【正文】 ，成本低廉，傳動(dòng)精確；缺點(diǎn)是承受的軸向推力大，效率低，摩擦嚴(yán)重。該機(jī)構(gòu)構(gòu)型新穎，用同一套機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了左右翻身兩個(gè)相似運(yùn)動(dòng)，但是 其 主要適用于橫向 3 折床面。 布置，使整個(gè)機(jī)構(gòu)成為一個(gè)空間機(jī)構(gòu)，這樣就可以滿足整體布局要求，同時(shí)，為防止翻身機(jī)構(gòu)與抬背、抬腿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)干涉，具體設(shè)計(jì)時(shí)需將構(gòu)件 4 演化為 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 滾輪，通過高副接觸帶動(dòng)構(gòu)件 5 的運(yùn)動(dòng) (由于人體的重力直接作用于構(gòu)件 5，因此，雖然運(yùn)動(dòng)副做了改變，但是運(yùn)動(dòng)效果仍然相同 )。坐起和曲膝動(dòng)作如圖 “坐起狀態(tài) ”。2 ?? （忽略轉(zhuǎn)臂自重） 電 動(dòng) 機(jī) 的 許 用 功 率： [P 許 2 ] = WP 65 2244232139。那么由屈膝的抬腿時(shí)間 st 30? ，螺桿導(dǎo)程間距 mmd 5? ，可以得出電動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速約： m in/6460405213 rn ????? 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 圖 左右翻身機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 零件設(shè)計(jì) 縱軸的設(shè)計(jì)與校核 求軸上的功率 P1，轉(zhuǎn)速 1n ，和轉(zhuǎn)矩 T1。 橫軸的設(shè)計(jì)與校核 求軸上的功率 P P3轉(zhuǎn)速 n n2及轉(zhuǎn)矩 T T3。 查得 ? ? Mpa1551 ??? 。 F 為摩擦系數(shù)，取 f=。 坐起螺桿導(dǎo)程為 300mm，螺紋選 350mm，據(jù)床的整體機(jī)構(gòu)確定螺桿總長(zhǎng)度 450mm，材料選用 45 鋼。 56?? iuts? 。 因本機(jī)構(gòu)中連桿材料及尺寸與翻身機(jī)構(gòu)中一樣，但受力卻較前者小，故無(wú)需強(qiáng)度校核。進(jìn)行三維仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用的軟件是我個(gè)人所在實(shí)習(xí)公司所用造船軟件 TRIBON。棲裝系統(tǒng)的各子系統(tǒng)如 管路 模塊、電纜模塊等均以附件庫(kù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。由于 TRIBON 采用單一 數(shù)據(jù)庫(kù)管理 ，在管系原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，管材、規(guī)格、 法蘭 、設(shè)備、閥門等符號(hào)均會(huì)與附件信息建立聯(lián)系，同時(shí)又可以與管系 3 維模型信息建立聯(lián)系?；乜梢暂敵鋈我鈪^(qū)域的局部視圖，如 衛(wèi)生單元 的視圖等。 圖 護(hù)理床床面三維仿真尺寸圖 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 護(hù)理床的床面的三維建模。 隨著科技的發(fā)展，各種新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，多功能護(hù)理床 的研究將會(huì)有廣闊的前景。 另外，還可以考慮對(duì)現(xiàn)有機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)或者采用新模型設(shè)計(jì)形式，減少材料的使用，降低成本。 圖 護(hù)理床床面連接單元建模圖 護(hù)理床各單元尺寸圖 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁(yè) 圖 護(hù)理床各單元尺寸圖 護(hù)理床整體三維建模圖。