畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書姓名指導(dǎo)教師職稱 講師畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 新型多功能病床改進(jìn)設(shè)計(jì)理工類 工程設(shè)計(jì) □科學(xué)實(shí)驗(yàn) □軟件開發(fā) □理論研究 □綜合□√題目類型 經(jīng)管文 □理論性研究 □應(yīng)用性研究 □應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) □調(diào)查報(bào)告選題學(xué)生 院系 機(jī)械工程學(xué) 院 學(xué)號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí)一、題目簡(jiǎn)介（含來源、目的、意義）隨著我國人口老齡化速度的加快。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料可知，約 79.1％的老人至少有一種或一種以上的慢性病，而慢性病的老年人患者會(huì)有較高的殘疾隱患、較差的體能狀態(tài)和較高的死亡率。目前“空巢家庭”也已成為社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，家庭式護(hù)理對(duì)老年人的關(guān)愛以及照看也日趨減弱，客觀上增加了老年人患者護(hù)理的困難。由此可見我國增強(qiáng)老年護(hù)理業(yè)服務(wù)行業(yè)、提高護(hù)理醫(yī)療設(shè)施的重要性和迫切性。本題要求學(xué)生設(shè)計(jì)一種新型多功能病床設(shè)計(jì)，解決護(hù)理病人過程中的諸多不便，其機(jī)構(gòu)可以使用連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)或者是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。點(diǎn)動(dòng)控制采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，信號(hào)檢測(cè)使用各種傳感器實(shí)現(xiàn)。二、主要任務(wù)設(shè)計(jì)一款新型的多功能病床，該病床共可以實(shí)現(xiàn)幫助病人起身、屈膝、吃飯三大功能，能夠很好地解決病人護(hù)理過程中的大部分問題，并且病床由病人自己點(diǎn)動(dòng)控制，按自己的感覺和意愿調(diào)整臥姿，舒適自知。同時(shí)連桿機(jī)構(gòu)以簡(jiǎn)單易于加工的特點(diǎn)決定了低成本，以及使用方便好操作等特點(diǎn)適合大批生產(chǎn)和大眾化的推廣。對(duì)增強(qiáng)我國護(hù)理行業(yè)服務(wù)以及醫(yī)療保健事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。以上功能，前兩項(xiàng)是由電動(dòng)機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)的，并且可以根據(jù)病人的需要進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制，使其感覺舒適。而最后一項(xiàng)功能采用手動(dòng)操作，可以說這新型病床自動(dòng)化程度較高以及很人性化。三、主要內(nèi)容與基本要求（有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標(biāo)要求）搜集有關(guān)新型多功能病床的資料，總結(jié)出各類病床的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，介紹病床應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)；設(shè)計(jì)幾種病床的改進(jìn)方案，對(duì)比分析并確定出最優(yōu)的改進(jìn)方案；根據(jù)給定的病床的性能參數(shù)設(shè)計(jì)所需的機(jī)構(gòu)的參數(shù)，然后進(jìn)行電機(jī)選擇；繪制零件圖和裝配圖，如果時(shí)間允許需要利用三維軟件進(jìn)行建模并仿真。最后，對(duì)新型多功能病床的進(jìn)一步研究方向進(jìn)行展望。四、計(jì)劃進(jìn)度（包括時(shí)間劃分和各階段主要工作內(nèi)容，按周次填寫）第 1 周-第 2 周：查閱新型多功能病床的相關(guān)資料準(zhǔn)備開題。進(jìn)行可行性分析并歸納研究現(xiàn)狀，最后根據(jù)任務(wù)書撰寫開題報(bào)告。第 3 周-第 4 周：查閱并篩選出與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)性較好的外文資料兩篇，并對(duì)其進(jìn)行研究分析，以便在后面的畢業(yè)論文中對(duì)其進(jìn)行引用。第 5 周-第 9 周：通過搜集和分析有關(guān)新型多功能病床的技術(shù)資料，總結(jié)出各類型病床的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)。在篩選相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，初步確定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)幾種出新型多功能病床的改進(jìn)方案，對(duì)比分析并確定出最優(yōu)的改進(jìn)方案。第 10 周-第 12 周：查閱文獻(xiàn)、社會(huì)考察、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)、完成開題報(bào)告初稿撰。配合老師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查。根據(jù)給定的病床的性能參數(shù)設(shè)計(jì)所需的機(jī)構(gòu)的參數(shù)，然后進(jìn)行電機(jī)選擇。完成畢業(yè)論文的撰寫工作和附件的整理并完成裝配圖和零件圖的繪制。向?qū)熖峤划厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）初稿。第 13 周：完成畢業(yè)論文的修改工作，正式提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）終稿。第 14 周-第 15 周：根據(jù)教務(wù)科要求整理畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料并裝訂成冊(cè)，進(jìn)一步熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。五、主要參考文獻(xiàn)(要寫清參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版社、出版時(shí)間)[1]王蕊, 劉艷. 醫(yī)院新型多功能床頭卡的設(shè)計(jì)及使用[J]. 按摩與康復(fù)醫(yī)學(xué), 2011, 第 11 期:220-220.[2]張少茹, 陳萬強(qiáng), 張毅,等. 多功能醫(yī)用病床的研究[J]. 中國康復(fù), 2010, 05 期:392-393. 我國康復(fù)輔具發(fā)展概況[J]. 中國醫(yī)療設(shè)備, 2009, 第 12 期(12):1-4.[3]陳桂濤. 醫(yī)院用新型多功能病床: , CN201631533 U[P]. 2010. [4] Corbin S M, Moster J A, Wilson R W, et al. Integrated siderail and accessory rail for a bed: US, US5802636[P]. 1998.[5]訾鵬. 美國 FDA 發(fā)布減少患者陷夾的醫(yī)院病床設(shè)計(jì)指南[J]. 中華醫(yī)學(xué)信息導(dǎo)報(bào), 2006, 07 期:3-3. [6]龔云. 醫(yī)用多功能病床: CN, CN203183210 U[P]. 2013.[7]殷靜靜, 馬偉. 多功能醫(yī)療病床: CN, CN202113254 U[P]. 2012.[8] Hakamiun R, Uzzle T, Butler M, et al. Siderail for a hospital bed: US, US 7805782 B2[P]. 2010.[9]王蕊, 劉艷. 醫(yī)院新型多功能床頭卡的設(shè)計(jì)及使用[J]. 