可调节病床结构设计3D【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 宁毕业设计 (论文 ) 可调节病床结构设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 随着科学技术的发展， 可调节结构 的应用也显得越来越频繁，先进技术的发展总是不断地从新科技的成果中获得新的起点。目前， 可调节结构 在电子科技、计算机技术及机器人的制造中都起着重要的作用。无论在什么情况下， 可调节病床结构 要适应 的变化才能提高水平和质量。我们只有将 技术有效的结合才能更好的推动新科技的发展，因此可调节病床结构 的设计 对于解决这一难题至关重要。 关键词： 可调节病床结构 ， 升降机构买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of of in At in of an In to to to We be in to of so is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪论 . 1 题研究的目的 . 1 调节病床 研究概况 . 1 课题的研究内容 . 5 第 2 章 课题总体设计 . 6 体布置原则 . 6 调节病床的设计 . 6 调节病床的结构形式 . 6 调节病床的设计规范及尺寸确定 . 6 调节病床开合的两种机构形式 . 7 第 3 章 主要 零部件 分析计算 . 9 例分析 . 9 调节病 床开合的结构简化 . 9 构受力分析 . 9 叉臂长度及安装位置的确定 . 12 度校核 . 13 叉臂的强度校核 . 13 底架固定横梁的强度校核 . 16 的强度校核 . 19 剪叉臂固定端销轴的强度校核 . 19 部销轴的强度校核 . 19 撑轴的强度校核 . 20 第 4 章 丝杠结构及传动设计 . 21 珠丝杆副的选择 . 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 程确定 . 22 定丝杆的等效转速 . 22 计质量及负重 . 22 定丝杆的等效负载 . 22 定丝杆所受的最大动载荷 . 23 度的选择 . 24 择滚珠丝杆型号 . 24 核 . 24 界压缩负荷验证 . 25 界转速验证 . 25 杆拉压振动与扭转振动的固有频率 . 26 总结 . 28 参考文献 . 29 致谢 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 X 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪论 题研究的目的 近年来，全球范围内自然灾害 、 灾难事故 、 公共卫生事件 、 社会安全事件等突发公共事件频发，已经严重影响了人类的生命与发展 。 我国每年因自然灾害 、 灾难事故以及社会治安等公共安全问题造成的 ，并有约 20万人被夺去生命 。 在各种灾难或事故现场 ,路面受到破坏 ,凸凹不平 ,使救护车无法到达现场 ,需要救护人员把伤病员从事故现场移送到救护车可到达的救护医疗点 。 然而很多伤病员由于在这段救援过程中 ,由于救援处理得不好 ,而造成了二次伤害，使得救援的效率大打折扣 。 可调节病床 作为医院救护及运送病人过程中主要的搬移设备，首先应具有灵巧轻便且需要护理人员少的特点，这样才能在最短时间内对病人进行转移；其次还应具有较好的动平衡性及减震性等，以减小甚至消除病人在推送途中所受的颠簸及可能发生的二次伤害。 可调节病床 作为病人的主要工具 ,对其使用历来已久 ,人们根据各个时期对 可调节病床 提出的使用要求与功能 ,不断的对其进行改进 ,使其功能越来越强大、越来越完善。目前 ,已经开发出一些辅助搬运器械来解决不能独立行走病人搬运的问题，这大大降低了护理人员的工作强度及运送过程中可能对病人造成的二次伤害系数。 调节病床 研究概况 我国对 可调节病床 的研究起步较早，就目前检索的文献看，国内最早关于 可调节病床 的专利申请是 1988年戚鹏飞等研制的多功能医用 可调节病床 ，其设计的 可调节病床 可以通过控制装置转换为轮椅车，这标志着我国对 可调节病床 的研究由使用阶段转变到了开发设计阶段。随其后，国内无论是对 可调节病床 的专利申请还是文献都大量增加。 1990年张彦恩等人在其专利申请中介绍了一种带斜板式病院转移装置 ,该装置通过滚轴滑板和斜板的配合使用 ,在进行有高度差的床面与推车间的病人搬移时 ,只需将斜板在不同的高度进行固定 ,而后利用 滑板将病人沿斜板进行推运到 可调节病床 上，此种搬运方法可实现病人的快速有效搬运。