國(guó)提 供了門、窗、家具、設(shè)備、壁板、天花板、甲板敷料等的布置功能。 電纜設(shè)計(jì)系統(tǒng)可分為電纜原理圖設(shè)計(jì)和電纜放樣 2 大模塊。 附件的信息以記錄的形式存人部件數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且用戶可以追加記錄，以擴(kuò)充附件數(shù)量。 迄今為止，全球已有 200 多家廠商采用該系統(tǒng)進(jìn)行船舶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，例如在 歐洲 有 挪威 、 德國(guó) 、法國(guó) 、 丹麥 、 芬蘭 、 英國(guó) 等國(guó)家，在亞洲包括 中國(guó) 、 日本 、 韓國(guó) 、 新加坡 等國(guó)家的多個(gè)廠家安裝了該系統(tǒng)。 因本機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)臂所受彎矩較坐起機(jī)構(gòu)中小得多，故也無(wú)需進(jìn)行強(qiáng)度校核。 圖 坐起螺桿導(dǎo)程示意圖 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 連桿的設(shè)計(jì) 連桿一： 330mm，連桿二： 150mm，直徑： 28mm， 45 鋼調(diào)質(zhì)處理。 螺桿強(qiáng)度校核： 22 3???????????????? Tca WTAF? 其中 F 為軸向壓力： ? ? NdtgTF v 21602 2 ??????? ???? ?? 。m。故，軸安全。 初步確定軸的直徑 ? ? ? ? mmn PAd 3 43 42 202 ????? ? 因計(jì)算比較保守，先選用外徑 42mm，內(nèi)徑 32mm的 45 鋼管，待后面校核。 初步確定軸的直徑 ? ? ? ? mmn pAd 44101 ????? ? 選用內(nèi)徑為 27mm，外徑為 45mm的 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。 2）轉(zhuǎn)速 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 由圖 可知坐起螺桿導(dǎo)程 1 最短約為 300m。（ 如圖 所示 ） 圖 吃飯裝置 本章 小結(jié) 本章完成了多功能護(hù)理床總體方案的設(shè)計(jì)。 構(gòu)型 c：文獻(xiàn)提出了一種螺旋一連桿組合機(jī)構(gòu)。鑒于以上原因，該構(gòu)型不是翻身機(jī)構(gòu)的最佳方案。采用電動(dòng)推桿作為連桿和動(dòng)力源之一，可以獲得很大的翻轉(zhuǎn)角度 ,但是該機(jī)構(gòu)成本較高。 抬背機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，有以下幾種構(gòu)型可供選擇。 從以上設(shè)計(jì)角度除法，根據(jù)前文確定的設(shè)計(jì)原則，確定護(hù)理床采用床面大尺寸， 支撐框架略小的結(jié)構(gòu)，有利于空間的節(jié)約；移動(dòng)方式為前面布置兩個(gè)萬(wàn)向輪，從而使得轉(zhuǎn)彎半徑較??；各個(gè)功能模塊機(jī)構(gòu)初步選用連桿結(jié)構(gòu)，以方便實(shí)現(xiàn)各床面板的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其驅(qū)動(dòng)元件均布置于支撐框架下層，以保證機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角和框架強(qiáng)度要求；各零部件近似對(duì)稱布置于床面之下，使機(jī)器人重心始終處于機(jī)構(gòu)中間位置，以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性和使用者的心理安全感。《醫(yī)用電氣設(shè)備 第二部分：醫(yī)用電動(dòng)床安全專用要求》給出了背板、大腿板、小腿板的調(diào)節(jié)范圍建議值： 1) 背板與水平面間夾角（圖 中 A）應(yīng)能從 0～ 80o（或更大）可調(diào)。具體包括：平躺、左 /右翻身、抬背、曲 /伸腿 .。