按摩與康復(fù)醫(yī)學(xué), 2011, 第 11 期:220-220.[10]單保恩. 多功能擴(kuò)展陪護(hù)床: CN, CN203138914 U[P]. 2013.[11]胡建國, 雷會(huì)強(qiáng). 一種多功能護(hù)理床: CN, CN202173537 U[P]. 2012.[12]涂明義, 丁宇慧, 李朝武,等. 多功能護(hù)理床的研制[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2002, 第 6 期:62-62.六、工作量要求（1）查閱文獻(xiàn)資料不少于 12 篇，其中外文資料不少于 2 篇；（2）按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范及有關(guān)要求，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)不少于 8000 字;（3）完成新型多功能病床改進(jìn)設(shè)計(jì)的主要零部件圖共 2 張 A3 圖紙。指導(dǎo)教師（簽名）：年 月 日學(xué) 生（簽名）：年 月 日學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)意見： 學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人：年 月 日本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)開題報(bào)告題目： 新型多功能病床改進(jìn)設(shè)計(jì) 院 系：專 業(yè)：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師：年 11 月開題報(bào)告填寫要求1.開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)審查后生效。2.開題報(bào)告內(nèi)容必須按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N） ，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見。3.開題報(bào)告字?jǐn)?shù)應(yīng)在 1500 字以上，參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于 12 篇（不包括辭典、手冊(cè)，其中外文文獻(xiàn)至少 2 篇，漢語國際教育專業(yè)不做硬性要求） ，文中引用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號(hào)， “參考文獻(xiàn)”應(yīng)按照國標(biāo) GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫。4.指導(dǎo)教師意見和所在教學(xué)單位意見用黑墨水筆書寫，并親筆簽名。5.年、月、日的日期一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫，例：“2010 年 11 月 26 日”或“2010.11.26”。1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況。隨著我國人口老齡化速度的加快。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料可知，約 79.1％的老人至少有一種或一種以上的慢性病，而慢性病的老年人患者會(huì)有較高的殘疾隱患、較差的體能狀態(tài)和較高的死亡率。目前“空巢家庭”也已成為社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，家庭式護(hù)理對(duì)老年人的關(guān)愛以及照看也日趨減弱，客觀上增加了老年人患者護(hù)理的困難。由此可見我國增強(qiáng)老年護(hù)理業(yè)服務(wù)行業(yè)、提高護(hù)理醫(yī)療設(shè)施的重要性和迫切性。國外這種復(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。設(shè)計(jì)一種新型多功能病床，解決護(hù)理病人過程中的諸多不便，其機(jī)構(gòu)可以使用連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)或者是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。點(diǎn)動(dòng)控制采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，信號(hào)檢測(cè)使用各種傳感器實(shí)現(xiàn)。常見的一些新型護(hù)理病床有手動(dòng)可升降病床、遙控氣動(dòng)可升降病床、電動(dòng)遙控病床等。本設(shè)計(jì)結(jié)合護(hù)理業(yè)的實(shí)際情況和病人的實(shí)際需要，病床頭部基本實(shí)現(xiàn) 0～80°的調(diào)節(jié)，足部 0～60°的調(diào)節(jié)，床各部分長(zhǎng)度根據(jù)人體平均高度設(shè)計(jì)，舒適方便。我們這款多功能病床主要可以實(shí)現(xiàn)以下三大功能：(1)幫助病人起身功能：使病人坐臥姿勢(shì)下感覺舒適。 (2)幫助病人屈膝功能：使病人腿部置于舒適的位置。 (3)幫助病人吃飯功能：使病人在床上能很方便的吃飯。這款新型的多功能病床，可以實(shí)現(xiàn)幫助病人起身、屈膝、吃飯三大功能。能夠很好地解決病人護(hù)理過程中的大部分問題，并且病床由病人自己點(diǎn)動(dòng)控制，按自己的感覺和意愿調(diào)整臥姿，舒適自知。同時(shí)連桿機(jī)構(gòu)以簡(jiǎn)單易于加工的特點(diǎn)決定了低成本，以及使用方便好操作等特點(diǎn)適合大批生產(chǎn)和大眾化的推廣。對(duì)增強(qiáng)我國護(hù)理行業(yè)服務(wù)以及醫(yī)療保健事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。以上功能，前兩項(xiàng)是由電動(dòng)機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)的，并且可以根據(jù)病人的需要進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制，使其感覺舒適。而最后一項(xiàng)功能采用手動(dòng)操作，可以說這新型病床自動(dòng)化程度較高以及很人性化。2.本課題的主要內(nèi)容和擬采用的研究方法或措施。常見的一些新型護(hù)理病床有手動(dòng)可升降病床、遙控氣動(dòng)可升降病床、電動(dòng)遙控病床等。該病床采用電動(dòng)機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)的，并且可以根據(jù)病人的需要進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制，使其感覺舒適。而吃飯功能采用手動(dòng)操作，可以說這新型病床自動(dòng)化程度較高以及很人性化。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)病床尺寸確定床的基本尺寸：長(zhǎng) 2000mm，寬 1000mm，高 500mm。坐起時(shí)床板的運(yùn)動(dòng)范圍為 0～80°，抬腿時(shí)床板的運(yùn)動(dòng)范圍 0～60°。方案一： （1）將床板分割成 3 塊，用鉸鏈聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擱置在床架上，病人平躺時(shí)安全可靠，起身、曲膝等運(yùn)動(dòng)靈活。 （2）床板和傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)臂之間沒有聯(lián)接，可接觸可分離。（3）吃飯功能采用連桿機(jī)構(gòu)，另外結(jié)合死點(diǎn)原理設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。 （4）轉(zhuǎn)臂軸由螺旋連桿組合機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋連桿組合機(jī)構(gòu)。 （5）加工簡(jiǎn)單、力量大、磨損小。方案二：電機(jī)放在水平的床架上，通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)是病床相應(yīng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)病人起身和屈腿等功能。