除此以外，该装置还具有结构简单 ,价格低等优点。 1992年黄兴运在其专利设计中介绍了一种带有可变换角度靠背及车腿可收放的 可调节病床 。该 可调节病床 的研究主要针对当时我国在急救过程中运送病员时多采用两人抬担架或买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 者固定式 可调节病床 的现状。当 可调节病床 在地上运行时，将锁止器的锁头插入推车上腿一端的空槽中，进行 可调节病床 直立推送，当 可调节病床 上救护车时，拔动锁止器锁杆，将锁止器锁头从上腿的空槽中拔出，即可轻而易举的将 可调节病床 推上救护车。使用 该 可调节病床 ，可在平地上进行病人的推送又可将车带人一起快速平稳的进入救护车，此设计结构简单，使用方便，同时减小了病人的痛苦。 1993年马晔楠研制出的一种可升降且利用传送带进行平移的 可调节病床 及 2008年刘晓妹等在专利一种床面可平移可调节病床 中介绍了利用传送带进行平移 可调节病床 ，此两种 可调节病床 都是利用传送带形式进行病人的平移操作。马晔楠所研究的 可调节病床 ，其工作过程是这样的：首先通过剪式支撑臂的传动来完成 可调节病床 的升降动作，以适合病床、手术床和检测床之间的高度差；然后借助滚动轴承利用台面沿升降架上导向槽的 水平推入与退出来实现病人的床位转换。该 可调节病床 运行平稳，可减轻护理人员体力劳动与病人痛苦。刘晓妹在 2008年提出的 可调节病床 方案将台面取消，直接用带有软导轨的、比较厚的环形担架床面来运送病人。当病人躺在环形担架床面上时，利用手柄销转动槽轮转动，槽轮转动时通过软导轨带动环形台面转动，这样就可以带动病人移动，但此装置只能将病人移动到 可调节病床 的边缘地带，但是该 可调节病床 大大的解决了不能很好解决病人从 可调节病床 上顺利转移的问题。由此二例可见，传送带这种搬移病人的形式，能将复杂的工作简易化，系统化。 1994年李向 前开发了一种可升降分离板式 可调节病床 ,利用分离板进行病人在床位间的搬运 ,避免了直接搬动病人可能带来的各种二次伤害。使用此 可调节病床 时，首先通过升降控制机构将 可调节病床 调节高度与病床或者手术床大致等高，然后平移担架板，将病人通过担架板推送至病床上或者手术床上时，将担架板分离，即可将病人放置于病床或者手术床中间位置；病人从病床或者手术床上移至 可调节病床 上的过程与前述过程恰好相反。该车利用分离板的结构形式，结构简单，操作简单，搬运病人快捷方便。同年 ,田庆彬与顾荣林二人在他们的申请专利中介绍了一种具有可调靠背和斜靠 背、输液架两大轮两小轮可升降 可调节病床 ，该 可调节病床 功能较以前的 可调节病床 形式功能较多且比较完善。 1997年潘秉章等人共同开发了一种床面可平移且具有减震系统的 可调节病床 ，减震系统采用人性化设计理念，减少了病人在搬运过程中的颠簸；除此之外，此车还利用了可与 可调节病床 分离且可纵向横向移动的床面，还设计了靠背装置，这极大程度简化了病人床位转换的步骤。 2000年陈洪涛在其专利中介绍了一种利用液压驱动升降及横向平移的 可调节病床 ，首次将液压传动应用到了 可调节病床 领域。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2001年郑中富研制开发了免搬运 可调节病床 ，该车升降 系统采用液压控制，平移板纵向可分成两部分且前部分能折下折平，后半部分能在 可调节病床 上横向移动。当搬运病人时，利用液压控制系统对车面高度进行调节，当车面与病床或者手术床大致等高时，即可通过板的横向移动来进行病人床位转移操作。该车利用液压系统进行控制，当时在国内已达领先水平，且搬运病人容易方便，节省了时间和人力；该车还配有减震系统，减少了病人的颠簸之苦。 2002年周志坤等人在总结了前人的研究成果的基础上，研制了一种运送病人水平 可调节病床 ，该 可调节病床 采用新的结构形式，在以前的 可调节病床 的装置上增加了输液架、引流 装置、床板减震装置、衣橱等装置，这给医护人员带来很大的便利，使他们在工作过程中能利用 可调节病床 为病员做及时有效的护理工作。 2004年杨月诚等人在其专利全自动直推式 可调节病床 中提出了一种利用四杆机构进行控制的可全自动直推式上下救护车的 可调节病床 。 可调节病床 上车时，前撞杆撞到救护车底板时自动收拢，继续推 可调节病床 ，后撞杆也与救护车底板相撞，也同样会自 _动收起；下车过程与上车过程刚好相反。该 可调节病床 可实现单人直推，不必手动调节上下车装置；操作迅速、质轻平稳、节省救护时的人力和时间等一系列优点。 