家庭護理床設(shè)計【含6張CAD圖】

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任務(wù)書題 目 家 庭 護 理 床 設(shè) 計題 目 來 源 教 師 自 擬學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 專 業(yè) 班 級指 導(dǎo) 教 師 職 稱 教 研 室畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 任 務(wù) 與 要 求設(shè)計一多功能護理床，滿足久病臥床不起人員，翻身活動、解大小便等之需，以減輕護理人 員勞動強度。設(shè)計要求： 1.研究家庭護理床的技術(shù)條件及其結(jié)構(gòu)；2.確定家庭護理床的基本結(jié)構(gòu)；3.對主要零件進行設(shè)計計算和校核；4.繪制家庭護理床的裝配圖，繪制主要零件的工作圖；5.完成不少于 1000 英文單詞的外文翻譯；6.撰寫不少于 10000 字的畢業(yè)論文。畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 進 程起 止 時 間 工 作 內(nèi) 容2017.12.27~2017.12.272017.12.27~2017.12.29寒 假2018.2.26~2018.3.112018.3.12~2018.3.252018.3.26~2018.4.132018.4.14~2018.4.242018.4.25~2018.5.62018.5.7~2018.5.112018.5.12~2018.5.132018.5.14~2018.5.25查 （ 借 ） 閱 資 料 文 獻 ， 學(xué) 習(xí) 家 庭 護 理 床 設(shè) 計 理 論 和 方 法 ， 了 解 所 設(shè)計的家庭護理床結(jié)構(gòu)； 撰寫開題報告，對開題報告按批注進行修改； 擬定總體設(shè)計方案，繪制簡圖； 擬定傳動方案及繪制運動簡圖，對傳動裝置進行設(shè)計計算； 對家庭護理床各功能部件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計； 進行中期檢查，提交中期檢查表； 用 三 維 設(shè) 計 軟 件 設(shè) 計家 庭 護 理 床 ， 繪 圖 裝 配 圖 以 及 主 要 零 件 的 工 作 圖 ；撰寫畢業(yè)論文，完成初稿； 指導(dǎo)教師審閱、評閱教師評閱、論文查重； 完善設(shè)計及論文，論文定稿； 整理資料準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師（簽字） 畢 業(yè) 論 文 工 作 組 組 長 （ 簽 字 ） 學(xué)生（簽字） 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 起 止 時 間 ： 2017 年 12 月 27 日 至 2018 年 5 月 25 日注：本表于每學(xué)年第 1 學(xué) 期 18 周，經(jīng)畢業(yè)論文工作組審批，隨畢業(yè)論文裝訂由學(xué)院存檔。開題報告論文（設(shè)計）題目 家 庭 護 理 床 設(shè) 計學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師一、研究目的及意義家 庭 護 理 床 是 針 對 生 活 不 能 自 理 、 危 重 和 癱 瘓 病 人 特 殊 需 要 而 設(shè) 計 的 。 家 庭 護 理 床 能 調(diào) 節(jié)床的背部和腳部的角度，通過線控協(xié)助病人抬背或翻身等動作，可以緩解骶尾部皮膚的壓力。在 許 多 家 庭 里 有 生 活 不 能 自 理 、 殘 疾 、 重 病 、 癱 瘓 、 截 癱 、 腦 癱 等 人 群 ， 這 對 護 理 他 們 的 家 人來 說 ， 都 是 相 當(dāng) 辛 苦 的 一 個 工 作 ， 不 僅 給 家 人 帶 來 了 無 法 言 喻 的 辛 苦 ， 也 給 家 人 的 心 理 蒙 上 了厚 厚 的 陰 影 。 不 能 自 理 者 、 臥 床 病 人 也 可 以 利 用 家 庭 護 理 床 的 升 降 背 、 曲 腿 及 側(cè) 翻 功 功 能 主 動挺 腰 、 抬 臀 ， 既 有 利 于 功 能 鍛 煉 ， 又 能 有 效 預(yù) 防 褥 瘡 的 發(fā) 生 。 針 對 市 場 需 求 設(shè) 計 開 發(fā) 一 種 結(jié) 構(gòu)簡單、工作可靠、使用方便的家用護理床，對于家庭護理醫(yī)療事業(yè)具有重要的意義。二、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r隨 著 社 會 經(jīng) 濟 的 迅 速 發(fā) 展 ， 人 民 生 活 水 平 不 斷 提 高 ， 人 口 壽 命 不 斷 延 長 ， 思 想 的 進 步 ， 城市 人 口 正 逐 步 進 入 老 齡 化 ， 人 口 老 齡 化 已 成 為 世 界 范 圍 內(nèi) 的 社 會 問 題 。 據(jù) 統(tǒng) 計 ， 歐 洲 發(fā) 達 國 家和 日 本 的 老 年 人 獨 居 率 已 高 達 40%， 如 此 之 高 的 比 例 迫 使 社 會 采 取 措 施 解 決 老 年 人 的 護 理 服 務(wù)問 題 。 如 果 完 全 依 靠 家 庭 人 工 照 料 ， 與 西 方 國 家 子 女 與 老 年 人 分 居 、 家 庭 規(guī) 模 小 型 化 的 觀 念 有抵觸之處。我國 60 歲及其以上老年人口已達 1.32 億，占全國總?cè)丝诘?10%，并以年均 3.32%的 速 度 持 續(xù) 增 長 ， 其 中 “空 巢 家 庭 ”占 所 有 老 齡 家 庭 總 數(shù) 的 25.8%， 在 一 些 大 城 市 中 該 比 例 更 大 ，解 決 因 身 體 虛 弱 臥 床 不 起 或 因 疾 患 導(dǎo) 致 生 活 不 能 自 理 的 老 年 人 的 家 庭 照 料 與 看 護 問 題 是 人 口老 齡 化 國 家 所 面 臨 的 共 同 問 題 。 為 此 ， 國 家 也 大 力 加 強 了 對 護 理 機 器 人 的 研 發(fā) 扶 持 力 度 ， 為 偏癱 病 人 或 長 期 使 用 病 床 的 病 人 提 供 一 個 集 護 理 和 排 泄 等 各 功 能 于 一 體 的 多 功 能 護 理 床 。 現(xiàn) 在 家庭 需 求 護 理 床 的 潛 力 日 益 增 加 ， 以 前 是 簡 易 的 護 理 床 ， 后 來 加 上 護 欄 、 餐 桌 ， 再 后 來 加 上 大 便孔 、 輪 子 。 