本文關(guān)鍵詞：康復護理機器人床運動機構(gòu)一體化設(shè)計

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【摘要】：全國的老齡化和高齡化的不斷加深使醫(yī)療和社會保險系統(tǒng)面臨前所未有的壓力,長期臥床者和癱瘓老人的自我照顧能力非常欠缺,目前他們的護理工作主要由家屬或者醫(yī)療機構(gòu)護理人員承擔,護理工作的強度較大,在康復護理過程中產(chǎn)生的費用也比較大,并且他們迫切需要良好的護理條件。長期臥床者、老年病人、癱瘓病人等人群大量存在,這類人群的照看護理與康復鍛煉工作是人口老齡化國家所面臨的共同問題。基于此,本文針對長期臥床者、老年人和癱瘓病人等設(shè)計了一款能夠幫助他們最大程度進行身體活動和鍛煉的康復護理機器人床。本論文的主要內(nèi)容有以下幾個方面:(1)康復護理機器人床的總體方案設(shè)計。依據(jù)對康復護理機器人床的功能要求及設(shè)計指標,確定出各個床板的尺寸參數(shù),對康復護理機器人床進行總體布局,完成該機器人床的參數(shù)設(shè)計,從而確定該機器人床的整體設(shè)計方案。(2)運動機構(gòu)設(shè)計分析,對機器人床的支背運動機構(gòu)、曲腿運動機構(gòu)、翻身運動機構(gòu)進行設(shè)計分析,分析出各個床板在運動時運動機構(gòu)在位移、速度、角度等各個參數(shù)的變化情況,從而確定各個機構(gòu)的合理性,為其原動件的選型、零部件的設(shè)計與強度校核提供必要的理論依據(jù)。(3)對整體床架進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料選擇,在對各功能機構(gòu)選型及分析的基礎(chǔ)上,對支背運動機構(gòu)及其保護裝置、曲腿運動機構(gòu)、翻身運動及其保護機構(gòu)和座便運動機構(gòu)進行詳細的結(jié)構(gòu)三維建模設(shè)計和驅(qū)動部件選型等。(4)運用三維建模軟件Solidworks中的SimulationXpress模塊對關(guān)鍵承載部件進行應力應變的有限元分析,分析承載部件在最大受力的條件下的應力分布與位移變形情況,校核部件的強度和剛度,以確保機構(gòu)運行的安全性、可靠性。(5)對康復護理機器人床運動機構(gòu)的控制系統(tǒng)進行初步研究,初步確定控制系統(tǒng)總體方案,對主控制器進行選擇,確定步進伺服系統(tǒng)的控制方式。對康復護理機器人床樣機進行反復調(diào)試和測試,驗證各模塊運動機構(gòu)運行過程的穩(wěn)定性,實驗樣機多次運行和可靠性測試結(jié)果表明,本文所設(shè)計的運動機構(gòu)運行平穩(wěn)可靠、各機構(gòu)之間無干涉存在,能夠很好地達到預期功能。
【關(guān)鍵詞】：康復護理機器人床 運動機構(gòu) 支背 翻身 有限元分析
【學位授予單位】：上海工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242;TH789
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題提出背景13-14
• 1.2 課題研究的目的及意義14-16
• 1.3 國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文主要研究的內(nèi)容18-20
• 第二章 康復護理機器人床的總體方案設(shè)計20-42
• 2.1 康復護理機器人床的設(shè)計要求和設(shè)計指標20-24
• 2.2 康復護理機器人床的整體方案設(shè)計24-39
• 2.2.1 總體布局24-26
• 2.2.2 康復護理機器人床的參數(shù)設(shè)計26-27
• 2.2.3 康復護理機器人床中各功能模塊機構(gòu)設(shè)計27-39
• 2.3 康復護理機器人床的控制系統(tǒng)方案39-40
• 2.4 康復護理機器人床的驅(qū)動形式40
• 2.5 本章小結(jié)40-42
• 第三章 康復護理機器人床運動機構(gòu)設(shè)計與分析42-59
• 3.1 運動機構(gòu)設(shè)計的原則42
• 3.2 運動機構(gòu)的確定42-43
• 3.3 支背運動機構(gòu)的設(shè)計與分析43-47
• 3.3.1 支背運動機構(gòu)的參數(shù)設(shè)計43-44
• 3.3.2 支背機構(gòu)的運動分析44-45
• 3.3.3 支背保護裝置設(shè)計分析45-47
• 3.4 曲腿運動機構(gòu)的設(shè)計與分析47-50
• 3.4.1 曲腿運動機構(gòu)的參數(shù)設(shè)計47-48
• 3.4.2 曲腿機構(gòu)的運動分析48-50
• 3.5 翻身運動機構(gòu)的設(shè)計與分析50-58
• 3.5.1 翻身功能需求分析50-51
• 3.5.2 基于翻身功能需求的翻身流程分析51-53
• 3.5.3 實現(xiàn)翻身功能的運動機構(gòu)設(shè)計與分析53-54
• 3.5.4 翻身機構(gòu)運動分析54-57
• 3.5.5 基于安全性考慮的改進機構(gòu)57-58
• 3.6 本章小結(jié)58-59
• 第四章 康復護理機器人床的結(jié)構(gòu)設(shè)計59-78
• 4.1 整體床架結(jié)構(gòu)設(shè)計59-61
• 4.2 支背運動機構(gòu)一體化設(shè)計61-68
• 4.2.1 支背運動機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計62-64
• 4.2.2 支背保護裝置四桿機構(gòu)設(shè)計64-65
• 4.2.3 支背保護四桿機構(gòu)設(shè)計運動仿真65-67
• 4.2.4 支背驅(qū)動電機的選型67-68
• 4.3 曲腿運動機構(gòu)一體化設(shè)計68-72
• 4.3.1 曲腿運動機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計69-70
• 4.3.2 基于平行四邊形機構(gòu)的曲腿機構(gòu)的運動學仿真70-71
• 4.3.3 曲腿驅(qū)動電機的選型71-72
• 4.4 翻身運動機構(gòu)一體化設(shè)計72-75
• 4.4.1 翻身嵌套式床板設(shè)計73
• 4.4.2 翻身運動機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計73-75
• 4.4.3 翻身驅(qū)動電機的選型75
• 4.5 座便運動機構(gòu)一體化設(shè)計75-77
• 4.5.1 座便運動機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計76
• 4.5.2 座便驅(qū)動電機的選型76-77
• 4.6 本章小結(jié)77-78
• 第五章 關(guān)鍵承載部件應力應變的有限元分析78-84
• 5.1 上床框應力應變的有限元分析78-80
• 5.2 下床框應力應變的有限元分析80-81
• 5.3 床腿應力應變的有限元分析81-82
• 5.4 支撐橫梁應力應變的有限元分析82-83
• 5.5 本章小結(jié)83-84
• 第六章 康復護理機器人床控制方案初探84-87
• 6.1 康復護理機器人床控制系統(tǒng)總體方案84-85
• 6.2 主控制器和步進伺服系統(tǒng)的選擇85-86
• 6.3 本章小結(jié)86-87
• 第七章 總結(jié)與展望87-89
• 7.1 全文總結(jié)87-88
• 7.2 課題研究展望88-89
• 參考文獻89-92
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果92-93
• 致謝93-94

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本文編號：959783