiệu quả nhất mà
ngƣời ngồi trên xe cảm thấy thoải mái nhất.Về mặt kết cấu giảm chấn đƣợc sử dụng
MRF có cấu tạo hồn tồn khơng sử dụng lị xo mà đảm bảo đầy đủ tính năng hoạt
động.

Hình 1.4 Cơ cấu treo bằng MRF [3]
Hình 1.4 là một trong những ứng dụng nghiên cứu nhiều hiện nay đó là giảm
chấn,khi xe di chuyển trên đƣờng bằng phẳnng,lúc đó khơng cần giảm chấn,dịng
điện khơng cấp vào cuộn dây.Khi qua những đƣờng gồ ghề cần giảm chấn .Khi
dòng điện cấp vào cuộn dây sinh ra từ trƣờng đi qua các kênh dẫn điều chỉnh độ
cứng của lƣu chất MRF để dập tắt dao động một cách nhanh nhất.[3]

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 3

MSHV:16748



Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

 Ghế ngồi

Hình 1.5 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MA trong ghế treo [3]
Đƣợc giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1998, hệ thống điều khiển rung bán chủ động
đƣợc sử dụng trong các ghế của xe tải Eighteen Wheeler (Lord 1998). Một hệ thống
điều khiển rung bán chủ động bao gồm van điều tiết chất lỏng MR, bộ vi xử lý, cảm
biến, trình điều khiển hiện tại và cáp phụ trợ. Hiện nay, hơn 5000 hệ thống điều
khiển rung bán hoạt động dựa trên chất lỏng MR đang đƣợc sử dụng trong các xe tải
hạng nặng ở các đƣờng cao tốc của Mỹ. Các hệ thống này đƣợc đánh giá cao bởi
những ngƣời lái xe trải nghiệm chúng. Số lỗi đƣợc ghi trong trƣờng này hầu nhƣ
bằng không.[3]
 Bảo vệ nhà cửa của cơng trình
Các Dampers MR có thể đƣợc sử dụng nhƣ là chấn động địa chấn sẽ hoạt động
dƣới tần số cộng hƣởng của tòa nhà bằng cách hấp thụ cú sốc sóng và dao động có
thể gây hại trong kết cấu. Điều này làm cho các cơ cấu giảm chấn có thể thực hiện
bất kỳ cơng trình xây dựng,cơ cấu chống động đất.[3]

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 4

MSHV:16748



Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

Hình 1.6 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MR trong xây dựng

Hình 1.7 Bộ phận điều chỉnh cổng biến đƣợc lắp đặt trên cầu

 Máy giặt
Bộ giảm chấn nƣớc MR đƣợc sử dụng trong máy giặt để giảm rung động trong
quá trình quay.

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 5

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

Hình 1.8 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MR trong máy giặt [3]

1.2.2 Máy đánh bóng
Một trong những sử dụng khơng ngờ tới nhất của chất lỏng MR là sử dụng nó
nhƣ là một chất đánh bóng. Các bề mặt quang học đƣợc đánh bóng trong một MR
kết thúc vừa đƣợc kiểm sốt bởi các chƣơng trình. Khơng giống nhƣ việc đánh
bóng lịng vịng thơng thƣờng, hình dạng và độ nhớt chất lỏng có thể đƣợc kiểm

sốt trong các lĩnh vực khác nhau.

Hình 1.9 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MR trong đánh bóng

Học viên: Trƣơng Minh Hịa

Trang 6

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

1.2.3 Chất lỏng của MR nhƣ máu của Robot
Các chất lỏng MR là những nghiên cứu về ISS có thể chảy trong robot nhƣ máu.
Chất lỏng của MR là chất lỏng thay đổi độ nhớt hoặc hình dạng thay đổi khi ở dƣới
một từ tính.

.
Hình 1.10 Ứng dụng giảm chấn bằng lƣu chất MR trong robot [3]
Một trong những ứng dụng kỹ thuật thú vị nhất của chất lỏng MR là việc xây
dựng các bộ giảm chấn thơng minh MR và có thể điều khiển đƣợc,bộ giảm chấn áp
lực của MR là khả năng điều khiển của hệ thống, có thể điều chỉnh để cung cấp mức
độ giảm chấn mong muốn bằng cách thay đổi dịng cung cấp. Ý tƣởng chính là để
có đƣợc mức độ mong muốn của giảm xóc bằng cách thay đổi sự cảm ứng từ tính
trong một lỗ giữa hai buồng chứa MR tách ra.Khe lƣu chất đóng vai trị nhƣ một
van từ tính cho chất lỏng, đƣợc điều chỉnh bởi dịng điện và do đó khai thác chất
lỏng MR trong chế độ dịng chảy. Có rất nhiều kiến trúc đƣợc thiết kế cho mục đích