現(xiàn) 在 產(chǎn) 生 了 很 多 集 多 功 能 為 一 體 的 多 功 能 電 動 護 理 床 ， 極 大 的 提 高 了 患 者 的 康 復(fù) 護理 水 平 ， 也 為 護 理 人 員 提 供 了 極 大 的 方 便 ， 所 以 操 作 簡 單 ， 功 能 強 大 的 護 理 產(chǎn) 品 越 來 越 受 到 追捧 。護 理 床 在 國 內(nèi) 的 設(shè) 計 研 究 尚 處 于 初 級 階 段 ， 產(chǎn) 品 的 功 能 、 結(jié) 構(gòu) 造 型 有 待 進 一 步 的 完 善 ， 結(jié)構(gòu) 功 能 單 一 的 護 理 床 已 經(jīng) 逐 漸 胞 退 。 從 近 年 來 的 發(fā) 展 來 看 ， 國 內(nèi) 的 護 理 床 發(fā) 展 迅 速 ， 各 種 結(jié) 構(gòu) 、功 功 能 等 等 各 異 的 護 理 床 層 出 不 窮 ， 發(fā) 展 方 向 主 要 向 機 器 人 模 塊 化 的 自 動 控 制 方 向 發(fā) 展 。 綜 上所 述 ， 雖 然 現(xiàn) 階 段 多 功 能 護 理 床 的 功 能 逐 漸 趨 于 完 善 ， 但 護 理 床 人 性 化 設(shè) 計 仍 有 美 中 不 足 的 地方 。三、研究內(nèi)容設(shè) 計 一 多 功 能 護 理 床 ， 滿 足 久 病 臥 床 不 起 人 員 ， 翻 身 活 動 、 解 大 小 便 等 之 需 ， 以 減 輕 護 理人 員 勞 動 強 度 。 同 時 研 究 了 床 板 在 各 種 運 動 狀 態(tài) 下 的 角 加 速 度 對 患 者 舒 適 度 的 影 響 及 線 性 推 桿在 各 姿 態(tài) 下 的 受 力 狀 況 ， 采 用 力 學(xué) 理 論 分 別 對 多 功 能 護 理 床 的 主 要 零 件 進 行 力 學(xué) 計 算， 保 證 了機 構(gòu) 運 動 的 安 全 性 和 穩(wěn) 定 性 ， 使 患 者 可 以 隨 意 調(diào) 節(jié) 床 的 背 部 和 腳 步 的 高 度 ， 進 而 得 到 最 佳 的 舒適 度 。 這 樣 ， 會 使 病 人 充 分 感 受 到 科 技 帶 給 人 的 方 便 ， 減 輕 病 人 的 痛 苦 ， 增 添 他 們 對 生 活 的 勇氣和信心。本文主要研究討論內(nèi)容如下：(1)設(shè)計護理床的相關(guān)功能的連桿機構(gòu)(2)利用制圖軟件與三維設(shè)計軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。(3)對護理床的軸進行強度校核，檢驗整臺護理床使用的安全性及穩(wěn)定性與保護措施的設(shè)計四、研究方案1.搜集家庭護理床相關(guān)資料及前期準(zhǔn)備工作,對家庭護理床零件結(jié)構(gòu)設(shè)計分析；2.進行零件參數(shù)設(shè)計，零件與零件配合尺寸計算，家庭護理床總體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計；3.進行連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力分析計算；4.采 用 計 算 機 軟 件 繪 制 護 理 床 整 體 裝 配 圖 以 及 各 部 位 零 件 圖 。 將 裝 配 好 的 三 維 實 體 圖 用 軟 件 進 行運動仿真，做出其爆炸圖、并完成手工制圖。 5.最后根據(jù)分析結(jié)果，仿真結(jié)果，對其最后進行改進并反思總結(jié)。五、論文提綱1 緒 論1.1 國內(nèi)外背景1.2 論文研究意義和目的2 功能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 設(shè)計原則2.2 功能要求2.3 總體設(shè)計2.4 功能模塊設(shè)計2.5 本章小結(jié)3 機構(gòu)設(shè)計與校核3.1 基本參數(shù)的設(shè)定3.2 電動機選擇3.3 零件設(shè)計與校核3.4 本章小結(jié)4 三維仿真設(shè)計4.1 應(yīng)用仿真軟件設(shè)計零件圖4.2 主要機構(gòu)三維仿真運動4.3 整體三維裝配圖與爆炸圖 結(jié) 論參考文獻 致 謝附 錄六、工作量的估計1.研究家庭護理床的技術(shù)條件及其結(jié)構(gòu)；2.確定家庭護理床的基本結(jié)構(gòu)；3.對主要零件進行設(shè)計計算和校核；4.繪制家庭護理床的裝配圖，繪制主要零件的工作圖；5.完成不少于 1000 英文單詞的外文翻譯；6.撰寫不少于 10000 字的畢業(yè)論文。七、存在的問題及擬解決采取的措施關(guān) 鍵 問 題 : (1)根 據(jù) 《 機 械 設(shè) 計 》 、 《 機 械 原 理 》 、 《 材 料 力 學(xué) 》 等 知 識 ， 對 多 功 能 醫(yī) 用 護 理 床 的 結(jié) 構(gòu)形 式 、 作用特點、受力方式等問題進行分析，設(shè)計家用護理床； (2)根據(jù)力學(xué)和機械基礎(chǔ)知識對活動支架和軸進行受力分析并進行強度校核；(3)運用 AutoCAD 與三維設(shè)計軟件進行零件的設(shè)計與制圖； 解 決 思 路 ：(1)學(xué)校圖書館有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、手冊、工具書、圖書、文獻、電子圖書庫等資料可供查閱； (2)網(wǎng)上相關(guān)資源查閱，詢問相關(guān)專業(yè)老師；參考文獻[1]朱玉，機械綜合課程設(shè)計.北京.機械工業(yè)出版社 2012.3[2]王伯平，互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 北京.機械工業(yè)出版社 2013.9[3]劉延俊，液壓與氣壓傳動. 北京，清華大學(xué)出版社 2010.12[4]鄒青，呼詠，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程. 北京 .機械工業(yè)出版社 2011.6 第 2 版 [5]張毅剛，單片機原理及接口技術(shù)：C51.北京.人民郵電出版社.2011.8 [6]王維新，微機原理及單片機應(yīng)用技術(shù).西安.西安電子科技大學(xué)出版社.2014.8 [7]白清順，孫靖民，梁迎春等，機械優(yōu)化設(shè)計.北京.機械工業(yè)出版社.2017.6 第 6 版 [8]王先逵，機械制造工藝學(xué).北京.機械工業(yè)出版社.2013.1 第 3 版 [9]劉朝儒等，機械制圖.北京.高等教育出版社.2006.12 第 5 版[10]詹友剛，Creo2.0 機械設(shè)計教程.北京.機械工業(yè)出版社.2013.5 第 2 版 [11]劉鴻文，簡明材料力學(xué).北京.