吃飯功能采用連桿機(jī)構(gòu)，另外結(jié)合死點(diǎn)原理設(shè)計(jì)。綜上述兩種方案，考慮到病床的加工以及工作效率。選取方案一。因?yàn)榉桨敢唤Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，效率高。3.預(yù)期成果形式。1.畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份。2.完成改進(jìn)后的新型病床 A2 裝配圖以及 A3 零件圖。4.本課題的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作。本課題重點(diǎn)通過載荷計(jì)算確定電機(jī)的型號(hào)；本課題難點(diǎn)是螺旋連桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及裝配方案的確定。前期在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下已展開了相關(guān)資料的收集，以及關(guān)于螺旋連桿傳動(dòng)方面的方案策劃和數(shù)據(jù)搜集，以及電動(dòng)機(jī)的參數(shù)選擇。5.指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見） 。指導(dǎo)教師： 年 月 日6.學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)審查意見：學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中期檢查表院系 專業(yè)班級(jí)姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師職稱畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目1.選題是否有變化 □有□否 2.設(shè)計(jì)任務(wù)書 □有 □否 3.開題報(bào)告 □有 □否資料情況 4. 其 他工作進(jìn)度（學(xué)生對(duì)分配工作完成的進(jìn)度情況）□提前完成 □按計(jì)劃完成 □拖后完成 □沒有完成工作態(tài)度（學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的認(rèn)真程度、紀(jì)律及出勤情況）：□認(rèn)真 □較認(rèn)真 □一般 □不認(rèn)真質(zhì)量評(píng)價(jià)（學(xué)生前期已完成的工作的質(zhì)量情況）□優(yōu) □良 □中 □差存在的問題與建議：指導(dǎo)教師：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見： 負(fù)責(zé)人：年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 新型多功能醫(yī)療床改進(jìn)設(shè)計(jì) 院 系：專 業(yè)：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師：年 3 月I摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多功能結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也顯得越來越頻繁，先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展總是不斷地從新科技的成果中獲得新的起點(diǎn)。目前，多功能結(jié)構(gòu)在電子科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)及機(jī)器人的制造中都起著重要的作用。無論在什么情況下，多功能醫(yī)療床結(jié)構(gòu)要適應(yīng)的變化才能提高水平和質(zhì)量。我們只有將技術(shù)有效的結(jié)合才能更好的推動(dòng)新科技的發(fā)展，因此多功能醫(yī)療床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于解決這一難題至關(guān)重要。關(guān)鍵詞：多功能醫(yī)療床結(jié)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)IIAbstractWith the development of science and technology, the application of multi-purpose structure has become increasingly frequent, the development of advanced technology constantly to obtain new achievements of science and technology in a new starting point. At present, multi-functional structure in the manufacture of electronic technology, computer technology and robots play an important role. No matter under what circumstances, medical bed multi-functional structure to adapt to changes in order to improve the level and quality. We only have an effective combination of technologies to better promote the development of new technology, so the structure is designed multifunctional medical bed crucial to solve this problem.Keywords: multifunctional medical bed structure, elevating mechanismIII目 錄摘 要 .IAbstract II目 錄 .III第 1 章 緒論.11.1 課題研究的目的 .11.2 我國對(duì)多功能醫(yī)療床的研究研究概況 .21.3 國外對(duì)多功能醫(yī)療床的研究研究概況 51.3 本課題的研究?jī)?nèi)容 6第 2 章 總體設(shè)計(jì).72.2 多功能醫(yī)療床的設(shè)計(jì) 72.2.1 多功能醫(yī)療床的結(jié)構(gòu)形式 72.2.2 多功能醫(yī)療床的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 .72.2 總體布置原則 .72.3 多功能醫(yī)療床開合的兩種機(jī)構(gòu)形式 8第 3 章 多功能醫(yī)療床主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算.103.1 結(jié)構(gòu)分析 103.1.1 多功能醫(yī)療床開合的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 103.1.2 機(jī)構(gòu)受力分析 103.2 剪叉臂長(zhǎng)度及安裝位置的確定 143.3 強(qiáng)度校核 153.3.1 剪叉臂的強(qiáng)度校核 .153.3.2 底架固定橫梁的強(qiáng)度校核 .183.4 軸的強(qiáng)度校核 213.4.1 內(nèi)剪叉臂固定端銷軸的強(qiáng)度校核 .213.4.2 尾部銷軸的強(qiáng)度校核 213.4.3 支撐軸的強(qiáng)度校核 22第 4 章 絲杠結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì).234.1 滾珠絲桿副的選擇 .244.1.1 導(dǎo)程確定 244.1.2 確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 244.1.3 估計(jì)工作臺(tái)質(zhì)量及負(fù)重 244.1.4 確定絲桿的等效負(fù)載 244.1.5 確定絲桿所受的最大動(dòng)載荷 254.1.6 精度的選擇 264.1.7 選擇滾珠絲桿型號(hào) 264.2 校核 .274.2.1 臨界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證 .274.2.2 臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證 284.2.3 絲桿拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 284.3 電機(jī)的選擇和計(jì)算 .294.3.1 確定電機(jī)的類型 294.3.2 伺服電機(jī)的計(jì)算 304.3.3 電機(jī)的安裝 31總 結(jié).33參考文獻(xiàn).34致謝.351第 1 章 緒論1.1 課題研究的目的隨著我國人口老齡化速度的加快。