机械5

摘要 由于严重的老龄化趋势，中国社会中卧床不起的老人的人数占比很大，他们因为年龄的增长导致的下肢运动能力的退化，在日常生活中无法独立的完成吃饭、洗漱等动作，一举一动都需要他人的帮助与照顾。这给他们带来了巨大的痛苦，也给其家人和医护人员带来了沉重的负担。 本次所设计的机构是水平与垂直转换机构，在本文的研究背景下，它主要是出现在医用智能护理床中，作为其重要的一部分，为患者的下肢提供辅助康复训练功能。它可以通过机构的设计，在一个平面与两个相垂直的机构之间互相转换，在医用智能护理床中，主要实现了下肢运动障碍者在长期卧床环境下的上下屈腿功能，帮助患者进行一些简单的关节、肌肉运动，防止因长期卧床的情况而出现的肌肉萎缩、神经坏死问题的出现。通过一系列的机构设计，可以减少对照顾老年人所需的人力需求，减轻其家人和医护人员的负担，同时提供更好的康复治疗效果。 本文在满足患者心理需求和生理康复需求的大前提下，结合了人体工学的相关知识，秉持着安全、高效、舒适的原则，对机构进行了一系列的设计。其中包括下肢模型的分析、机构的方案选定、三维二维设计软件的应用、运动学和力学的分析和仿真等等。确定的机构是以电动推杆带动大腿板的运动，通过平行四边形机构的设计保证小腿板的平行，达到大腿板和小腿板之间的水平与垂直位置转换。 关键词：水平与垂直转换，医用护理床，屈腿，三维建模 目录 摘要1 ABSTRACT 2 1绪论3 1.1课题研究的背景3 1.2国内外研究现状的调查5 1.2.1国外研究现状5 1.2.2国内研究现状7 1.3课题的发展趋势8 1.4课题研究意义8 1.5课题的主要研究内容和拟解决问题9 1.6本章小结10 2水平与垂直转换机构的概要设计10 2.1用户需求分析10 2.2人体下肢模型分析11 2.3设计中应遵循的设计要求和指标14 2.4结构的初步设计16 2.4.1相关国家标准的查询与确定16 2.4.2尺寸参数的初步分析17 2.4.3水平与垂直转换机构运动范围分析18 2.4.4机构方案的分析与选型20 3机构的运动性能分析23 3.1机构运动性能分析的目标23 3.2基于Solidworks和AutoCAD的计算机辅助设计23 3.3基于Solidworks motio
n的运动学分析26 3.3.1水平与垂直转换机构的设计力学分析26 3.3.2水平与垂直转换机构的运动学分析29 3.4水平与垂直转换机构的动力学分析35 3.5运动学分析的结果37 3.6本章小结38 4水平与垂直机构的详细设计38 4.1连接与驱动方案的设计38 4.2驱动方案的确定39 4.3材料的选定40 4.4本章小结40 5装配调试与强度校核40 5.1水平与垂直转换机构的装配40 5.2水平与垂直转换机构的强度校核41 5.2.1 Solidworks simulatio
n概况41 5.2.2分析中所需的主要数据42 5.2.3部分仿真过程及结果展示42 5.3本章小结43 6总结与展望43 6.1全文总结43 6.2后续的研究方向与展望45 6.3心得体会45 参考文献47 附录49