này: bộ giảm chấn đơn và bộ giảm chấn kép. Bộ giảm chấn đơn đã kết thúc chỉ có
một bình chứa cho chất lỏng MR đƣợc chuyển qua một lỗ từ trên buồng tới buồng
khác.Để thích ứng với sự thay đổi này trong thể tích hồ chứa, một bình ắc quy
thƣờng đƣợc sử dụng. Bộ giảm chấn áp điện đơi kết thúc có thanh pittơng có cùng
đƣờng kính nhơ ra qua cả hai đầu của bộ giảm chấn.
Các ứng dụng của bộ giảm chấn đơn là chủ yếu trong việc giảm rung động của
các thành phần cơ khí nhƣ treo xe và rung động cơng nghiệp, trong khi bộ giảm
chấn kép là chủ yếu đƣợc sử dụng cho các ứng dụng xe đạp, ứng dụng phục hồi

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 7

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

súng, và để ổn định các tòa nhà và cầu trong lúc động đất. Các lực đầu ra của các
thiết bị nhƣ vậy có thể dao động từ các lực khá thấp (hàng trăm nút Newton) trong
trƣờng hợp hệ thống treo nhẹ lên tới 20 tấn trong trƣờng hợp các ứng dụng dân sự,
trong đó phải bù đắp cho các lực lớn do sự rung lắc tồn bộ tịa nhà .[4]

Hình 1.11 Cơ cấu van thay đổi [4]
Trong hầu hết các động cơ, thời gian và thang cuốn van đƣợc tối ƣu hóa cho một
bộ điều kiện hoạt động. Động cơ hoạt động trong các điều kiện tải và tốc độ khác
nhau. Do đó, để tối ƣu hóa hiệu suất của động cơ trong mọi điều kiện và bất kỳ
trƣờng hợp nào, cần thiết bị cho phép van biến đổi. Thử nghiệm đánh giá kiểm sốt

MR.[5]

Hình 1.12 Lắp ráp van điều khiển MR và lắp khe hở cho lƣu chất [5]

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 8

MSHV:16748


Luận văn Thạc sĩ

GVHD: TS.Lê Thanh Danh

Lắp ráp van điều khiển và khe hở đƣợc trình bày trong (hình 1.12). Đo trọng
lƣợng của lắp ráp van MR là 475g và thể tích 70mm³. Trọng lƣợng đo đƣợc của bộ
khuếch đại MR là 530g và khối lƣợng là 75mm³. Bao bì tổng thể và trọng lƣợng
của cả hai thiết kế, van và lỗ, đã đƣợc biết để so sánh hiệu suất áp suất tĩnh so với
dòng điện áp trong van hoặc ống xả đã đƣợc đánh giá.

Hình 1.13 Ly hợp vận hành bằng chất lỏng MR với nam châm vĩnh cửu

1.2.4 Phanh lƣu chất MRF
Phanh là bộ phận cốt yếu trong ô tô,nếu hệ thống phanh đƣợc sử dụng kịp thời và
hiệu quả thì số vụ tai nạn liên quan đến phanh sẽ đƣợc giảm thiểu hoàn toàn.Khi
một lực phanh đƣợc tạo ra do ngƣời lái xe mà lớn hơn là lực ma sát của lốp,lúc đó
bánh xe sẽ bị hãm chặt hay bó cứng lại.Do xe chuyển động với vận tốc cao,nên các
bánh xe sẽ bị trƣợt trên đƣờng,điều này làm mất khả năng điều khiển của lái xe và
xe có thể trƣợt về phía trƣớc một cách khơng xác định đƣợc hoặc là có thể xảy ra

bất kỳ chuyện gì khơng biết trƣớc do mất điều khiển xe.Hiện nay hệ thống ABS
(Anti-lock Brake System) đã cải thiện sự cố trên các má phanh sẽ hoạt động để sinh
ra một lực bám cần thiết giúp bánh xe vẫn chuyển động đƣợc mà khơng bị bó cứng
nhƣ hệ thống phanh thơng thƣờng điều này làm vỏ xe khơng mài mịn xuống mặt
đƣờng.Hệ thống phanh ABS bao gồm từ một đến 4 thiết bị cảm biến vận tốc đƣợc
gắn trên trụ phanh ở các bánh xe,hệ thống bơm và kiểm soát hệ thống thủy lực,hệ
thống điều khiển điện tử.Các xe hiện nay đang gắn một trong hai hệ thống phanh

Học viên: Trƣơng Minh Hòa

Trang 9

MSHV:16748