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料可知，約 79.1％的老人至少有一種或一種以上的慢性病，而慢性病的老年人患者會(huì)有較高的殘疾隱患、較差的體能狀態(tài)和較高的死亡率。目前“空巢家庭”也已成為社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，家庭式護(hù)理對(duì)老年人的關(guān)愛以及照看也日趨減弱，客觀上增加了老年人患者護(hù)理的困難。由此可見我國增強(qiáng)老年護(hù)理業(yè)服務(wù)行業(yè)、提高護(hù)理醫(yī)療設(shè)施的重要性和迫切性。國外這種復(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)理醫(yī)療床的發(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)理醫(yī)療床得不到大眾化推廣的原因之一。設(shè)計(jì)一種新型多功能醫(yī)療床，解決護(hù)理病人過程中的諸多不便，其機(jī)構(gòu)可以使用連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)或者是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。點(diǎn)動(dòng)控制采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，信號(hào)檢測(cè)使用各種傳感器實(shí)現(xiàn)。常見的一些新型護(hù)理醫(yī)療床有手動(dòng)可升降醫(yī)療床、遙控氣動(dòng)可升降醫(yī)療床、電動(dòng)遙控醫(yī)療床等。本設(shè)計(jì)結(jié)合護(hù)理業(yè)的實(shí)際情況和病人的實(shí)際需要，醫(yī)療床頭部基本實(shí)現(xiàn) 0～80°的調(diào)節(jié)，足部 0～60°的調(diào)節(jié)，床各部分長(zhǎng)度根據(jù)人體平均高度設(shè)計(jì)，舒適方便。我們這款多功能醫(yī)療床主要可以實(shí)現(xiàn)以下三大功能：(1)幫助病人起身功能：使病人坐臥姿勢(shì)下感覺舒適。 (2)幫助病人屈膝功能：使病人腿部置于舒適的位置。 (3)幫助病人吃飯功能：使病人在床上能很方便的吃飯。這款新型的多功能醫(yī)療床，可以實(shí)現(xiàn)幫助病人起身、屈膝、吃飯三大功能。能夠很好地解決病人護(hù)理過程中的大部分問題，并且醫(yī)療床由病人自己點(diǎn)動(dòng)控制，按自己的感覺和意愿調(diào)整臥姿，舒適自知。同時(shí)連桿機(jī)構(gòu)以簡(jiǎn)單易于加工的特點(diǎn)決定了低成本，以及使用方便好操作等特點(diǎn)適合大批生產(chǎn)和大眾化的推廣。對(duì)增強(qiáng)我國護(hù)理行業(yè)服務(wù)以及醫(yī)療保健事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。以上功能，前兩項(xiàng)是由電動(dòng)機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)的，并且可以根據(jù)病人的需2要進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制，使其感覺舒適。而最后一項(xiàng)功能采用手動(dòng)操作，可以說這新型醫(yī)療床自動(dòng)化程度較高以及很人性化。多功能醫(yī)療床作為醫(yī)院救護(hù)及運(yùn)送病人過程中主要的搬移設(shè)備，首先應(yīng)具有靈巧輕便且需要護(hù)理人員少的特點(diǎn)，這樣才能在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)病人進(jìn)行轉(zhuǎn)移；其次還應(yīng)具有較好的動(dòng)平衡性及減震性等，以減小甚至消除病人在推送途中所受的顛簸及可能發(fā)生的二次傷害。多功能醫(yī)療床作為病人的主要工具,對(duì)其使用歷來已久,人們根據(jù)各個(gè)時(shí)期對(duì)多功能醫(yī)療床提出的使用要求與功能,不斷的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),使其功能越來越強(qiáng)大、越來越完善。目前,已經(jīng)開發(fā)出一些輔助搬運(yùn)器械來解決不能獨(dú)立行走病人搬運(yùn)的問題，這大大降低了護(hù)理人員的工作強(qiáng)度及運(yùn)送過程中可能對(duì)病人造成的二次傷害系數(shù)。1.2 我國對(duì)多功能醫(yī)療床的研究研究概況國內(nèi)無論是對(duì)多功能醫(yī)療床的專利申請(qǐng)還是文獻(xiàn)都大量增加。1990年張彥恩等人在其專利申請(qǐng)中介紹了一種帶斜板式病院轉(zhuǎn)移裝置,該裝置通過滾軸滑板和斜板的配合使用,在進(jìn)行有高度差的床面與推車間的病人搬移時(shí),只需將斜板在不同的高度進(jìn)行固定,而后利用滑板將病人沿斜板進(jìn)行推運(yùn)到多功能醫(yī)療床上，此種搬運(yùn)方法可實(shí)現(xiàn)病人的快速有效搬運(yùn)。除此以外，該裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。1992年黃興運(yùn)在其專利設(shè)計(jì)中介紹了一種帶有可變換角度靠背及車腿可收放的多功能醫(yī)療床。該多功能醫(yī)療床的研究主要針對(duì)當(dāng)時(shí)我國在急救過程中運(yùn)送病員時(shí)多采用兩人抬擔(dān)架或者固定式多功能醫(yī)療床的現(xiàn)狀。當(dāng)多功能醫(yī)療床在地上運(yùn)行時(shí)，將鎖止器的鎖頭插入推車上腿一端的空槽中，進(jìn)行多功能醫(yī)療床直立推送，當(dāng)多功能醫(yī)療床上救護(hù)車時(shí)，拔動(dòng)鎖止器鎖桿，將鎖止器鎖頭從上腿的空槽中拔出，即可輕而易舉的將多功能醫(yī)療床推上救護(hù)車。使用該多功能醫(yī)療床，可在平地上進(jìn)行病人的推送又可將車帶人一起快速平穩(wěn)的進(jìn)入救護(hù)車，此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，同時(shí)減小了病人的痛苦。1993年馬曄楠研制出的一種可升降且利用傳送帶進(jìn)行平移的多功能醫(yī)療床及2008年劉曉妹等在專利一種床面可平移多功能醫(yī)療床中介紹了利用傳送帶進(jìn)行平移多功能醫(yī)療床，此兩種多功能醫(yī)療床都是利用傳送帶形式進(jìn)行病人的平移操作。馬曄楠所研究的多功能醫(yī)療床，其工作過程是這樣的：首先通過剪式支撐臂的傳3動(dòng)來完成多功能醫(yī)療床的升降動(dòng)作，以適合醫(yī)療床、手術(shù)床和檢測(cè)床之間的高度差；然后借助滾動(dòng)軸承利用臺(tái)面沿升降架上導(dǎo)向槽的水平推入與退出來實(shí)現(xiàn)病人的床位轉(zhuǎn)換。該多功能醫(yī)療床運(yùn)行平穩(wěn)，可減輕護(hù)理人員體力勞動(dòng)與病人痛苦。劉曉妹在2008年提出的多功能醫(yī)療床方案將臺(tái)面取消，直接用帶有軟導(dǎo)軌的、比較厚的環(huán)形擔(dān)架床面來運(yùn)送病人。當(dāng)病人躺在環(huán)形擔(dān)架床面上時(shí)，利用手柄銷轉(zhuǎn)動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過軟導(dǎo)軌帶動(dòng)環(huán)形臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以帶動(dòng)病人移動(dòng)，但此裝置只能將病人移動(dòng)到多功能醫(yī)療床的邊緣地帶，但是該多功能醫(yī)療床大大的解決了不能很好解決病人從多功能醫(yī)療床上順利轉(zhuǎn)移的問題。由此二例可見，傳送帶這種搬移病人的形式，能將復(fù)雜的工作簡(jiǎn)易化，系統(tǒng)化。1994年李向前開發(fā)了一種可升降分離板式多功能醫(yī)療床,利用分離板進(jìn)行病人在床位間的搬運(yùn),避免了直接搬動(dòng)病人可能帶來的各種二次傷害。