高等教育出版社.2008.6 第 2 版 [12]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編.北京.高等教育出版社.2009.7 第 7 版 [13]孫恒，陳作模，葛文杰，機械原理.北京.高等教育出版社.2013.5 第 8 版 [14]卜 薇 薇 ， 麗 烏 陽 等 ， 具 有 防 墜 床 功 能 的 智 能 護 理 床 的 研 制 [J]， 中 國 組 織 工 程 研 究 與臨 床 康復(fù).2007.12[16]陳波，王德玉等.醫(yī)用翻身床設(shè)計[J] ，設(shè)計與研究，2007.9[17] Todd E Rook, Shyam Kumar DYNAMIC AIRCRAFTL ANDING GEAR SIMIULATIONUSIN G FLEXIBLE MULTIBODY METHODS INADAMS TO GUIDE COMPONENT DESIGN AND TESTING[C ADAMS User Conference. June 2001指 導(dǎo) 教 師 意 見 及 建 議 （ 從 選 題 、 理 論 與 實 證 準(zhǔn) 備 、 研 究 （ 設(shè) 計 ） 方 法 、 工 作 安 排 等 方 面 給 出 評 價， 并 提 出 指 導(dǎo) 意 見 ） ：對課題有基本認(rèn)識和了解，有了初步設(shè)計思路，同意開題。指導(dǎo)教師簽名：年 月 日畢業(yè)論文工作組意見及建議畢業(yè)論文工作組組長簽字：年 月 日注 ： 1.此 表 由 學(xué) 生 填 寫 后 ， 交 指 導(dǎo) 教 師 簽 署 意 見 ， 經(jīng) 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 組 審 批 后 ， 才 能 開 題 。 2.此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學(xué)院存檔。中期檢查表論文（設(shè)計）題目 家 庭 護 理 床 設(shè) 計學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師計劃完成時間按照進度安排應(yīng)完成的任務(wù)2017.12.27~2017.12.27 查（借）閱資料文獻，學(xué)習(xí)家庭護理床設(shè)計理論和方法，了解所設(shè)計的家庭護理床結(jié)構(gòu)；2017.12.27~2017.12.29 撰寫開題報告，對開題報告按批注進行修改；寒 假 擬定總體設(shè)計方案，繪制簡圖；2018.2.26~2018.3.11 擬定傳動方案及繪制運動簡圖，對傳動裝置進行設(shè)計計算；2018.3.12~2018.3.25 對家庭護理床各功能部件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計；實際完成情況在 查 閱 資 料 后 了 解 到 了 課 題 的 設(shè) 計 重 點 和 注 意 事 項 ， 具 備 了 初 步 的 設(shè) 計 思 路 。 按 時 完 成 了 開 題報 告 。 通 過 深 入 的 了 解 資 料 ， 以 及 在 網(wǎng) 上 查 閱 相 關(guān) 的 參 考 文 獻 ， 確 定 了 家 庭 護 理 床 的 結(jié) 構(gòu) ，并完成了主要機構(gòu)的計算和校核，以及一部分零件的三維建模，并完成了外文翻譯。目前有哪些問題和困難，擬采取的解決方法在 對 家 庭 護 理 床 結(jié) 構(gòu) 進 行 設(shè) 計 時 ， 需 要 分 析 最 優(yōu) 化 的 結(jié) 構(gòu) 并 正 確 計 算 ， 確 保 零 件 精 度 和 安 全 性 ，材料的選擇，必須確保滿足工作條件，能夠滿足日常工作需求。需要在設(shè)計過程中充分考慮到各種因素會造成的影響。檢查中發(fā)現(xiàn)的問題與建議前 期 畢 業(yè) 設(shè) 計 工 作 抓 得 不 緊 ， 設(shè) 計 方 案 論 證 不 夠 充 分 ， 需 補 充 必 要 的 具 體 設(shè) 計 條 件 ， 使 得 設(shè) 計工作有步驟順利展開。總體進度滯后，沒有按工作計劃，完成相應(yīng)的中期任務(wù)。后期需迎頭趕上，及時完成階段性任務(wù)。畢業(yè)論文工作組組長簽名：年 月 日注：1.最后一欄由指導(dǎo)教師填寫。 2.此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學(xué)院存檔。注：此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學(xué)院存檔。指導(dǎo)教師評分表學(xué)院： XXXX專業(yè)班級： XXX 學(xué)生姓名 ： XXXX學(xué)號： XXXX畢 業(yè) 論 文 題 目 家庭護理床設(shè)計評 價 項 目（參考） 分 值 打 分01 工作態(tài)度，工作作風(fēng)工 作 態(tài) 度 02 畢業(yè)論文完成情況 20 16.003 查閱文獻資料能力04 綜合運用知識能力05 研究方案的設(shè)計能力06 研究方法和手段的運用能力能 力 水 平07 外文應(yīng)用能力40 33.008 文題相符程度09 寫作水平10 寫作規(guī)范程度11 篇幅，論文工作量論 文 質(zhì) 量12 論文的理論或?qū)嶋H價值40 32.0綜合評定成績 81.0評 價 意 見該生在畢業(yè)設(shè)計期間， 能收集和查閱參考文獻， 借鑒文獻資料， 運用所學(xué)知識， 完成了家庭護理床的設(shè)計。 文中有總體的設(shè)計方案， 以及主要零部件的設(shè)計過 程， 并進行了運動仿真， 論文邏輯結(jié)構(gòu)基本合理。 但論文摘要沒有概括出本設(shè) 計主要內(nèi)容，格式存在問題較多。是 否 同 意 答 辯 同 意指導(dǎo)教師（簽名） ： 年 月 日注：此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學(xué)院存檔。評閱教師評分表學(xué) 院 ： XXXX專 業(yè) 班 級 ： XXXX 學(xué) 生 姓 名 ： XXXX學(xué) 號 ： XXXX畢 業(yè) 論 文 題 目 家庭護理床設(shè)計評 價 項 目（參考） 分 值 打 分01 查閱文獻資料能力02 綜合運用知識能力03 研究方案的設(shè)計能力04 研究方法和手段的運用能力能 力 水 平05 外文應(yīng)用能力50 40.006 文題相符程度07 寫作水平08 寫作規(guī)范程度09 篇幅，論文工作量論 文 質(zhì) 量10 論文的理論或?qū)嶋H價值50 32.0綜合評定成績 72.0評 價 意 見本論文針對老人和傷殘人士的護理問題，設(shè)計了家庭護理床，給出了整體的設(shè)計方案， 以及 主 要 零 部 件 的 設(shè) 計 、 受 力 分 析 和 校 驗 ， 并 進 行 了 運 動 仿 真 。 