【正文】 ??????????????? 6． 2信息檢測???????????????????????? 6． 3信息交換平臺?????????????????????? ?? 6． 4功能模塊化????????????????????????? 6． 5系統(tǒng)集成?????????????????????????? 6． 6本章小結(jié)?????????????????????????? 7 結(jié)論和展望 ?????????????????????????? 7． 1論文工作結(jié)論??????????????????????? IV 7． 2后續(xù)工作展望??????????????????????? 8 參考文獻 ?????????????????????????? 第 1 頁 共 32 頁 1 緒論 1． 1課題的目的和意義 我國是個人口大國，就目前而言，中國人口結(jié)構(gòu)日趨老齡化的現(xiàn)象越來越嚴峻，部分城市甚至出現(xiàn)了“空巢家庭”，一些年紀大的尤其是患病的老人因長期得不到照顧，身體情況也是急劇的下滑，有些家庭通過請人照顧的方式來解決這個問題，但這樣做既費時又費力，而且病人也不能 24小時被人照顧，所以一個能幫助這樣群體的工具顯得尤為重要。因此，有一套合適的護理器具來幫助老年人生活自理，并減輕家 庭的負擔，這也是兒女們的孝心，同樣是老人的心愿。 不僅老年人，殘疾人也是一部分更加需要社會關(guān)心的群體。 目前在國際高新技術(shù)醫(yī)療設(shè)備市場主要被美同德等少數(shù)國家的少數(shù)幾個跨國大公司所壟斷，包括美國的通用、惠普公司，德國西門子公司，日本的東芝島津 R 立公司和荷蘭飛利浦公司等。動作時，輪椅平面收縮形成座姿，病人可以坐在輪椅上離開床體四處活動。第三類為多功能翻身床，能夠?qū)崿F(xiàn)多種變形，完成支背、曲腿、側(cè)翻等動作要求。其中，護理翻身床設(shè)計的復(fù)雜性體現(xiàn)在要能完成起背、翻身、輔助解便、污物的處理、康復(fù)床原位的旋轉(zhuǎn)、護理翻身床與輪椅的轉(zhuǎn)接、護理翻身床的折疊和移動等工序裝置繁多，零部件的外形復(fù)雜，約束關(guān)系也比較復(fù)雜，采用機電 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)難度大；采用計算機輔助工程分析的方法，建立護理翻身床的虛擬模型，對其進行機構(gòu)運動學的分析，可以方便的修改參數(shù)和結(jié)構(gòu)；并通過模擬實驗過程，可以明確各裝置的相互關(guān)系，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)以及動力分配，檢驗機構(gòu)的可靠性，為電系統(tǒng)提供主控參數(shù)。 (2)每個活動床面板的擺動角度范圍應(yīng)該參照相關(guān)的醫(yī)療護理要求以及人體的舒適感。 針對長期臥床的殘障者可能產(chǎn)生的肌肉廢用性萎縮、關(guān)節(jié)攣縮和僵硬，康復(fù)床應(yīng)該能夠協(xié)助患者進行有節(jié)奏的收縮與放松活 動，以改善局部血液循環(huán)，促進組織修復(fù)，所以生活起居床應(yīng)具備起身和曲腿功能。而蓄電池的供電時間有限，并且成本高，不利于降低整床的造價。最后在驅(qū)動及能源和控制。構(gòu)件用運動副連接成的具有相對運動的鏈系稱為運動鏈。操作簡單，控制方便。在機構(gòu)中，有些構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運動，并不影響其他構(gòu)件的運動。 3． 3 與機構(gòu)有關(guān)的其它功能 康復(fù)床具有人體工學的模塊化機構(gòu)設(shè)計技術(shù)，具有通過手柄和按鈕完成的起身、翻身、輪椅轉(zhuǎn)接等主要功能；可以提供自動翻身、輔助解便、污物后處理、與輪椅 的轉(zhuǎn)接、折疊與移動這些功能通過不同機構(gòu)實現(xiàn)。 桿 S所受作用力： d/2lcos???? EFGFr， 其中 oldscl ??cos/)cos(?? 圖 41支背機構(gòu)簡圖 第 16 頁 共 32 頁 絲杠中傳遞的軸向力 F為：)sin/()sincos( 3tlxsFrysFrF FF ???? 其中 1cos?sxs? )/arc tan(4 nmt? ???? 50541 tt? 1sin?sys? ???????? ????? 22 22225 /2a r c c o s nm wlnmt ?? ???90F ???????? ? ?? 11c o ss ina r c ta n ??? sc ds 4． 1． 2曲腿機構(gòu)的計算及分析 對曲腿機構(gòu)進行簡化，并進行受力分析如圖 42。其中，有大量的固定接觸副，可把其作為一個整體考慮。 對與運動中的機構(gòu)，在進行力學分析時應(yīng)考慮動力學和靜力學兩方面對機構(gòu)的影響。