2005年张其江 提出在 可调节病床 的驱动方式上利用电驱动式来改变当前多人进行推送的现状，借助电力驱动来节省人力。 2005年孙建发明的轨道侧移式病员搬运转运 可调节病床 、 2006年华婷研制的换床单架车与 2007年徐于保发明的一种方便病人搬运的 可调节病床 ,都能实现担架板相对车架的侧向滑移 ,将病人进行床位转换。孙建研究的 可调节病床 利用手摇装置和齿轮驱动主担架在支撑担架上进行平移，利用液压控制系统进行升降控制；此外，该 可调节病床 还配备了供氧装置、储物柜、可移动储物筐、输液架、弹簧式减震器等辅助装置。该车运转平稳，功能完善，推进方向一人 可控，但由于使用了液压控制，相对于纯机械，可能有漏油现象且该车结构较复杂。华婷研制的 可调节病床 利用上下滑块的相对滑动进行担架床面的平移，搬运病人时，先调节升降车高度以适应搬运需求，而后只需将担架面沿水平推出即可实现搬运。该车利用防倾覆护栏减少了搬运过程中倾倒的可能性，该车结构合理，进行病人床位转移时操作简便。徐于保利用传送带的形式进行病人的搬运且床面可与 可调节病床 成一定角度转换，其研制的 可调节病床 可便捷的搬运病人。 2006年华晓度提出了一种利用电机驱动多块水平床板移动且电力驱动升降的 可调节病床 ，将电力驱动应 用到了 可调节病床 研发领域。 2008年刘晓妹等利用齿轮传动及螺纹自锁原理研制了一种可升降式 可调节病床 ，利用手摇装置对齿轮进行驱动，一对啮合的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 锥齿轮的被动齿轮的内螺纹与螺杆的外螺纹相咬合，进行升降控制，该结构简单合理，具有一定的理论意义与实践意义。 2003年许志华研制了一种半自动担架救护车，并对该可调节病床 进行了运动仿真，将 可调节病床 的研制理论化、系统化。 2003年倪勇猛提出了 可调节病床 的人性化改进，在 可调节病床 的病人头部位置增加了一组减震装置，减轻了病人， 特别是头部受伤的病人的痛苦。 2010年王志学等人利用 复杂的连杆机构进行了折叠式 可调节病床 的创新设计并已经取得成功。 在国外， 人们也已经开发了多种辅助工具用于病人的床位转移，如滑行垫、滑动板和滑动担架等装置，由于使用上述设备时都要使病人倾斜 ,有些设备使用时不免要对病人进行拉扯，这些操作都容易对病人造成二次伤害，因此这些设备很难得到大力的推广与应用。如果需要对病人进行水平搬移，则只能依靠人力，这对护理人员来说需要很大的体力支出。基于上述问题，国外的研究人员将工作重心转移到了机电一体化产品开发上，因此各种辅助搬移病人的机电设备应运而生。典型设备有由 2提出的“ 该设备主要是由安装在 可调节病床 上的驱动电机和控制器来驱动安装在上下两金属板上的皮带旋转来搬移病人。 这种设备主要是利用控制杆来控制搬移金属板进行病人的搬运。日本 可调节病床 采用传送带传送形式，利用控制算法驱动电机对传送带进行控制，此搬运装置有两种类型：（ 1） 2）王洪波、笠上文男提出的插入板较薄的搬移设备。第二种采用 能够提高系统稳定性和可靠性的模块化设计和体积小、功能多、高智能的嵌入式控制系统使设备能平稳的插入病人身下对病人实行平移搬运，该设备搬运时分为抬升、移动、放下三部分，通过控制不同驱动电机的运转情况进行皮带的驱动，这样既可以实现三个工作部分的有机结合。通过临床试验，该设备护士的可操作性高，可实现病人不变体位进行床位转移，大大减少护士的体力劳动。 就国内的情况可知，国内的多数研究人员 _的开发与研究主要还是集中在机械式的可调节病床 ， 可调节病床 的功能逐渐趋于完善，且结构也相对简单；而国外已经进入了机电设备研发阶段。 虽然机电设备护士的可操作性高，但由于目前人们对电的恐惧感，很多病人在通过机电设备的搬移设备时，总不免会紧张，甚至有些患者不适应这些机电设备，且由于机电设备造价昂贵，因此一直未能打开市场；液压设备的漏油现象对医院这种需要严格消毒的场所不免有些局限性，且液压设备也相对较贵，结构复杂，所以要买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 求简单轻便的 可调节病床 目前还很少采用液压式的。虽然多种多样的 可调节病床 已在医院里应用，但都没有很好的解决不变体位的进行病人转移操作。 现在辅助搬移病人的机电设备是一个研究热点，很多医疗器械企业及科研工作者都将研究重心放在了机电 设备的开发上，但由于目前在这方面的技术还并未成熟，所以目前机电辅助搬移设备还很少，但是随着科学的进步及技术的发展，机电一体化或者机电液（气）一体化 ,甚至复杂机电系统的辅助搬移设备必将成为主要发展方向。 