詳 細 給 出 了 設(shè) 計 方 案 、 圖紙、計算過程和校驗結(jié)果，合理的應(yīng)用了所學(xué)的機械原理和機械設(shè)計的知識。 論 文 觀點 正 確 、 內(nèi) 容 豐 富 、 論 證 方 法 正 確 ， 能 夠 做 到 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 有 較 強 的 利 用 價 值 和 現(xiàn)實 意 義 。 論 文 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 合 理 。 敘 述 語 言 規(guī) 范 、 流 暢 ； 分 析 方 法 和 校 驗 過 程 正 確 ， 圖 文齊 全 規(guī) 范 。 但 論 文 存 在 如 下 問 題 ， 論 文 摘 要 未 能 突 出 本 文 的 工 作 內(nèi) 容 ； 存 在 正 文 中 未 引用參考文獻現(xiàn)象；圖標(biāo)不對或缺失；第 4 章各級子標(biāo)題混亂。建議認(rèn)真修改。是 否 同 意 答 辯 同 意評閱教師（簽名） ： 年 月 日答辯及成績評定表學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 專 業(yè) 名 稱答 辯 時 間 答 辯 地 點 指 導(dǎo) 教 師題 目 家庭護理床設(shè)計 記 錄 人姓 名 職 稱 姓 名 職 稱答 辯 小 組成 員提 問 及 回 答 情 況 記 錄 （ 3~4 個 主 要 問 題 ） ： 1.與醫(yī)用家庭護理床的區(qū)別？ 答：醫(yī)用手搖抬起床頭，本次設(shè)計電機驅(qū)動。 2.做了哪些力學(xué)相關(guān)的分析計算？答：橫軸縱軸的設(shè)計計算及強度校核，螺桿的設(shè)計計算，強度校核和穩(wěn)定性校核。3.三維圖中背景問題？ 答：截圖過程中，坐標(biāo)系未截取完全。 4.床體設(shè)計中的人體參數(shù)來源？答：市面上的護理床都是根據(jù)人體工程學(xué)的原理設(shè)計的長寬高，我也采用的這個原理。記錄人簽字：年 月 日答辯小組評語及成績：該 生 在 答 辯 過 程 中 ， 思 路 比 較 清 晰 ， 敘 述 完 整 ， 回 答 問 題 簡 潔 ， 具 備 了 一 定 知 識 的 綜 合 應(yīng) 用 能 力。答辯小組組長簽字：年 月 日指導(dǎo)教師成績 78 ×40% =32.4評閱教師成績 73 ×20% =14.4答辯成績 80 ×40% = 31.2畢業(yè)論文 總評成績 78.0論 文 等 級中等畢業(yè)論文工作組意見：畢業(yè)論文工作組組長簽名： 年 月 日注：1、總評成績=指導(dǎo)教師成績×40%＋評閱教師成績×20%＋答辯成績×40%。 2、 論 文 等 級分 優(yōu) 秀 （ ≥ 90 分 ） 、 良 好 （ 80-89 分 ） 、 中 等 （ 70-79 分 ） 、 及 格 （ 60-69 分 ） 、 不 及 格 （ ＜60 分 ） 。3、此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學(xué)院存檔I摘 要護理行業(yè)的服務(wù)的主要對象是老齡人和身殘人士， 目前隨著我國的老齡化人 口逐步增多， 護理行業(yè)現(xiàn)在受到的壓力也是越來越大。 為患者服務(wù)所使用的護理 床也有更多的需求了。 在這樣的背景下， 我這次畢業(yè)設(shè)計的題目就是家庭護理床 的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 我設(shè)計的家庭護理床的服務(wù)對象主要是對沒有自理能力了的老年人 還有一些行動不便的患者所使用， 所以在設(shè)計的時候主要針對這類人群的所需點 來進行分析和設(shè)計。 我打算設(shè)計的這款家庭護理床能夠為使用者提供坐起、 屈膝、 排便還有吃飯等功能，能夠有效的解決使用者的諸多不便。我這次設(shè)計主要對家庭護理床的總體方案設(shè)計，然后對主要零部件的受 力分析，確保我設(shè)計的這款家庭護理床能夠滿足正常工作的需要。關(guān)鍵詞：護理床；受力分析；設(shè)計IIAbstractThe main object of the service is the elderly and the disabled in the nursing industry. As the aging population of our country is increasing gradually, the pressure of the nursing industry is now getting more and more pressure. There are more needs for nursing beds for patients. Against this background, the topic of my graduation project is the structural design of the family nursing bed. The main object of the family care bed I designed is to use the inconvenient people who have no self-care ability, so the design is mainly for the analysis and design of the required points of this type of population. The family care bed I intend to design can provide users with the functions of sitting, bending, defecating and eating, which can effectively solve the inconvenience of the user.I designed the overall plan of the home care bed, and then the stress analysis of the main parts, to ensure that the home care bed I designed to meet the needs of normal work.Key words: Nursing bed; Stress analysis; DesignIII目 錄1 緒 論 ..........................................................................................................................................12 家庭護理床的現(xiàn)狀與發(fā)展 .....................................................................................................22.1 護理床的產(chǎn)生 ...........................................................................................................22.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r .......................................................................................................23 家庭護理床的設(shè)計 ................................................................................................................43.1 家庭護理床的種類 ...................................................................................................43.2 設(shè)計原則 ...................................................................................................................43.2 功能要求 ...................................................................................................................53.3 總體設(shè)計 ...................................................................................................................63.4 功能模塊設(shè)計 ...........................................................................................................74 機構(gòu)設(shè)計與校核 ....................................................................................................................84.1 基本參數(shù)的設(shè)定 .......................................................................................................84.2 電動機選擇 ...............................................................................................................84.3 零件設(shè)計與校核 .......................................................................................................95 三維仿真設(shè)計 ......................................................................................................................145.1 設(shè)計仿真應(yīng)用軟件 .................................................................................................145.2 主要機構(gòu)三維仿真運動 .........................................................................................145.2.1 進入運動仿真模塊 ....................................................................................145.2.2 創(chuàng)建連桿 ....................................................................................................165.2.3 創(chuàng)建運動副 ................................................................................................175.2.4 設(shè)置運動仿真的參數(shù) ................................................................................185.3 整體三維裝配圖與爆炸圖 .....................................................................................19結(jié) 論 ............................................................................................................................................22致 謝 ............................................................................................................................................23參考文獻..................................................................................................................................24附 錄 ............................................................................................................................................2511 緒 論如今不管是家庭里的老人還是醫(yī)院里生活不能自理的病人，對家庭護理床的 使用要求也是隨著經(jīng)濟發(fā)展進步，有著越來越高的要求了。