比如各部分結(jié)構(gòu)要與人體的尺寸匹配；設(shè)計(jì)中力求加速度最小化等等。 結(jié)合病人的實(shí)際情況和病人的實(shí)際需要，我們這款多功能病床主要實(shí)現(xiàn)以下 四 大功能： ，使病人可以在任何自己感覺 舒適的位置坐下。 多功能護(hù)理床是 針對(duì)醫(yī)院和生活不能自理的病人、殘疾人、危重病人、癱瘓病人的特殊需要而設(shè)計(jì)的， 可實(shí)現(xiàn)病人翻身、坐起、屈膝及吃飯四大功能，并可實(shí)現(xiàn)病人自由調(diào)控臥姿， 解決了長(zhǎng)期以來(lái)普遍存在的病人大小便、吃飯、移動(dòng)、看書、寫字、娛樂難等多方面的問題。從材料方面看．目前手術(shù)器械產(chǎn)品材質(zhì)豐富，除廣泛采用含鉬不銹鋼外，還采用銅、鋁、特殊臺(tái)金和塑料等材料；從產(chǎn)品形式來(lái)看，手木器械采用了現(xiàn)代新技術(shù)后正突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，向高效能、設(shè)備性發(fā)展，但國(guó)外這種復(fù)雜的多功能的護(hù)理器械造價(jià)高昂，功能操作相對(duì)復(fù)雜，在我國(guó)現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)水平下很難得到大眾化的推廣應(yīng)用；在國(guó)內(nèi)，相關(guān)的醫(yī)療護(hù)理器械發(fā) 展不太成熟，特別是護(hù)理病床的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際的需要，功能比較單一、自動(dòng)化程度不高等原因是現(xiàn)有一些多功能護(hù)理病床得不到大眾化推廣的原因之一。老齡化社會(huì)的提早到來(lái)、空巢家庭的日趨增多，與我國(guó)較為落后的醫(yī)療和社會(huì)保障體系構(gòu)成了一對(duì)較為尖銳的矛盾?，F(xiàn)階段我國(guó)高齡老年人主要由家庭照料，護(hù)理強(qiáng)度大，費(fèi)用高昂，情況亟待改善。據(jù)報(bào)道，中國(guó)不僅是世界上老齡化人口最多的國(guó)家，而且也是老齡化速度最快的國(guó)家之一。該病床能夠幫助病人實(shí)現(xiàn)翻身、坐起、屈膝、排便及吃飯，解決了護(hù)理病人過程中的諸多不便，進(jìn)而 提高 了我國(guó)護(hù)理業(yè)服務(wù)，有力地促進(jìn)了我國(guó)的醫(yī)療保健事業(yè)的發(fā)展。主要包括總體框架、抬腿部件、抬背部件、翻身部件等功能模塊。人口老齡化的趨勢(shì)在很大程度上增加了老年人群患慢性病的風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)資料，約 79． 1％的老人至少有一種慢性病，而這類人群往往也有較差的功能狀態(tài)、較高的殘疾風(fēng)險(xiǎn)和較高的死亡率，因而將成為健康情況最差的一個(gè)群體。所謂 “空 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 巢家庭 ”，是指沒有兒女或者雖有兒女，但不在身邊的純老人家庭。您是否曾經(jīng)也有過如此感受，家中有了老人或者不能自理人士，為他們的飲食感到煩惱，為他們的排便感到苦惱，為他們?nèi)站貌荒芑顒?dòng)而落下后遺癥感到心酸，這一切就在有了多功能護(hù)理床之后煙消云散了，從此你我不再彷徨與不安，世界又多了一張張微笑的臉龐。 圖 多功能護(hù)理床可幫助病人實(shí)現(xiàn)的形態(tài) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 圖 手動(dòng)多功能護(hù)理床外觀 圖 電動(dòng)多功能護(hù)理床的外觀 隨著護(hù)理行業(yè)的發(fā)展以及人民的需求，也必將導(dǎo)致多功能護(hù)理床向著功能全面發(fā)展，手動(dòng)必將被自動(dòng)所代替。還可以對(duì)腿部的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)；病人還可以在床上看書、寫字、就餐。 ，使病人在床上用餐和看書處于一個(gè)舒服的位 置，并提供放置飯菜的地方。參照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，不僅能在最大程度上滿足使用要求，而且有利于增強(qiáng)互換性，降低 陳本。 