通过本次毕业设计 将 对 可调节病床 领域有一个全新的认识， 传统的急救 可调节病床的结构比较复杂，外观比较笨重，减震功能小。不宜在灾难急救中携带使用，容易对病人造成二次伤害。 为了提高救护车 可调节病床 的舒适性，根据卧位人体振动响应的特点和汽车悬架系统的振动特性， 本设计进行全面机构创新改革，应用连杆机构的传动原理，合理设计 可调节病床 的减震装置，并适应担架支架的结构。使其结构简单，使用方便，有效的减小了由车身输入的振动能量，提高了降低舒适限度的耐受时间。具有 简便快捷 、体型轻巧 、 结构简单 、 便于携带、操作， 占用救护人员少、抗震度高，对伤员二次伤害小的优点。 对于灾难中对生命的及时抢救有着重要作用。 课题的研究内容 本设计主要研究的内容有： 可调节病床 结 构的设计计算、 可调节病床 机构的设计计算、传动装置选型，并用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；最后通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工 容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 课题 总体设计 体布置原则 在进行总体布置时应按照以下原则： 尽量避免对 可调节病床 各总成位置的变动因为一些总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也可能影响到整车性能。但有时为了满足专用工作装置的性能要求，也需要作一些改动，如截短原 可调节病床 的后悬、燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。但改变的原则是不影响整车性能。 应满足专用工作装置性能的要求，使专用功能得到充分发挥 应符合有关法规的要求 例如对整车的长 、宽、高、后悬等尺寸在相关法规中部有明确的规定，一定不能超出标准的要求。 调节病床 的设计 调节病床 的结构形式 可调节病床 一般是由前栏板、左右侧栏板 ， 图 2典型的底板横剖面呈矩形的后倾式 可调节病床 结构。为避免装载时物料下落碰坏驾驶室顶孟，通常 可调节病床 前栏板加做向上前方延伸的防护挡板。 可调节病床 底板固定在 可调节病床 底架之上。 可调节病床 的侧栏板、前后栏板外侧面通常布置有加强筋。 调节病床 的设计规范及尺寸确定 将全金属焊接 可调节病床 设计成等刚度体 可调节病床 是自卸汽车 设计的 重 点 能保证高强度又能保证轻 量 化。 就整车而言， 可以 看成由车轮、前轴、后桥壳、悬架、车架、 可调节病床 及其橡胶缓冲块等不同刚度单元组合而成的弹性体，受力时，将按照 各自 的刚度产 生 各 自 的变形，其变形 量与 刚度成反比，吸收的能 量 与刚度成 正 比。 可调节病床 刚度， 无 论是弯曲刚度还是扭转刚度，都会增加 车 架的相应刚度，两者的刚度是相辅相成、 互相 补偿的。当汽 车 前后左右 车 轮处 于 高差较大的路面， 车 架扭曲较大时， 可调节病床 应该有一定的扭转随动 性。如果车相的扭转刚度过大，当车 架扭转到一定程度时， 可调节病床 前支承缓冲块相 应的 一侧压 到极限位置， 可调节病床 纵梁的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 另 一 侧可能离开缓冲块， 可调节病床 前端的一大部分重 量 转移到一侧的车架纵梁 上 ，纵梁可能 超载损坏。如果 可调节病床 扭转刚度过小，能与车架扭转随动， 当 车架产生较大扭曲时， 可调节病床 可能因变形过大而早期损坏。 全金属焊接等刚度 可调节病床 设计 的 规范化的定量的设计计算方法 并不是很完善，根据一些经验，可以知道一些 设汁规范和经验数据 ： 调节病床 开合 的两种机构形式 图 2构一 图 2构二 后 可调节病床 开合的两种机构形式如图 2们只是两侧相同机 构的一侧。由以上两图可看出，机构一（图 2全部为固定铰支座的两平行杆同步运动的结构，机构二（图 2两固定铰支座和两个滑动铰支座的剪叉式结构。这两种机构都可以实现上板台面升降的运动，但相比较之下，机构一有三点不足： a) 机构一在升降过程中上板不仅有竖直方向的位移变化，而且还有水平方向的位移变化，而机构二的上板在升降过程中只有竖直方向的位移变化。这样，在总体尺寸一样的情况下，机构二升降时所需的空间较小。 b) 机构一在升降的过程中， 所载物体的质心相对机构的支撑中心的变化很大，这样就要求更大的动力，即要求推力更 大的。结果会增加安装尺寸和生产成本。 