如今，許多國家的醫(yī) 療設(shè)備當(dāng)中，護理床的使用數(shù)量已經(jīng)超出了本身的醫(yī)療設(shè)施了，都開始延續(xù)到使 用者的家庭里了。我們國家在上世紀(jì)末就進入老齡化國家的隊伍里面了，而且有 相關(guān)報告得知，中國還是全世界里老齡化人口絕對數(shù)最多的國家了，按照這個趨 勢 發(fā) 展 下 去 的 話 ， 我 國 以 后 的 老 年 人 的 數(shù) 量 那 是 非 常 可 觀 的 ， 老 年 人 的 人 口 增 多 ， 帶來的問題也很明顯，有更多的老年人需要被照顧，那么就間接引出了家庭護理 床能夠輔助照顧老年人了。在這樣的環(huán)境在，我國的老年護理業(yè)務(wù)也是逐漸發(fā)展，并且擴大起來了，對 護理設(shè)備的要求也是隨著發(fā)展逐漸提高。國外的護理器械的技術(shù)都含有很高的高 新 科 技 在 里 面 ， 能 夠 能 好 的 服 務(wù) 使 用 者 。 這 樣 高 新 的 家 庭 護 理 床 在 材 料 選 擇 方 面 ， 還是在生產(chǎn)工藝方面，都有更多的要求。雖然國外的家庭護理床技術(shù)先進，但是 造價也是比較高的，并不適合我國大多數(shù)使用者使用。雖然我國的家庭護理床的 結(jié)構(gòu)還是比較簡單單一，自動化的程度也不高，但是造價卻比較便宜，能夠符合 我國的大部分使用者的家庭情況。為了對我國的護理業(yè)有更新的發(fā)展，根據(jù)這次畢業(yè)設(shè)計課題家庭護理床來著 手，試著設(shè)計一款多功能的家庭護理床，其中的結(jié)構(gòu)能夠滿足使用者的坐起還有 屈膝還有排便等功能。這幾項功能就可以為使用者解決許多問題了。使用者可以 直接根據(jù)家庭護理床的開關(guān)按鈕來自己隨時調(diào)整家庭護理床的運動位置，來確保 達到一個能讓自己最舒適的狀態(tài)。22 家 庭 護 理 床 的 現(xiàn) 狀 與 發(fā) 展2.1 護理床的產(chǎn)生隨著世界整體經(jīng)濟發(fā)展的情況下，人民的生活質(zhì)量在不斷的提高，同時也直 接延長了人口壽命， 思想的進步， 這樣一來， 人口老齡化的現(xiàn)象就更加的明顯了。 人口老齡化的現(xiàn)狀已經(jīng)成為了很明顯的社會話題了。目前在歐洲發(fā)達國家還有日 本國家，老年人的獨居率非常高。又因為老年人年齡逐漸增長，自理能力也在慢 慢的下降，所以對護理方面的要求也會更加的多了。一般家庭里面的年輕人平時 都要工作，完全依靠家里人的照顧，是比較難以實現(xiàn)的。所以在這樣的情況下， 護理行業(yè)就產(chǎn)生并發(fā)展起來了。特別是在一些老人生活完全無法自理的情況，一些國家已經(jīng)對這種情況明顯 的重視起來了，在大力扶持下，對護理機器人方面的研究也是很重視的。以前的 家庭護理床結(jié)構(gòu)都是很簡單的，后來再慢慢的根據(jù)需要和創(chuàng)新，才給家庭護理床 加上了保護欄，還有餐桌設(shè)備。再慢慢的又有新的創(chuàng)新了，又給家庭護理床增加 了排便孔，還有輪子等等。經(jīng)過一段時間的創(chuàng)新發(fā)展后，家庭護理床的使用效果 也是越來越理想了，能夠給使用者帶來很大的方便，對護理人員也是減輕了不少 的負(fù)擔(dān)。所以現(xiàn)在更加人性化的家庭護理床，無論對使用者還是護理人員而言， 都是很受歡迎的。2.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人口壽命不斷延長，思 想的進步，城市人口正逐步進入老齡化，人口老齡化已成為世界范圍內(nèi)的社會問 題 。 據(jù) 統(tǒng) 計 ， 歐 洲 發(fā) 達 國 家 和 日 本 的 老 年 人 獨 居 率 已 高 達 40%， 如 此 之 高 的 比 例 迫使社會采取措施解決老年人的護理服務(wù)問題。如果完全依靠家庭人工照料，與 西方國家子女與老年人分居、 家庭規(guī)模小型化的觀念有抵觸之處。 我國 60 歲及其 以上老年人口已達 1.32 億，占全國總?cè)丝诘?10%，并以年均 3.32%的速度持續(xù)增 長 ， 其 中 “空 巢 家 庭 ”占 所 有 老 齡 家 庭 總 數(shù) 的 25.8%， 在 一 些 大 城 市 中 該 比 例 更 大，解決因身體虛弱臥床不起或因疾患導(dǎo)致生活不能自理的老年人的家庭照料與 看護問題是人口老齡化國家所面臨的共同問題。為此，國家也大力加強了對護理 機器人的研發(fā)扶持力度，為偏癱病人或長期使用病床的病人提供一個集護理和排 泄等各功能于一體的多功能護理床?，F(xiàn)在家庭需求護理床的潛力日益增加，以前 是簡易的護理床，后來加上護欄、餐桌，再后來加上大便孔、輪子。現(xiàn)在產(chǎn)生了 很多集多功能為一體的多功能電動護理床，極大的提高了患者的康復(fù)護理水平， 也為護理人員提供了極大的方便，所以操作簡單，功能強大的護理產(chǎn)品越來越受 到追捧。3我國在家庭護理床這方面的發(fā)展還停留在初步階段，護理床的的功能、造型 結(jié)構(gòu)還有待進一步的完善，主要是因為我國的國情導(dǎo)致的這樣結(jié)果。我國目前能 夠自主研發(fā)生產(chǎn)的家庭護理床的結(jié)構(gòu)還是比較單一的，沒有什么明顯的特色。雖 然現(xiàn)在我們國家在對家庭護理床的研究已經(jīng)引入了國外技術(shù)的參考，但是效果也 不明顯，還希望有關(guān)的科研人員能夠好好努力，為中國的老年人和有需要的人做 出一點貢獻。43 家 庭 護 理 床 的 設(shè) 計3.1 家庭護理床的種類電動護理床家庭電動護理床根據(jù)采用進口電機的數(shù)量一般可分五功能電動護理床、四功 能電動護理床、 三功能電動護理床、 二功能電動護理床。 它主要特點也在于電機、 工藝設(shè)計及豪華配置設(shè)備，如歐式護欄、鋁合金護欄、操作遙控器、全制動中控 腳輪等，開始主要適用于重癥科室病情嚴(yán)重的患者監(jiān)護設(shè)備，但隨著時代的發(fā)展 也出現(xiàn)了居家風(fēng)格設(shè)計的電動護理床，逐漸應(yīng)用于居家護理。手搖護理床多功能手搖護理床按搖桿的數(shù)量而定，一般可分為豪華多功能三搖護理床、 二搖三折床及單搖床。它主要的特點在于搖桿裝置及可配置不同的配件，如帶便 盆器、合理工藝設(shè)計及材質(zhì)的不同選擇等，一般適用于醫(yī)院住院部每個科室。普通護理病床 普通護理病床即直板床/平板床， 視情況而定， 可以包含簡單的手搖床之類的病床，普遍適用于各醫(yī)院及診所。3.2 設(shè)計原則護理行業(yè)的服務(wù)的主要對象是老齡人和身殘人士，目前隨著我國的老齡化人 口逐步增多，護理行業(yè)現(xiàn)在受到的壓力也是越來越大。為患者服務(wù)所使用的護理 床也有更多的需求了。在這樣的背景下，這次畢業(yè)設(shè)計的題目就是家庭護理床的 結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計的家庭護理床的服務(wù)對象主要是對沒有自理能力了的老年人還有 一些行動不便的患者所使用，所以在設(shè)計的時候主要針對這類人群的所需點來進 行分析和設(shè)計。這款家庭護理床能夠為使用者帶來起臥、屈膝、排便還有吃飯等 功能，能夠有效的解決使用者的諸多不便。這 次 設(shè) 計 主 要 對 家 庭 護 理 床 的 總 體 方 案 設(shè) 計 ， 然 后 對 主 要 零 部 件 的 受 力 分 析，確保設(shè)計的這款家庭護理床能夠滿足正常工作的需要。53.2 功能要求一、背部升降功能 這個功能是最需要的，一方面是促進血液循環(huán)，另一方面是病人可以坐起來吃飯、看書，能解決很多問題，這也是市面上的護理床都具備的功能二、腿部彎曲功能 基本上分向上彎曲和向下彎曲，向上向下都可以促進血液循環(huán)，各人有各人的需求吧， 基本上有其中一項就夠了的， 市面上的護理床也基本上都有這個功能。 不過個人覺得， 最好是要向上的， 試想一下， 如果只能向 上， 說明平放著的時候， 床板是擱在床架上的， 但是如果能上下都活動的話， 說明床板完全是脫離床架的， 想想都覺得，不是很放心的樣子。三、椅位功能 這個功能很實用，讓病人可以像在椅子上坐起來，可以推著到處走動一下。不過話說回來，個人覺得這個功能有點雞肋，第一，你會經(jīng)常把床調(diào)成這個樣子到處走走嗎，也就太陽好的時候，心情好的時候，才會出去走走吧，第二，想推 出去走走的時候，這么大個床，還不如直接坐個輪椅舒服四、翻身功能 這 個 功 能 對 全 身 癱 瘓 病 人 就 比 較 適 用 了 ， 促 進 血 液 循 環(huán) 、 防 褥瘡 ， 方 便 護 理 。不過前提哈，全身癱瘓病人適用，其余的就免了吧，要不然又是雞肋了，用不上不說，反倒覺得影響床板的質(zhì)量。 五、大小便功能這個很適用，就不一一介紹了，都會想的，而且市面上的護理床如果沒這功 能，也不叫護理床了六、洗頭洗腳功能 說白了就是在床墊可以把頭部和腳部的單獨拿開，也沒什么技術(shù)含量，但是也用的不多，那小一塊，還是一個不小心就把床墊弄濕了，還不如選好一點的防水床墊，更適用 七、折疊護欄功能這個功能主要是方便護理用的，病人上下床方便的，建議選好一點的護欄， 要不然卡在那里上不上下不下的，反倒不好用。6這款家庭護理床可以為使用者的坐起、屈膝、排便還有吃飯等需求帶來方便 之處，為使用者減輕他們的勞動強度，有很好的作用。家庭護理床的活動板塊之 間的運動速度做了分析，確保能有一個讓使用者舒適度滿意的運動速度。主要對 材料的力學(xué)性能進行分析和計算，來驗證機構(gòu)再運動過程中的穩(wěn)定性。3.3 總體設(shè)計圖 3.3-1 床板結(jié)構(gòu)示意圖床板分為 6 塊， 相互間用合頁鉸接 ， 坐起時前方 2 塊板子一起繞 Y1 軸翻轉(zhuǎn)； 曲 膝時尾端 2 塊板子一起繞 Y2 軸向上翻轉(zhuǎn)， 并且尾端的 2 塊板子能夠根據(jù)使用者的 屈膝要求進行不同的運動需求。從而達到了曲膝的目的。中間的板子是用來排便 作用的，沒有使用額時候就平放著。不影響使用者的體驗情況，需要使用的時候 根據(jù)使用者的調(diào)節(jié)，來達到合適的角度讓使用者使用。73.4 功能模塊設(shè)計坐起及曲膝的方案圖 3.4-1 坐起及曲膝原理（平躺狀態(tài)）圖 3.4-2 坐起及曲膝原理（坐起狀態(tài)）在設(shè)計這部分內(nèi)容的結(jié)構(gòu)的時候，我采取的是將坐起和屈膝這 2 個功能分別設(shè)計，如圖 3.4-2 展示的是床板平置和坐起及曲膝動作完成之后的狀態(tài)，床板平 置時，人躺在床上和普通病床一樣，當(dāng)需要坐起時由圖中左邊的電動機驅(qū)動螺桿 9 轉(zhuǎn)動，使得螺套 7 向右運動，再由連桿 6 帶動轉(zhuǎn)臂 5 旋轉(zhuǎn)，最后由轉(zhuǎn)臂驅(qū)動床 板 1 繞 J 點旋轉(zhuǎn)，從而使人坐起。需要曲膝時，同樣右邊的電動機工作，通過螺 旋傳動使得轉(zhuǎn)臂 12 旋轉(zhuǎn)， 將床板 3 頂起， 達到曲膝的目的。 坐起和曲膝動作如圖 “坐起狀態(tài)” 。 這個方案優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單， 便于加工， 成本低， 傳動精確； 但螺旋 傳動缺點有很多缺點：承受的軸向推力大，效率低，摩擦嚴(yán)重。84 機 構(gòu) 設(shè) 計 與 校 核4.1 基本參數(shù)的設(shè)定根據(jù)人體工程學(xué)的原理，我設(shè)計的這款家庭護理床的長寬高分別是 1900X1000X610mm。對于做起來時候活動板能夠旋轉(zhuǎn)的最大角度是 85 度，屈膝結(jié)構(gòu)的最大旋轉(zhuǎn)角度是 50 度。4.2 電動機選擇①、坐起電動機 1)功率對于坐起機構(gòu)使用的電機，我首先對工作情況做一個計算分析，當(dāng)時間 t 是 40 秒的時候，最大極限角度是 85 度，根據(jù)角速度的計算公式???????/ 2 ??0 .0393rad / s . 公式 （4.1）2 40然后用角速度和線速度轉(zhuǎn)換公式可知轉(zhuǎn)臂速度：v2 ???2t2 ??0.0393??0.62 ??0.0244m / s . 公式（4.1） 設(shè)計的載荷為 1000N，那么動力傳遞的功率就應(yīng)該是P2????T2v2 ??24.4m / s . 公式（4.2）然后按照電機的許用功率的公式來計算電機的功率，[P許 2 ] ? P2????? ?2 ?4 ? 24.40.4??0.98??0.992 ??0.992 ??75W . 公 式 （ 4.3）螺 桿 聯(lián) 軸 器 軸 承 滾 子在對電機的實際使用功率進行計算，結(jié)果是:P2 ??[P許 2 ]?1.2 ??90W . 公式 （4.4）根據(jù)這個計算結(jié)果可知， 我初步選定 120W 的單相電容電動機作為坐起機構(gòu)配 置的電機使用。