有四個繞 Y軸方向的轉(zhuǎn)動副，每部分能獨立轉(zhuǎn)動。 c．擺桿架的中部鉸裝兩個平行的擺桿以形成一同步連動的擺桿結(jié)構(gòu)，在擺桿的另一端的擺桿架上固裝有直線電機，該直線電機的輸出軸端鉸裝在其中的一個擺桿上，以實現(xiàn)在直線電機輸出軸伸縮時使擺桿在擺桿架的平面上擺動；擺桿架的另一端通過鉸軸與撐板的一端 鉸裝，以實現(xiàn)擺桿架在撐板上的擺動。 5． 4本章小結(jié) 本章介紹了。定時或者實時采集使用者的脈搏、血壓、心電與心率等六大參數(shù)，提高采集系統(tǒng)的抗干擾能力，同時便于人體生理參數(shù)信息的傳輸、存儲和處理。并用Solidworks等對機構(gòu)進行了建模及計算，并參與配件 的采購和加工。17:l20— 125． [4]Lee， C， Seo， K， Oh， C and Lee， J． Newly Designed Rehabilitation Robot System for WalkingAid with Pneumatic Actuator[J]． International Journal of HWRS 2020； 4(1)： 4246． [5]Gazzani F， Bernardi M， Macaluso A， Coratella D， Ditunno Jr， JF，CaStellano， V， Torre， M， Macellari， V．， MarChetti， M．： Ambulation training of neurological[J]． patients on the treadmill with a new Walking Assistance and Rehabilitation Device(WARD)， Spinal Cord 37 l999： 336344． [6]Kai Y， Inoue Y， MatSuda， T Kawazawa， N Sugawara， K lshida Study of Control Methods of a SensorControlled Walking Support Machine on the Basis of Leg Muscular Tensions during a Patient’ s Falling， The 2nd JSME Symposium on Welfare Engineering， 2020： 155l58， (In Japanese)． [7]Ewa S， Nemoto Y， Koseki A， Ishii T， Fujie， MG： Gait Improvement by PowerAssisted Walking Support Device,Human Friendly[C]. Mechatronics (ICMA2020)200l： 117— 122． [8]Jezemik S， Clombo G， Keller T， Frueh H， Morari M， Robotic Orthosis Lokomat： [9]A Rehabilitation and Research Tool,Neuromodulation[J]． Vol． 6， No． 2，2020： 108115． [10]Ado K， Miura A， Ikeuchi H， Ohnishi K， Nagatoshi M， Miyagawa H， Development of a unweighting vest for gaittraining machines， proceeding of JSME Mechanical[C]Engineering Congress 2020 Japan(MECJ 6． 5系統(tǒng)集成 殘障者多功能康復(fù)床涉及機、電、材料、康復(fù)工程、信息處理和智能控制 等不同領(lǐng)域，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如何高效地進行系統(tǒng)集成，以保證系統(tǒng)內(nèi)各個部分協(xié)同工作，而不是各功能的簡單疊加。因此，殘障者生活康復(fù)床所要求的生理信息檢測不但要能夠?qū)崟r或者定時采集使用者的脈搏、血 壓、心電、呼吸率等參數(shù)，還要檢測方法簡單，檢測結(jié)果采用數(shù)字和漢字相結(jié)合的顯示方式，直觀易懂，有簡單醫(yī)學常識既可使用?；颊呖梢元毩踩膶崿F(xiàn)從床到輪椅、從輪椅到馬桶或到浴池的轉(zhuǎn)接 。改變構(gòu)件尺寸可得到從動件各種不同運動規(guī)律。在醫(yī)療康復(fù)，教育康復(fù)，和職業(yè)康復(fù)中需要個人醫(yī)療輔助器具。這些力的大小和性質(zhì)，對于計算機構(gòu)的強度，運動副中的摩擦，磨損，確定機械的效率，以及研究機械的動力性能等一系列問題，都是極為重要的必需資料。經(jīng)過分析和比較 ,我們決定采用 Solidworks作為建模的軟件平剖。用圖解法對連桿機構(gòu)進行運動分析雖然具有形象直觀的特點，但它精度低，費時且不便于將機構(gòu)分析的問題和機構(gòu)從和的問題聯(lián)系起來，解析法正好克服上述缺點，這種方法不僅可獲得很高的計算精度及一系列位置的分析結(jié)果，并能繪出機構(gòu)相應(yīng)的運動線圖，同時還可把機構(gòu)分析和機構(gòu)綜合問題聯(lián)系起來，以便欲機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。構(gòu)件數(shù)目不多。 第 13 頁 共 32 頁 圖 31支背機構(gòu)原理圖 — 靜止 圖 32 支背機構(gòu)原理圖 — 運動 此機構(gòu)共 6個構(gòu)件， 5個轉(zhuǎn)動副，一個移動副，一個高副，構(gòu)成運動鏈。向右翻時， D2固定， D1自由，被動桿 BC頂起翻板。 3． 2 機構(gòu)的確定 構(gòu)件是組成機構(gòu)的運動單元體。在床體體位的控制方式上，除了采用通行的鍵盤按 鈕輸入方式以外，為了方便體弱病殘者，還考慮增加了語音控制輸入模式，操作者可以用聲音命令操縱護理床的運動。 (4)系統(tǒng)控制的難易程度 體位變換是各個床面板由一種型組合轉(zhuǎn)換為另一種型組合，雖然護理床所需實現(xiàn)的體位位姿數(shù)目眾多、形式各異，但是將各個體位位姿按照對應(yīng)的床面面板加以逐個分解后，各個面板的獨立動作的變換要求不太復(fù)雜，就目前的計算機控制水平而言，結(jié)合多軸控制技術(shù)，是完全能夠?qū)崿F(xiàn)對護理床整體的實時控制的。為加病人受傷的腿部愈合，康復(fù)床應(yīng)有必要的抬腿體位。新技術(shù)是源于模仿人體的運動，人體擁有極大的柔性。設(shè)計出合適的人機接口，使患者躺在護理翻身床上就可以方便的控制所有的外部設(shè)備。但是由于機構(gòu)設(shè)計的局限性，這類床的翻身角度一般只有 30176。由此蘊含的商機巨大，歐美，日本，中國臺灣以及中國大陸都相繼開發(fā)出一系列手動式，電動式的護理床一滿足社會需求。 1． 2國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展情況及技術(shù) 國外醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)已經(jīng)較為發(fā)達，醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了相當?shù)囊?guī)模，特別是在高端醫(yī)療器械方面具有絕對的優(yōu)勢。因此，對老年人、癱瘓病人、慢性病人以及殘疾人士添加必要的護理設(shè)備和用具顯得尤為的重要。殘障人的生活起居床作為個人生活自理以及防護類別中的一種特殊康復(fù)器具，可以明顯的改善臥床癱瘓病人的生活質(zhì)量，并且提供健康且舒適的躺臥條件，還能減輕掉陪護人員的負擔。s life,more and more attention is being paid to those disabled paralyzed patients. Thus,the development of multifunctional care bed bees important article mainly collects several typical design of multifunctional bed at home and abroad and pares the differences in characteristic between these mechanisms ,and also proposes technologic problems needed to be solved and development direction of multifunctional care bed afterwards. First of all, based on ergonomics, the nursing bed was overall designed in this paper, According to the relevant standards and design specification。 pleted the overall design of the overall framework, carried a leg, carried back parts, turn over parts function module .Among them, defecate parts greatly expression of the elderly care. Finally, the bed of all parts of the design respectively. Using the method of science, rigorous thinking and effective data obtained from all agencies of the nursing bed parts design