目录 摘要I Abstract II 1绪论1 1.1研究背景1 1.2国内外研究现状2 1.2.1护理床的分类以及实现的功能2 1.2.2测量系统的发展4 1.2.3控制系统的发展4 1.3本文主要研究内容5 1.4本章小结5 2护理床结构的整体方案6 2.1设计原则6 2.2护理床的功能要求6 2.2.1功能要求6 2.2护理床的总体方案构思7 2.2.1构思的提出7 2.2.2相关要求与指标8 2.2.3护理床的组成9 2.2.4护理床的初步设计尺寸10 2.3本章小结10 3护理床的整体结构设计11 3.1护理床各功能模块构型设计11 3.2抬背机构11 3.2.1抬背机构的结构和工作原理11 3.3.2抬背机构的设计11 3.4曲腿机构12 3.4.1曲腿机构的结构和工作原理12 3.4.2曲腿机构的设计13 3.5护理床的三维建模13 3.6本章小结15 4基于ADAMS的护理床运动学优化16 4.1前言16 4.1.1 ADAMS软件简介16 4.2翻身机构的运动学分析16 4.2.1翻身机构在ADAMS中的建模17 4.2.2样机的参数化18 4.3抬背机构的运动学分析20 4.3.1抬背机构在ADAMS中的建模20 4.3.2样机的参数化21 4.4曲腿机构的运动学分析22 4.4.1曲腿机构在ADAMS中的建模22 4.4.2样机的参数化22 4.5本章小结24 5护理床动力学优化25 5.1引言25 5.2侧翻机构动力学分析25 5.2.1为机构添加外力25 5.2.2侧翻机构动力学优化仿真26 5.2.3样机的实际结构27 5.3抬背机构动力学分析27 5.3.1为机构添加力27 5.3.2抬背机构动力学优化仿真27 5.3.3样机的实际结构29 5.4曲腿机构动力学分析29 5.4.1为机构添加外力30 5.4.2曲腿机构动力学仿真30 5.4.3样机的实际结构31 5.5本章小结31 6护理床的力学分析32 6.1引言32 6.2力学计算32 6.2.1护理床纵轴的设计与校核32 6.2.2护理床横轴的设计与校核33 6.2.3护理床电动螺杆的设计与校核35 6.3本章小结37 7护理床控制系统设计38 7.1引言38 7.2直流电机控制原理38 7.3电动机的选择39 7.3.1抬背电动机39 7.3.1屈腿电动机39 7.4控制系统方案40 7.4.1控制模块的方案40 7.4.2电机驱动模块方案41 7.4.3限位模块41 7.4.4显示模块41 7.4.5键盘模块41 7.4.6电源模块41 7.5控制系统的硬件设计42 7.5.1电源电路设计42 7.5.2电机驱动电路设计42 7.5.3显示电路设计43 7.5.4键盘电路设计45 7.5.5限位反馈电路设计45 7.6控制系统的软件设计46 7.6.1程序流程46 7.6.2显示程序流程47 7.6.3控制程序48 7.7本章小结50 8结论51 8.1课题结论51 8.2课题展望51 参考文献52 致谢54 摘要 随着人口老龄化速度的加快，护理业服务受到了严峻的挑战，医疗和社会保险系统面临前所未有的压力，因此为老年患者服务的护理型病床的需求正不断增加。 针对这一现象，本文详细论述了针对缺乏自理能力的老年人及行动不便的病人设计的多功能护理床的基本结构和功能原理。该病床能够帮助病人实现抬背、屈膝以及翻身，解决了护理病人过程中的诸多不便，进而提高了我国护理业服务，有力地促进了我国的医疗保健事业的发展。 本文首先基于人机工程学，进行了护理床总体方案的设计，根据相关标准及调研结果，制定了护理床的设计原则，功能要求及设计指标；完成了护理床本体的总体方案设计。利用机械分析软件ADAMS对其进行运动学及动力学分析，研究了床板在各种运动状况下的角加速度对患者舒适度的影响及线性推杆在各姿态下的受力状况，并利用ADAMS提供的优化功能对其分别进行了运动学和动力学优化。 然后，采用自上而下的方法完成了护理床结构详细设计并给出了全套的设计图。主要包括总体框架、抬腿部件、抬背部件、翻身部件等功能模块。