2） 轉(zhuǎn) 速我設(shè)計的家庭護理床的坐起時間是設(shè)定在 40 秒，然后螺桿螺距是 5 毫米， 就可以利用公式直接計算得出電機的最低轉(zhuǎn)速來：n ??300 ??5 ??40??60 ??90r / min91 1電 機 螺 桿 軸 承②、曲腿電動機的選擇 1)功率對于屈膝機構(gòu)使用的電機， 首先對工作情況做一個計算分析， 當(dāng)時間 t 是 30 秒的時候，最大極限角度是 50 度，根據(jù)角速度的計算公式????5?/18 ??0.035rad / s . 公式（4.5）3 30然后用角速度和線速度轉(zhuǎn)換公式可知轉(zhuǎn)臂速度v3 ???3t3 ??0.035??0.37 ??0.013m / s . 公式（4.6） 設(shè)計的載荷為 1000N，那么動力傳遞的功率就應(yīng)該是P2????T2v2 ??24.4m / s . 公式（4.7）然后按照電機的許用功率的公式來計算電機的功率，[P許 3 ] ? P3????? ?2 ?2 ? 130.4??0.98??0.992 ??0.992 ??42W . 公 式 （ 4.8）螺 桿 聯(lián) 軸 器 軸 承 滾 子在對電機的實際使用功率進行計算，結(jié)果是P3 ??[P許 3 ]?1.2 ??50W . 公式（4.9）根據(jù)這個計算結(jié)果可知，初步選定 60W 的單相電容電動機作為坐起機構(gòu)配置 的電機使用。2）轉(zhuǎn)速那么由上身坐起的時間 t=30s.螺桿螺紋間距 d=5mm， 可以得出電動機的最低 轉(zhuǎn)速約為n ??213 ??5 ??30??60 ??85r / min4.3 零件設(shè)計與校核縱軸的設(shè)計與校核a、求軸上的功率 P1，轉(zhuǎn)速 n1，和轉(zhuǎn)矩 T1 .P ??P ????2 ??60??0.4??0.99 ??24W 公式 （4.10）n ??60 ??1 ??0.375r / min1 2?101TT2 2電 機 螺 桿 軸 承1T ??9.55 P1 ??9.55n1240.375 N ??m ??612N ??m經(jīng)整體規(guī)劃將軸設(shè)計為空心光軸。 b、初步確定軸的直徑d ??A 3 P1 ??1003 0.024 ??40mm . 公式 （4.11）1 0 n(1???4 ) 0.375(1??0.54 )選用內(nèi)徑為 27mm，外徑為 45mm 的 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。 c、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按照軸的安裝情況來看，軸在安裝的時候是要和轉(zhuǎn)臂套筒一起連接的，采用 螺栓緊固。固定螺栓孔和套筒之間角度偏移 37 度。在軸工作的時候，受到的軸向力比較小，可以不考慮軸的軸向作用力，那么 軸就主要受到徑向力了，所以在選擇軸承的時候，確定選擇深溝球軸承，這樣結(jié) 構(gòu)的軸承就可以滿足軸在工作時候受到徑向力也能夠有效的保持穩(wěn)定性。d、軸的強度校核在對軸的強度進行校核的時候，根據(jù)實際使用情況的需要，只需對軸的 危險截面校核就可以了。對于軸的彎矩可以不做考慮。軸的計算應(yīng)力 ?ca ???1W1Mpa ??71Mpa . 公式 （4.12）其 中 W1?d 3 ???423? 1 (1???4 ) ?16 32 (1??0.764 ) . 公 式 （ 4.13）這里對軸的選材選擇 45 號鋼，對軸進行時效處理，查詢材料有關(guān)手冊得 45 號鋼的 [??1 ] ??155Mpa .根據(jù)這個結(jié)果可以知道 ?ca ??[??1 ] ， 所以這里設(shè)計的軸結(jié)構(gòu)， 是安全的。橫軸一、橫軸二的設(shè)計與校核a、 首 先 對 軸 工 作 時 候 的 功 率 和 轉(zhuǎn) 速 還 有 轉(zhuǎn) 矩 都 進 行 一 次 計 算 ：P ??P ????2 ??120??0.4??0.992 ??47W 公式 （4.14）113 3電 機 螺 桿 軸 承23T23P ??P ????2 ??60??0.4??0.992 ??24W . 公式（4.15）n ??60 ??2 ??0.375r / min .2 2?n ??60 ??3 ??0.334r / min .3 2?T ??9.55 P2 ??9.55n2T ??9.55 P3 ??9.55n3470.375240.334N ??m ??1197N ??mN ??m ??686N ??m .這里對橫軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計為空心光軸。 b、初步確定軸的直徑d ??A 3 P2 ??1003 0.047 ??50mm .2 0 n (1???4 ) 0.375(1??0.53 )在對這部分內(nèi)容進行計算的時候，因為取值是比較保守的，對外徑取值 是 42 毫米 ， 內(nèi)徑的取值是 32 毫米， 對橫軸的材料仍然選擇的是 45 號鋼， 同樣進 行時效處理。d ??A 3 P3 ??1003 0.024 ??42mm .3 0 n (1???4 ) 0.334(1??0.53 )同以上選擇一樣。 c、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按照軸的安裝情況來看，軸在安裝的時候是要和轉(zhuǎn)臂套筒一起連接的，采用 螺栓緊固。固定螺栓孔和套筒之間角度偏移 40 度。d、初步選定滾動軸承 在軸工作的時候，受到的軸向力比較小，可以不思考軸的軸向作用力，那么軸就主要受到徑向力了，所以在選擇軸承的時候，根據(jù)橫軸的使用情況，我選擇 角接觸球軸承，這樣結(jié)構(gòu)的軸承就可以滿足軸在工作時候受到徑向力也能夠有效 的保持穩(wěn)定性。e、軸的強度校核橫軸在工作的時候受到的彎矩很小， 受到的扭矩作用很明顯， 所以我這里 對橫軸的扭矩進行計算：軸的計算應(yīng)力 ?ca ???2W2Mpa ? 11970000.2 ??423 ?(1 ??0.764 ) Mpa ??121Mpa .2123T?ca ???3W3Mpa ? 6860000.2 ??423 ?(1??0.764 ) Mpa ??69Mpa .這里我對軸的選材選擇 45 號鋼， 對軸進行時效處理， 查詢材料有關(guān)手冊得 45 號鋼 的 [??1 ] ??155Mpa .螺桿的設(shè)計與校核 a、螺桿的確定我這次設(shè)計的家庭護理床里總共有三根螺桿， 這三根螺桿里又屬坐起機構(gòu)里面 的螺桿受力最大了，所以我這里先對坐起機構(gòu)里的螺桿進行計算，對該機構(gòu)的載 荷為 1000N，那么螺桿的軸向力最大就應(yīng)該也是 1000N。根據(jù)螺旋傳動的設(shè)計計算公式 T ??Qtg (???V )d2 / 2 ??Qfdm / 2 . 其中 Q—軸向載荷 1000N.螺紋伸角 ?=5o ，當(dāng)量摩擦角