外形尺寸 多功能護(hù)理床主要用于病房或家庭中，因此在各個(gè)姿態(tài)時(shí)，其所占的空間范圍必須與病房和家庭房間的相關(guān)尺寸向適應(yīng)，同時(shí)采取適當(dāng)?shù)某叽?，可以使被護(hù)理人員感到舒適。 4) 大腿板與小腿板間夾角（圖 中 D）應(yīng)能調(diào)至 180o（平面）。各床板之間通過鉸鏈相互連接，整體床面則通過臀部下層板固定到支撐框架之上。但是在護(hù)理床的結(jié)構(gòu)中，支撐框架的 Z向尺寸較小，而背板又要翻轉(zhuǎn) 80。圖 中列出了幾種原理和功能上符合的構(gòu)型，下文將對(duì)各構(gòu)型進(jìn)行詳細(xì)分析。 ，力的有效利用程度非常高，而此時(shí)也正好是機(jī)構(gòu)受力 最大的時(shí)候。 背、 腿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 抬腿機(jī)構(gòu)的構(gòu)型相對(duì)來(lái)講和抬背機(jī)構(gòu)是相同的，抬背機(jī)構(gòu)和抬腿機(jī)構(gòu)總體的簡(jiǎn)圖 如圖 ，圖 所示 。首先提出了護(hù)理床的總體布局，然后確定了床面結(jié)構(gòu)形式、具體尺寸，最后在分析比較基礎(chǔ)上，確定了各功能模塊的機(jī)構(gòu)構(gòu)型。4060=90r/min 曲腿電動(dòng)機(jī)的選擇 1） 功率： st 30? ，極限角度 o50?? ，轉(zhuǎn)臂角速度： sr ad / 18/53 ?? ?? 轉(zhuǎn)臂速度： smtv /0 1 3 ???? ? 負(fù)載 T3=1000N，則轉(zhuǎn)臂所傳遞的功率： [P 許 3]= Wp 35 13 2224232139。 軸的強(qiáng)度校核 只校核軸的危險(xiǎn)截面，因該軸所受彎矩可忽略，下面只按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核。 初步選定滾動(dòng)軸承 因軸承所受軸向力可忽略，認(rèn)為只受徑向力，選用角接觸球軸承即可。 根據(jù)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式： ? ? 2/2/2 mV Q f ddq T GT ??? ?? 其中 Q 為軸向載荷 1000N，螺紋伸角為 o5?? ，當(dāng)量摩擦角 ov 5?? 。而電動(dòng)機(jī)提供給螺桿的轉(zhuǎn)矩為 mNmNT ?????? 39。 經(jīng)計(jì)算得 Mpaca 29?? 。 轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì) 據(jù)橫軸一的位置及床整體結(jié)構(gòu)，確定轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度為 570mm，材料為結(jié)構(gòu)用冷彎矩形空心型鋼，標(biāo)準(zhǔn) GB/T67281986。 完成了各部件的設(shè)計(jì)。它實(shí)現(xiàn)了船體 CAD/CAM 的集成。附件庫(kù)的建立可以邊設(shè)計(jì)邊建立。通過調(diào)入相關(guān)的船體分 段、管路和其他專業(yè)設(shè)備、電氣設(shè)備及支架布置等，構(gòu)成電纜路徑、托架和貫通，具有檢查電纜路徑的連接情況、電纜敷設(shè)、電纜路徑、真實(shí)貫通的填充率等功能?；啬芊奖愕貫槠渌麑I(yè)提供背景圖形。 護(hù)理床共可以實(shí)現(xiàn)四大功能，由四大功能模塊所構(gòu)成，論文在參考查閱大量的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)多功能護(hù)理床進(jìn)行了認(rèn)真和深入的研究，主要完成了如下工作 : ： 整體方案主要涉及到護(hù)理床 能實(shí)現(xiàn)幫助病人坐起、翻身、吃飯、屈膝四大功能，并根據(jù)中華人民共和國(guó)醫(yī)用電器相關(guān)條例設(shè)計(jì)出多功能護(hù)理床的各單元模塊外形尺寸、承載能力，各模塊所能完成的功能特性設(shè)計(jì)以及護(hù)理床的整體布局。s basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries