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外文資料翻譯 1 NC C is in in as by C in 940s a of a to a "in to on 949, a to a of be to up to a of . a a a as In a of C, it 970s C NC as an C is it is NC in or to a in by so to On by of C as to a by or no of on To a to be s to C NC in is is 外文資料翻譯 2 C/NC NC a be of a is on on be by an 00 a a of so of a to NC to a to is is,of be in At of of in,NC is a of in is by of in an to a of a or by of or 文資料翻譯 3 to in 121C is to of or C A of (1) 2) 3) he by [31In to of a to on is of of of it of or is In of it is to of as as to C of to to is is to a or to as a is at by C to as 外文資料翻譯 4 to C as at as it a of is on by of a of to in a a C In is of of of or be in C . C A of a of C to a C be by an on or an be or to to so to of or of or to on/of so C IT C in 950s he of a in a a 外文資料翻譯 5 C (1) 2) be as a in a of by a in is of of is to In be to 00 (NC 970s a of up 56 NC is to to on to it in of a at In of of C by on in 970s. As in by s is C as a is in NC it is to of 1) a of or a of 2) a is 3) is to of 文資料翻譯 6 to as of a in of is to of a 護(hù)理床動(dòng)力學(xué)優(yōu)化 言 動(dòng)力學(xué)是理論力學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，它主要研究作用于物體的力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象是運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速的宏觀物體。動(dòng)力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是許多工程學(xué)科的基礎(chǔ)。 動(dòng)力學(xué)以牛頓第二定律為核心，這個(gè)定律指出了力、加速度、質(zhì)量三者間的關(guān)系。牛頓首先引入了質(zhì)量的概念，而把它和物體的重力區(qū)分開來(lái)，說(shuō)明物體的重力只是地球?qū)ξ矬w的引力 。 多功能醫(yī)用護(hù)理床的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是 基于 立于在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)之上 的，根據(jù)先前的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，以運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果作為動(dòng)力學(xué)分析的初始值，綜合考慮線性推桿的推、拉力的限制以及機(jī)架各支點(diǎn)的受力狀況，主要對(duì)線性推桿的受力狀況及各床架支點(diǎn)的受力狀況進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。 翻機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析 側(cè)翻機(jī)構(gòu)在運(yùn)行的過程中，會(huì)有以下幾個(gè)方面對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。它們是機(jī)構(gòu)自身質(zhì)量，患者體重以及各個(gè)運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦力。由于摩擦力很小，在此忽略不計(jì)，只考慮機(jī)構(gòu)的重量及患者的體重。 通過 件對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行質(zhì)量測(cè)量，測(cè)得背板質(zhì)量為 20過設(shè)計(jì)手冊(cè)查得我 國(guó)身高 3右。為了真實(shí)的模擬虛擬樣機(jī)的性能，本文采用背板質(zhì)量為 20體背部重量為 50機(jī)構(gòu)添加力之后，運(yùn)行一次動(dòng)力學(xué)仿真。測(cè)量各個(gè)點(diǎn)的受力以及電機(jī)的受力。仿真時(shí)間為 25s，步數(shù)為 500 步。 添加力測(cè)量，測(cè)得的各點(diǎn)受力曲線如圖 5示。 外文資料翻譯 7 圖 5點(diǎn)受力曲線 從圖 5，得知 的受力最大，機(jī)構(gòu)的受力優(yōu)化就從入。首先，測(cè)試各個(gè)設(shè)計(jì)變量對(duì) 受力變化的敏感度。運(yùn)行一次動(dòng)力學(xué)仿真 ，時(shí)間為 25s，步數(shù)為 500 步，s，背板質(zhì)心處加力 500N，背板自重 20行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化的目標(biāo)為將 的受力的最大值進(jìn)行最小化，仿真后優(yōu)化數(shù)據(jù)如下： : 20097:13:51 1) : : 0 文資料翻譯 8 5優(yōu)化前后受力曲線 5優(yōu)化前后受力曲線 5優(yōu)化前后受力曲線 5參數(shù)下的翻轉(zhuǎn)角度值 從圖 5 5，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過動(dòng)力學(xué)優(yōu)化之后，各支點(diǎn)受力均有明顯的改善，其中圖 5 受力從 1443N 減至 1133N，從圖 5，背板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度在角度約束的范圍之內(nèi)。 通過以上的分析，在實(shí)際設(shè)計(jì)中， 各關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)取值為如表 5示 表 5關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)際取值 始值 250 245 330 400 370 優(yōu)化值 265 215 時(shí)，樣機(jī)的背板轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度最小且各支點(diǎn)的受力也達(dá)到了最小化、滿足了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。動(dòng)力學(xué)優(yōu)化前后機(jī)構(gòu)構(gòu)件尺寸表如表 5示： 表 5化前后桿件尺寸對(duì)比 A、 B 水平距離 /、 B 豎直距離 /D/始值 50 65 化值 35 19 118 背機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析 為了較為真實(shí)的模擬人體的質(zhì)量，以及考慮背板的推、拉力的限制，在抬背機(jī)構(gòu)的背部添加豎直向下的均布力，大小為 400N，在臀部床板添加 400N 的力，外文資料翻譯 9 運(yùn)行一次動(dòng)力學(xué)優(yōu)化仿真。 為了進(jìn)一步研究線性推桿的受力狀況，以及機(jī)架上各支點(diǎn)的受力狀況，使得機(jī)構(gòu)工作得更安全及更可靠，以抬背機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化數(shù)據(jù)為動(dòng)力學(xué)優(yōu)化的初始數(shù)據(jù)，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為抬背過程中線性推桿受力的最大值最小化，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化仿真，已得 到滿足機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的最優(yōu)化參數(shù)。通過設(shè)計(jì)研究對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行敏感度測(cè)試。根據(jù)設(shè)計(jì)研究對(duì)各設(shè)計(jì)變量的測(cè)試，得到的數(shù)據(jù)報(bào)表如下： 文資料翻譯 10 3 過設(shè)計(jì)研究，觀察計(jì)算結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際變量 敏感度最大，所以在優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候著重考慮上述幾個(gè)設(shè)計(jì)變量，對(duì)它們進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期望得到滿足設(shè)計(jì)要求的機(jī)構(gòu)最優(yōu)化參數(shù)。 通過以上的分析，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，各關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)取值為如表 5示 表 5關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)際取值 始值 390 458 330 275 優(yōu)化值 381 2317 化前后桿件尺寸變化如表 5示。 表 5化前后桿件尺寸變化表 A、 C 豎直距離/C /D /E/文資料翻譯 11 初始值 60 236 256 667 優(yōu)化值 62 228 248 659 圖 5抬背機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化前后電機(jī)受力曲線 觀察圖 5以得知在機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真之后，機(jī)構(gòu)表現(xiàn)出了良好的動(dòng)力學(xué)性能， 機(jī)構(gòu)的受力狀況得到了有效的改善，達(dá)到了預(yù)期的效果，即電機(jī)受力的最大值最小化。 腿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析 為了真實(shí)的模擬曲腿機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中的受力性能，以及線性推桿的受力狀況，所以對(duì)曲腿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的基礎(chǔ)之上進(jìn)行一次動(dòng)力學(xué)仿真，為了得到較為真實(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀況，并進(jìn)行優(yōu)化仿真，得到理想機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。 綜合考慮人體的自身重量以及床板的重量，在小腿板的質(zhì)心處及腳板的質(zhì)心處各添加豎直向下的力，大小為 500N。 以運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化的數(shù)據(jù)作為動(dòng)力學(xué)優(yōu)化的初始數(shù)據(jù)，進(jìn)行 動(dòng)力學(xué)優(yōu)化，優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)為電機(jī)受力最大值的最小化。首先，對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)研究的報(bào)表如下： 文資料翻譯 12 據(jù)上述的設(shè)計(jì)研究的結(jié)果對(duì) 變量，作為優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)變量，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化仿真。 圖 5腿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化前后電機(jī)受力曲線圖 觀察圖 5以得知，經(jīng)過動(dòng)力學(xué)優(yōu)化后的電機(jī)受力的最大值由原來(lái)的4550N 減小為優(yōu)化后的 2850N，電機(jī)的受力大大的減小，從而保證了機(jī)構(gòu)運(yùn)行的安全性及運(yùn)行的穩(wěn)定性。 機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu) 通過以上的分析，在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)選取上述設(shè)計(jì)變量作為優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)變量，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化，經(jīng)過動(dòng)力學(xué)優(yōu)化之后，各關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)取值為如表 示 外文資料翻譯 13 表 5關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)際取值 始值 300 65 化值 270 243 時(shí)，樣機(jī)的線性推桿的受力最小且各支點(diǎn)的受力也達(dá)到了最小化、滿足了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。優(yōu)化前后機(jī)構(gòu)桿件尺寸變 化見表 5 表 5化前后構(gòu)件尺寸變化表 AB/C/D/E/E/始值 380 5 化值 350 章小結(jié) 本章在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)之上的，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的數(shù)據(jù)作為動(dòng)力學(xué)分析的初始數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析；在滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)要求的基礎(chǔ)上改善機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能及機(jī)架的受力性能。使得樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)性能及受力性能達(dá)到最好，滿足人體工學(xué)以及機(jī)構(gòu)在工作過程中的穩(wěn)定性及安全性。本章 是進(jìn)行樣機(jī)物理設(shè)計(jì)的依據(jù)。 6 護(hù)理床的力學(xué)分析 言 多 功能醫(yī)用護(hù)理床在滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能要求的基礎(chǔ)上，需要對(duì)其中的一些主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核，以便在設(shè)計(jì)的時(shí)候合理的選材，在保證多功能醫(yī)用護(hù)理床安全性和穩(wěn)定型以及盡可能的降低生產(chǎn)成本。 學(xué)計(jì)算 護(hù)理床各主要部件及連桿材料均選用 考慮到由于多功能醫(yī)用護(hù)理床內(nèi)的機(jī)構(gòu)角度，不可避免的會(huì)使床的質(zhì)量增加。由于整床的重量將全部壓在床底架長(zhǎng)桿上，所以底架長(zhǎng)桿將會(huì)是受力最大的桿件，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，底架長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度為 1440底架長(zhǎng)桿上有兩個(gè)支撐點(diǎn)，假設(shè)床身的質(zhì)量為 400體的質(zhì)量為 150重為 550體計(jì)算如 下所示： 外文資料翻譯 14 圖 6底架受力示意圖 根據(jù) 稱重功能，測(cè)得床的質(zhì)量為 365假設(shè) 床身的質(zhì)量為400體的質(zhì)量為 150重為 550以 3=2750N，4400200 根據(jù)力矩平衡公式： 2×3×2 7 5 0 1 0 9 0 2 7 5 0