使用此多功能醫(yī)療床時(shí)，首先通過升降控制機(jī)構(gòu)將多功能醫(yī)療床調(diào)節(jié)高度與醫(yī)療床或者手術(shù)床大致等高，然后平移擔(dān)架板，將病人通過擔(dān)架板推送至醫(yī)療床上或者手術(shù)床上時(shí)，將擔(dān)架板分離，即可將病人放置于醫(yī)療床或者手術(shù)床中間位置；病人從醫(yī)療床或者手術(shù)床上移至多功能醫(yī)療床上的過程與前述過程恰好相反。該車?yán)梅蛛x板的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，搬運(yùn)病人快捷方便。同年,田慶彬與顧榮林二人在他們的申請(qǐng)專利中介紹了一種具有可調(diào)靠背和斜靠背、輸液架兩大輪兩小輪可升降多功能醫(yī)療床，該多功能醫(yī)療床功能較以前的多功能醫(yī)療床形式功能較多且比較完善。1997年潘秉章等人共同開發(fā)了一種床面可平移且具有減震系統(tǒng)的多功能醫(yī)療床，減震系統(tǒng)采用人性化設(shè)計(jì)理念，減少了病人在搬運(yùn)過程中的顛簸；除此之外，此車還利用了可與多功能醫(yī)療床分離且可縱向橫向移動(dòng)的床面，還設(shè)計(jì)了靠背裝置，這極大程度簡(jiǎn)化了病人床位轉(zhuǎn)換的步驟。2000年陳洪濤在其專利中介紹了一種利用液壓驅(qū)動(dòng)升降及橫向平移的多功能醫(yī)療床，首次將液壓傳動(dòng)應(yīng)用到了多功能醫(yī)療床領(lǐng)域。2001年鄭中富研制開發(fā)了免搬運(yùn)多功能醫(yī)療床，該車升降系統(tǒng)采用液壓控制，平移板縱向可分成兩部分且前部分能折下折平，后半部分能在多功能醫(yī)療床上橫向移動(dòng)。當(dāng)搬運(yùn)病人時(shí)，利用液壓控制系統(tǒng)對(duì)車面高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)車面與醫(yī)療床或者手術(shù)床大致等高時(shí)，即可通過板的橫向移動(dòng)來進(jìn)行病人床位轉(zhuǎn)移操作。該車?yán)靡簤合到y(tǒng)進(jìn)行控制，當(dāng)時(shí)在國內(nèi)已達(dá)領(lǐng)先水平，且搬運(yùn)病人容易方便，節(jié)省了時(shí)4間和人力；該車還配有減震系統(tǒng)，減少了病人的顛簸之苦。2002年周志坤等人在總結(jié)了前人的研究成果的基礎(chǔ)上，研制了一種運(yùn)送病人水平多功能醫(yī)療床，該多功能醫(yī)療床采用新的結(jié)構(gòu)形式，在以前的多功能醫(yī)療床的裝置上增加了輸液架、引流裝置、床板減震裝置、衣櫥等裝置，這給醫(yī)護(hù)人員帶來很大的便利，使他們?cè)诠ぷ鬟^程中能利用多功能醫(yī)療床為病員做及時(shí)有效的護(hù)理工作。2004年楊月誠等人在其專利全自動(dòng)直推式多功能醫(yī)療床中提出了一種利用四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的可全自動(dòng)直推式上下救護(hù)車的多功能醫(yī)療床。多功能醫(yī)療床上車時(shí)，前撞桿撞到救護(hù)車底板時(shí)自動(dòng)收攏，繼續(xù)推多功能醫(yī)療床，后撞桿也與救護(hù)車底板相撞，也同樣會(huì)自__動(dòng)收起；下車過程與上車過程剛好相反。該多功能醫(yī)療床可實(shí)現(xiàn)單人直推，不必手動(dòng)調(diào)節(jié)上下車裝置；操作迅速、質(zhì)輕平穩(wěn)、節(jié)省救護(hù)時(shí)的人力和時(shí)間等一系列優(yōu)點(diǎn)。2005年張其江提出在多功能醫(yī)療床的驅(qū)動(dòng)方式上利用電驅(qū)動(dòng)式來改變當(dāng)前多人進(jìn)行推送的現(xiàn)狀，借助電力驅(qū)動(dòng)來節(jié)省人力。2005年孫建發(fā)明的軌道側(cè)移式病員搬運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)多功能醫(yī)療床、2006年華婷研制的換床單架車與2007年徐于保發(fā)明的一種方便病人搬運(yùn)的多功能醫(yī)療床,都能實(shí)現(xiàn)擔(dān)架板相對(duì)車架的側(cè)向滑移,將病人進(jìn)行床位轉(zhuǎn)換。孫建研究的多功能醫(yī)療床利用手搖裝置和齒輪驅(qū)動(dòng)主擔(dān)架在支撐擔(dān)架上進(jìn)行平移，利用液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行升降控制；此外，該多功能醫(yī)療床還配備了供氧裝置、儲(chǔ)物柜、可移動(dòng)儲(chǔ)物筐、輸液架、彈簧式減震器等輔助裝置。該車運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，功能完善，推進(jìn)方向一人可控，但由于使用了液壓控制，相對(duì)于純機(jī)械，可能有漏油現(xiàn)象且該車結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。華婷研制的多功能醫(yī)療床利用上下滑塊的相對(duì)滑動(dòng)進(jìn)行擔(dān)架床面的平移，搬運(yùn)病人時(shí)，先調(diào)節(jié)升降車高度以適應(yīng)搬運(yùn)需求，而后只需將擔(dān)架面沿水平推出即可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)。該車?yán)梅纼A覆護(hù)欄減少了搬運(yùn)過程中傾倒的可能性，該車結(jié)構(gòu)合理，進(jìn)行病人床位轉(zhuǎn)移時(shí)操作簡(jiǎn)便。徐于保利用傳送帶的形式進(jìn)行病人的搬運(yùn)且床面可與多功能醫(yī)療床成一定角度轉(zhuǎn)換，其研制的多功能醫(yī)療床可便捷的搬運(yùn)病人。2006年華曉度提出了一種利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)多塊水平床板移動(dòng)且電力驅(qū)動(dòng)升降的多功能醫(yī)療床，將電力驅(qū)動(dòng)應(yīng)用到了多功能醫(yī)療床研發(fā)領(lǐng)域。2008年劉曉妹等利用齒輪傳動(dòng)及螺紋自鎖原理研制了一種可升降式多功能醫(yī)療床，利用手搖裝置對(duì)齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，一對(duì)嚙合的錐齒輪的被動(dòng)齒輪的內(nèi)螺紋與螺桿的外螺紋相咬合，進(jìn)行升降控制，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，具有一定的理5論意義與實(shí)踐意義。2003年許志華研制了一種半自動(dòng)擔(dān)架救護(hù)車，并對(duì)該多功能醫(yī)療床進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，將多功能醫(yī)療床的研制理論化、系統(tǒng)化。2003年倪勇猛提出了多功能醫(yī)療床的人性化改進(jìn)，在多功能醫(yī)療床的病人頭部位置增加了一組減震裝置，減輕了病人， 特別是頭部受傷的病人的痛苦。2010年王志學(xué)等人利用復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了折疊式多功能醫(yī)療床的創(chuàng)新設(shè)計(jì)并已經(jīng)取得成功。1.3 國外對(duì)多功能醫(yī)療床的研究研究概況在國外，人們也已經(jīng)開發(fā)了多種輔助工具用于病人的床位轉(zhuǎn)移，如滑行墊、滑動(dòng)板和滑動(dòng)擔(dān)架等裝置，由于使用上述設(shè)備時(shí)都要使病人傾斜,有些設(shè)備使用時(shí)不免要對(duì)病人進(jìn)行拉扯，這些操作都容易對(duì)病人造成二次傷害，因此這些設(shè)備很難得到大力的推廣與應(yīng)用。如果需要對(duì)病人進(jìn)行水平搬移，則只能依靠人力，這對(duì)護(hù)理人員來說需要很大的體力支出?；谏鲜鰡栴}，國外的研究人員將工作重心轉(zhuǎn)移到了機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)上，因此各種輔助搬移病人的機(jī)電設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。典型設(shè)備有由FUJIDA[32]提出的“Torancemover”。