c) 机 构 一 的 稳 定 性 没 有 机 构 二 的 对 角 双 三 角 的 结 构 稳 定 性 好 。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 综上所述，机构二较机构一更合理。所 以，在结构上选择机构二。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第 3 章 主要 零部件 分析计算 例分析 调节病床 开合 的结构简化 构受力分析 图 3图 3整体受力分析图 将 2/G 分解到 a、 b 两端，则有 c .(c o sc o .(c o G P .(c o G P .(.(式中： a 点所受水平方向上的力； a 点所受竖直方向上的力； b 点所受水平方向上的力； b 点所受竖直方向上的力； c 点所受水平方向上的力； c 点所受竖直方向上的力。 为研究对象，如图 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 3 图 3 列平衡方程式，有 当 d 点力矩平衡，即 0 0c o ss i nc o i n2)s i n (c o s2)c o s (s i 1. (当 b 点力矩平衡，即 0 0co ss .(又 的水平与竖直方向受力平衡，即有 0 X 和 0Y ， 当 0 X 时，有 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 0c o .(0 .(当 0Y 时，有 0c o .(0.(整理解得： )s c in(s .(【静态时：)s c )c o ss c o s.()c o ss c o s.()co ss in(co ss .()co ss i n(co ss i i n 2.(c o .(s .(式中： T 的推力； d 点所受水平方向上的力； d 点所受竖直方向上的力； e 点所受水平方向上的力； e 点所受竖直方向上的力。 角与 角的函数关系 角与 角的几何关系见图 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 )c )s in(ta ll l即)co s ()s ar c t a ll l.(（ 1）各铰点处的受力（包括推力）与载荷 G 成正比； （ 2） 值的增大而 增大，在 l 值确定时，这些力又与 P 值成正比 ;而 值的增大而减小，在 l 值确定时，它们随 P 值得减小而增大； （ 3）在计算推力 T 时，动态值比静态值增大了)s )c o ss s P f； （ 4）的推力 T 与 1l 值成反比； （ 5）力 值的增大而增大。 叉臂长度及安装位置的确定 为了使工作台面下降至 最低位置时不至于脱离滑道，剪叉臂的长度 L 应该比底座的长度 b 小一些，一般可取 .(由设计参数可知：， 000 。初选底座长度 500 ，系数为 根据式 (得剪叉臂的长度 200 。 由图 3 .(则 m ax m in 所以， 5 66 6 0 08 50s in m a xm a x 而 0 初选 20 ， 001 ， 402 , 500 , 00 ， 01.0f 。 而液压机构的有效垂直升降高度 h 为 )s s i nm a xm i nm a x .(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 根据 ，上下交接点 g、 f 的距离 S（即的瞬时长度）为 )c o s (2212221 .(两交接点之间的最大距离和最小距离分别为 )c 2m a a x c o s (2m ，为了使两铰接点之间的距离为最小值时，柱塞不抵到缸底，并考虑结构尺寸 1K 和 2K （如图 3一般应取 21m .(同样，为了使两铰接点之间的距离为最大值时，柱塞不会脱离中的导向套，一般应取 221m a x.(式（ 式（ 的 1K 和 2K 根据的具体结构决定。 度校核 整个机构，受力较大的零部件有内 剪叉臂 ，的支撑横梁，销轴等，所以进行校核时，只需对这些受力较大的零件校核即可。 叉臂的强度校核 由图 3图 3知，内剪叉臂 力要远大大于外剪叉臂 以这里只校核外臂。外剪叉臂受力如图 3示。又由图 4知， 的角度越小，则 推力 T 的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 值越大。若 T 取最大值时满足强度要求，则该剪叉臂即满足强度要求。当机构在最低位置时， 的值最小，即 T 值最大。参照图 3叉臂所受的力都与剪叉臂有一定的夹角，为方便受力分析，将 所有的力都按沿剪叉臂方向和垂直剪叉臂方向分