該設(shè)備主要是由安裝在多功能醫(yī)療床上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器來驅(qū)動(dòng)安裝在上下兩金屬板上的皮帶旋轉(zhuǎn)來搬移病人。TAKAOKA等和KAKUTANI等開發(fā)了一種助力搬移設(shè)備,這種設(shè)備主要是利用控制桿來控制搬移金屬板進(jìn)行病人的搬運(yùn)。日本DAIHEN公司開發(fā)的擔(dān)架與搬運(yùn)車分離的搬運(yùn)設(shè)備，該多功能醫(yī)療床采用傳送帶傳送形式，利用控制算法驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)傳送帶進(jìn)行控制，此搬運(yùn)裝置有兩種類型：（1）KASAGAMI等提出的插入板較厚的搬移設(shè)備；（2）王洪波、笠上文男提出的插入板較薄的搬移設(shè)備。第二種采用能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的模塊化設(shè)計(jì)和體積小、功能多、高智能的嵌入式控制系統(tǒng)使設(shè)備能平穩(wěn)的插入病人身下對(duì)病人實(shí)行平移搬運(yùn)，該設(shè)備搬運(yùn)時(shí)分為抬升、移動(dòng)、放下三部分，通過控制不同驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行皮帶的驅(qū)動(dòng)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)工作部分的有機(jī)結(jié)合。通過臨床試驗(yàn)，該設(shè)備護(hù)士的可操作性高，可實(shí)現(xiàn)病人不變體位進(jìn)行床位轉(zhuǎn)移，大大減少護(hù)士的體力勞動(dòng)。就國內(nèi)的情況可知，國內(nèi)的多數(shù)研究人員__的開發(fā)與研究主要還是集中在機(jī)械式的多功能醫(yī)療床，多功能醫(yī)療床的功能逐漸趨于完善，且結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單；而國外已經(jīng)進(jìn)入了機(jī)電設(shè)備研發(fā)階段。雖然機(jī)電設(shè)備護(hù)士的可操作性高，6但由于目前人們對(duì)電的恐懼感，很多病人在通過機(jī)電設(shè)備的搬移設(shè)備時(shí)，總不免會(huì)緊張，甚至有些患者不適應(yīng)這些機(jī)電設(shè)備，且由于機(jī)電設(shè)備造價(jià)昂貴，因此一直未能打開市場(chǎng)；液壓設(shè)備的漏油現(xiàn)象對(duì)醫(yī)院這種需要嚴(yán)格消毒的場(chǎng)所不免有些局限性，且液壓設(shè)備也相對(duì)較貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以要求簡(jiǎn)單輕便的多功能醫(yī)療床目前還很少采用液壓式的。雖然多種多樣的多功能醫(yī)療床已在醫(yī)院里應(yīng)用，但都沒有很好的解決不變體位的進(jìn)行病人轉(zhuǎn)移操作?，F(xiàn)在輔助搬移病人的機(jī)電設(shè)備是一個(gè)研究熱點(diǎn)，很多醫(yī)療器械企業(yè)及科研工作者都將研究重心放在了機(jī)電設(shè)備的開發(fā)上，但由于目前在這方面的技術(shù)還并未成熟，所以目前機(jī)電輔助搬移設(shè)備還很少，但是隨著科學(xué)的進(jìn)步及技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化或者機(jī)電液（氣）一體化,甚至復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的輔助搬移設(shè)備必將成為主要發(fā)展方向。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將對(duì)多功能醫(yī)療床領(lǐng)域有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，傳統(tǒng)的急救多功能醫(yī)療床的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，外觀比較笨重，減震功能小。不宜在災(zāi)難急救中攜帶使用，容易對(duì)病人造成二次傷害。為了提高救護(hù)車多功能醫(yī)療床的舒適性，根據(jù)臥位人體振動(dòng)響應(yīng)的特點(diǎn)和汽車懸架系統(tǒng)的振動(dòng)特性，本設(shè)計(jì)進(jìn)行全面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新改革，應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理，合理設(shè)計(jì)多功能醫(yī)療床的減震裝置，并適應(yīng)擔(dān)架支架的結(jié)構(gòu)。使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，有效的減小了由車身輸入的振動(dòng)能量，提高了降低舒適限度的耐受時(shí)間。具有簡(jiǎn)便快捷、體型輕巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于攜帶、操作，占用救護(hù)人員少、抗震度高，對(duì)傷員二次傷害小的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于災(zāi)難中對(duì)生命的及時(shí)搶救有著重要作用。1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容有：多功能醫(yī)療床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、多功能醫(yī)療床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)裝置選型，并用總布置草圖表達(dá)主要底盤部件的改動(dòng)和重要工作裝置的布置；最后通過正確的計(jì)算，完成部部件設(shè)計(jì)選型，達(dá)到工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的設(shè)計(jì)要求，并附之以總裝配圖，清楚表達(dá)設(shè)計(jì)。78第 2 章 總體設(shè)計(jì)2.2 多功能醫(yī)療床的設(shè)計(jì)2.2.1 多功能醫(yī)療床的結(jié)構(gòu)形式多功能醫(yī)療床一般是由前欄板、左右側(cè)欄板，典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式多功能醫(yī)療床結(jié)構(gòu)。為避免裝載時(shí)物料下落碰壞駕駛室頂孟，通常多功能醫(yī)療床前欄板加做向上前方延伸的防護(hù)擋板。多功能醫(yī)療床底板固定在多功能醫(yī)療床底架之上。多功能醫(yī)療床的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋。2.2.2 多功能醫(yī)療床的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定將全金屬焊接多功能醫(yī)療床設(shè)計(jì)成等剛度體多功能醫(yī)療床是自卸汽車設(shè)計(jì)的重點(diǎn).但是很難既能保證高強(qiáng)度又能保證輕量化。就整車而言，可以看成由車輪、前軸、后橋殼、懸架、車架、多功能醫(yī)療床及其橡膠緩沖塊等不同剛度單元組合而成的彈性體，受力時(shí)，將按照各自的剛度產(chǎn)生各自的變形，其變形量與剛度成反比，吸收的能量與剛度成正比。多功能醫(yī)療床剛度，無論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車架的相應(yīng)剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補(bǔ)償?shù)?。?dāng)汽車前后左右車輪處于高差較大的路面，車架扭曲較大時(shí)，多功能醫(yī)療床應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車相的扭轉(zhuǎn)剛度過大，當(dāng)車架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，多功能醫(yī)療床前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，多功能醫(yī)療床縱梁的另一側(cè)可能離開緩沖塊，多功能醫(yī)療床前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果多功能醫(yī)療床扭轉(zhuǎn)剛度過小，能與車架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，多功能醫(yī)療床可能因變形過大而早期損壞。全金屬焊接等剛度多功能醫(yī)療床設(shè)計(jì)的規(guī)范化的定量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法并不是很完善，根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：2.2 總體布置原則在進(jìn)行總體布置時(shí)應(yīng)按照以下原則：盡量避免對(duì)多功能醫(yī)療床各總成位置的變動(dòng)因?yàn)橐恍┛偝刹考恢玫淖儎?dòng)，9不僅會(huì)增加成本，而且也可能影響到整車性能。但有時(shí)為了滿足專用工作裝置的性能要求，也需要作一些改動(dòng)，如截短原多功能醫(yī)療床的后懸、燃油箱和備胎架的位置作適當(dāng)調(diào)整等。但改變的原則是不影響整車性能。應(yīng)滿足專用工作裝置性能的要求，使專用功能得到充分發(fā)揮應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求 例如對(duì)整車的長(zhǎng)、寬、高、后懸等尺寸在相關(guān)法規(guī)中部有明確的規(guī)定，一定不能超出標(biāo)準(zhǔn)的要求。2.3 多功能醫(yī)療床開合的兩種機(jī)構(gòu)形式圖 2-1 機(jī)構(gòu)一圖 2-2 機(jī)構(gòu)二后多功能醫(yī)療床開合的兩種機(jī)構(gòu)形式如圖 2-1 和圖 2-2 所示，它們只是兩側(cè)相同機(jī)構(gòu)的一側(cè)。由以上兩圖可看出，機(jī)構(gòu)一（圖 2-1）是全部為固定鉸支座的兩平行桿同步運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)二（圖 2-2）是兩固定鉸支座和兩個(gè)滑動(dòng)鉸支座的剪叉式結(jié)構(gòu)。這兩種機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)上板臺(tái)面升降的運(yùn)動(dòng)，但相比較之下，機(jī)構(gòu)一有三點(diǎn)不足：a) 機(jī)構(gòu)一在升降過程中上板不僅有豎直方向的位移變化，而且還有水平方向的位移變化，而機(jī)構(gòu)二的上板在升降過程中只有豎直方向的位移變化。這樣，在總體尺寸一樣的情況下，機(jī)構(gòu)二升降時(shí)所需的空間較10小。b) 機(jī)構(gòu)一在升降的過程中，所載物體的質(zhì)心相對(duì)機(jī)構(gòu)的支撐中心的變化很大，這樣就要求更大的動(dòng)力，即要求推力更大的。結(jié)果會(huì)增加安裝尺寸和生產(chǎn)成本。c) 機(jī)構(gòu)一的穩(wěn)定性沒有機(jī)構(gòu)二的對(duì)角雙三角的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。綜上所述，機(jī)構(gòu)二較機(jī)構(gòu)一更合理。所以，在結(jié)構(gòu)上選擇機(jī)構(gòu)二。1112第 3 章 多功能醫(yī)療床主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 結(jié)構(gòu)分析3.1.1 多功能醫(yī)療床開合的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化3.1.2 機(jī)構(gòu)受力分析1.以整體作為研究對(duì)象，如圖 3-2 所示圖 3-2 整體受力分析圖 將 分解到 a、b 兩端，則有2/G(3.1)?cosLPFay??.(3.2)2by??(3.3)?cosLGPffFayx?(3.4)2faxb(3.5)fFcyx??式中： —a 點(diǎn)所受水平方向上的力；—a 點(diǎn)所受豎直方向上的力；y—b 點(diǎn)所受水平方向上的力；x—b 點(diǎn)所受豎直方向上的力；yF—c 點(diǎn)所受水平方向上的力；x—c 點(diǎn)所受豎直方向上的力。y2.分別以 aed 及 ceb 桿為研究對(duì)象，如圖 3-2 和圖 3-3 所示13圖 3-2 aed 桿受力分析圖 圖 3-3 ceb 桿受力分析圖 列平衡方程式，有當(dāng) d 點(diǎn)力矩平衡，即 時(shí)，則0??Md(3.6)0cossincos2sin2)i(2)(in11 ?????? ????? ???????LFLF LFlTlTayaxey ex當(dāng) b 點(diǎn)力矩平衡，即 時(shí)，則b(3.7)0cossincs2in2????????LFLy cxeyex又 aed 及 ceb 桿的水平與豎直方向受力平衡，即有 和 ，0??XY當(dāng) 時(shí)，有?X14(3.8)0cos2????axedx FTF?.(3.9)?excbx當(dāng) 時(shí)，有??0Y(3.10)0cos2????ayedy FTF?(3.11)?byecy整理解得：.(3.12))sin()cosin(21 ??????flGLfT【靜態(tài)時(shí)： 】)i(1??lT(3.13))cosin(2????fLGPFcy(3.14))cossin(2?????fLfcyx.(3.15))cosin(cos22????fLPGfFex.(3.16))cosin(cos2csinsi2???? fLffey15.(3.17)?cos2TFexadx??(3.18)ineyady式中： —的推力；T—d 點(diǎn)所受水平方向上的力；xF—d 點(diǎn)所受豎直方向上的力；y—e 點(diǎn)所受水平方向上的力；x—e 點(diǎn)所受豎直方向上的力。y3.確定 角與 角的函數(shù)關(guān)系??角與 角的幾何關(guān)系見圖 3-1)cos(inta12????l即 .(3.19))(irt12??l4.受力分析結(jié)論（1）各鉸點(diǎn)處的受力（包括推力）與載荷 成正比；G（2） 、 、 、 、 、 值隨 值的增大而增大，在 值確定時(shí)，axFybxcFydx?l這些力又與 值成正比;而 、 值隨 值的增大而減小，在 值確定時(shí)，它Pb們隨 值得減小而增大；（3）在計(jì)算推力 時(shí)，動(dòng)態(tài)值比靜態(tài)值增大了T )sin()cosin(21 ?????flPf；（4）的推力 與 值成反比；1l（5）力 、 隨 值的增大而增大。dxFyT3.2 剪叉臂長(zhǎng)度及安裝位置的確定1.剪叉臂的長(zhǎng)度確定為了使工作臺(tái)面下降至最低位置時(shí)不至于脫離滑道，剪叉臂的長(zhǎng)度 應(yīng)該L比底座的長(zhǎng)度 b 小一些，一般可取16.(3.20)bL)9.0~8(?由設(shè)計(jì)參數(shù)可知：， ， 。初選底座長(zhǎng)度 ，系數(shù)為NG5?mb150?0.8，則根據(jù)式(3.20)可得剪叉臂的長(zhǎng)度 。L1202.安裝位置的確定由圖 3-4 可知 .(3.21)?sinh?則 maxaxLminisL所以， 567.018sinm?即 ?5.34ax?而 0min?初選 ， ， , , ，?2?ml301?l5402?NG50mP6?。1.0?f而液壓機(jī)構(gòu)的有效垂直升降高度 為h?.(3.22))sin(imiaxminax ?????Lh根據(jù) ，上下交接點(diǎn) g、f 的距離 S（即的瞬時(shí)長(zhǎng)度）為dgf(3.23))cos(211???llS兩交接點(diǎn)之間的最大距離和最小距離分別為)(max2121max???llcosinin ?S設(shè)的有效行程為 ，為了使兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最小值時(shí)，柱塞不抵到?缸底，并考慮結(jié)構(gòu)尺寸 和 （如圖 3-6 所示） ，一般應(yīng)取1K2.(3.24)SS??21min同樣，為了使兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最大值時(shí)，柱塞不會(huì)脫離中的導(dǎo)向套，一般應(yīng)取(3.25)SKS??21max式（3.24）和式（3.25）中的 和 根據(jù)的具體結(jié)構(gòu)決定。12173.3 強(qiáng)度校核整個(gè)機(jī)構(gòu)，受力較大的零部件有內(nèi)剪叉臂，的支撐橫梁，銷軸等，所以進(jìn)行校核時(shí)，只需對(duì)這些受力較大的零件校核即可。3.3.1 剪叉臂的強(qiáng)度校核由圖 3-9 和圖 3-10 可知，內(nèi)剪叉臂 aed 受力要遠(yuǎn)大大于外剪叉臂 bec，所以這里只校核外臂。外剪叉臂受力如圖 3-1 所示。又由圖 4-8 可知， 的角度?越小，則推力 的值越大。若 取最大值時(shí)滿足強(qiáng)度要求，則該剪叉臂即滿足TT強(qiáng)度要求。當(dāng)機(jī)構(gòu)在最低位置時(shí)， 的值最小，即 值最大。參照?qǐng)D 3-1，剪叉?T臂所受的力都與剪叉臂有一定的夾角，為方便受力分析，將所有的力都按沿剪叉臂方向和垂直剪叉臂方向分解，有下列式子：.(7.1)cossin1xcyF??.(7.2) ?i2c?.(7.3)ssi1exey.(7.4)inco2F??(7.5))s(1???Tg.(7.6)in2F.(7.7)sico1dydx??.(7.8)?i2F?圖 3-1 內(nèi)剪叉臂 aed 受力圖各力分解后的受力圖如圖 3-2(a)所示，彎矩圖見圖 3-2(c)18圖 3-2 內(nèi)剪叉臂 aed 的軸向及徑向分解受力圖剪叉臂的 g 處由于是有一個(gè)肋板作用，可看作力 作用在剪叉臂上為均2/T布載荷 。由圖 3-2（c）中可知，最大彎矩發(fā)生在 k 點(diǎn)處，但需校核 e、k 兩點(diǎn)q處的強(qiáng)度，且圖中有 ， ， 。又已知剪叉臂的橫mlq20?l1062gqFl??截面寬和高分別為 ， ， ，如圖 3-3 所示，圖 3-bhmd3（a）是 e 點(diǎn)處的截面圖，圖 3-3（b）是 k 點(diǎn)處的截面圖。19e 點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為 363922332121 107.1060/1// mbdhbhdIWze ???????????k 點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為 363922 102610mbhk ??????圖 3-3 剪叉臂 e、k 兩點(diǎn)處的截面圖因?yàn)楫?dāng) 時(shí)，此時(shí) e、 k 兩點(diǎn)的彎矩最大，且由式（ 7.8）得 ，?6?? NFd291?，則NFg97.832 mmNlFlMqgqdk ????????? 843.06.097.68330.291)/()(22maxLe ??7856.045.1/ MPaaWkk .72836maxax???Mee 4.10.56axax ???選擇材料為 ，參照參考文獻(xiàn)[1]， ，所以是安全的。23QPab25?3.3.2 底架固定橫梁的強(qiáng)度校核底架固定橫梁（如圖 3-4 所示）選擇的是 60 號(hào)方鋼，其受力情況如圖 3-5所示；已知 60 號(hào)鋼的邊長(zhǎng)為 60mm，推力 作用點(diǎn)到坐標(biāo)系 O 的距離為T65mm， ， 分別為推力 在 X，Y 軸上的分力，且 ，xTyT?cosTx?20。?sinTy?當(dāng)在最小角度，即工作臺(tái)在最低位置時(shí)，推力最大，雖然此時(shí) 最小，即?, ，分力 最大，所以由式(3.19) 可得 ，則N3158max?6??xT?85.17?。57.04cosa當(dāng)在最大角度，即工作臺(tái)在最高位置時(shí)，雖然推力最大，此時(shí) 最大，即 , ，分力 最大，所以由式(3.19)可得 ，T62.18min ?.3y ?5.39?則 。Ny 1590sax??圖 3-4 與底架連接的橫梁圖 3-5 與底架連接的橫梁截面圖把它們平移到 O 點(diǎn)后，有(1) 對(duì)于 X 軸方向，其受力如圖 3-6 所示21圖 3-6 橫梁 X 軸方向的受力圖因?yàn)榱旱目箯澖孛嫦禂?shù) ，3639310610mhW?????所以 MPaMx 5103684.9?????（2）對(duì)于 Y 軸方向，固定橫梁受力如圖 3-7圖 3-7 橫梁 Y 軸方向的受力圖又梁的抗彎截面系數(shù) ，3610mW???22則 MPaWMy 24.731036.2?????（3）當(dāng) 作用點(diǎn)平移到 O 點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)扭矩，該扭矩的大小為xT又 ，其中 ，zsIhF82ma? 4941233 06062mbhIz ??????此時(shí)，該扭矩對(duì)橫梁截面產(chǎn)生的剪切力為Nxs57.3064? MPamNIhzsxy 58.3710368.492622ma ?????參照參考文獻(xiàn)[7]，又由第四強(qiáng)度理論 )(3])()()[(21 22222 zxyxxzzyyxe ????? ????帶入并化簡(jiǎn)： MPae 72.9)058.37(])90()24.73().95[(21 22????又選材料為 ，參照參考文獻(xiàn)[7]，QMPas??取安全系數(shù)為 2，則 ，所以是安全的。es???5.1/][3.4 軸的強(qiáng)度校核由圖分析可知，剪叉臂受力最大的地方為 g 點(diǎn)和 d 點(diǎn)，所以只需校核該兩處的銷軸即可。3.4.1 內(nèi)剪叉臂固定端銷軸的強(qiáng)度校核因?yàn)殇N軸較短，所以只受切應(yīng)力。依圖 3-2 可知，剪叉臂固定端（即 d 點(diǎn)）銷軸所受的力為 。當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低位置，即 時(shí)，銷軸受到的剪力最1dF?6??大，根據(jù)式(7.7) 得 。N4.8?又銷軸的直徑為 ，導(dǎo)油孔直徑為 ，則其橫截面積為25??262622 103.47810)(4)( mdDA ?????????又銷軸受力情況見圖 3-8，從圖中可知銷軸受剪力為雙剪切，又參照參考文獻(xiàn)[7]， MPaAFd 68.241059.324861max ?????23銷軸的材料為 35 鋼，經(jīng)表面熱處理，參照參考文獻(xiàn)[7]，35 鋼的許用應(yīng)力。取安全系數(shù)為 2，則有 ，所以MPa10][?? ][36.4968.2??????MPa滿足要求。3.4.2 尾部銷軸的強(qiáng)度校核尾部銷軸的受的力即為的推力 ，如圖 3-8 所示，因?yàn)殇N軸較短，所以只T受切應(yīng)力。又銷軸的直徑為 ，導(dǎo)油孔的直徑為 ，則銷軸的橫截面積為25?4?26262 103.78104)(4)( mdDA ????????圖 3-8 尾部銷軸的受力圖參照 3.2.2 節(jié)，有MPaAT02.313.478256max ?????選擇銷軸材料為 35，又 35 鋼的許用應(yīng)力 ，取安全系數(shù)為 2，1][??則有，所以設(shè)計(jì)的銷軸滿足要求。][04.62.32max ??????PaM3.4.3 支撐軸的強(qiáng)度校核依圖 3-2 可知，頭部支撐軸（即 g 點(diǎn)）所受的力為 。當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低T位置，即 時(shí)，受到的推力最大，即 。又銷軸的直徑為 ，?6??NT3158?m50?導(dǎo)油孔直徑為 ，則其抗彎截面系數(shù)為m4?363933 027.1205mdW??????又銷軸受力情況見圖 3-9，參照參考文獻(xiàn)[7]，校核軸的彎曲強(qiáng)度為24圖 3-9 頭部支承軸的受力圖 MPaWlTMAC2067.12430582??????軸的材料為 鋼，經(jīng)表面熱處理，參照參考文獻(xiàn)[7]， 鋼的許用應(yīng)Q235Q力 。所以滿足要求。Pa][25第 4 章 絲杠結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì)表 4-1 滾珠絲桿副支承支承方式簡(jiǎn)圖 特點(diǎn)一端固定一端自由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絲桿的壓桿的穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低設(shè)計(jì)時(shí)盡量使絲桿受拉伸。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度底，僅僅適用于短絲桿。一端固定一端游動(dòng)需保證螺母與兩端支承同軸，故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，絲桿的軸向剛度與兩端相同，壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長(zhǎng)度的較高，絲桿有膨脹余地，這種安裝方式一般用在絲桿較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，在受力較大時(shí)還得增加角接觸球軸承的數(shù)量，轉(zhuǎn)速不高時(shí)多用更經(jīng)濟(jì)的推力球軸承代替角接觸球軸承。兩端只有軸承無間隙，絲桿的軸向剛度為一端固定的四倍。一般情況