可调节病床结构设计（全套含CAD及三维图纸）
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定单2483和设计论文外文 资料 翻译 1 护理床动力学优化 言 动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。动力学是物理学和天文学的基础，也是许多工程学科的基础。 动力学以牛顿第二定律为核心，这个定律指出了力、加速度、质量三者间的关系。牛顿首先引入了质量的概念，而把它和物体的重力区分开来，说明物体的重力只是地球对物体的引力 。 多功能医用护理床的运动学分析是 基于 立于在运动学分析的基础之上的，根据先前的运动学分析，以运动学分析结果作为动力学分析的初始值，综 合考虑线性推杆的推、拉力的限制以及机架各支点的受力状况，主要对线性推杆的受力状况及各床架支点的受力状况进行动力学分析。 翻机构动力学分析 侧翻机构在运行的过程中，会有以下几个方面对机构运动产生影响。它们是机构自身质量，患者体重以及各个运动副之间的摩擦力。由于摩擦力很小，在此忽略不计，只考虑机构的重量及患者的体重。 通过 件对虚拟样机进行质量测量，测得背板质量为 20过设计手册查得我国身高 成年人平均体重为 83右。为了真实的模拟虚拟样 机的性能，本文采用背板质量为 20体背部重量为 50机构添加力之后，运行一次动力学仿真。测量各个点的受力以及电机的受力。仿真时间为 25s，步数为 500 步。 添加力测量，测得的各点受力曲线如图 5示。 图 5点受力曲线 外文 资料 翻译 2 5优化前后受力曲线 5优化前后受力曲线 5优化前后受力曲线 5参数下的翻转角度值 从图 5，得知 的受力最大，机构的受力优化就从入。首先，测试各个设计变量对 受力变化的敏感度。运行一次动力学仿真，时间为 25s，步数为 500 步，s，背 板质心处加力 500N，背板自重 20行优化设计，优化的目标为将 的受力的最大值进行最小化，仿真后优化数据如下： : 20097:13:51 1) : : 0 图 5 5，可以发现经过动力学优化之后，各支点受力均有明显的改善，其中图 5 受力从 1443N 减至 1133N，从图 5，背板的转动角度在角度约束的范围之内。 外文 资料 翻译 3 通过以上的分析，在实际设计中，各关键点的坐标取值为如表 5示 表 5关键点实际取值 始值 250 245 330 400 370 优化值 265 215 时，样机的背板转动角加速度最小且各支点的受力也达到了最小化、满足了机构的设计要求。动力学优化前后机构构件尺寸表如表 5示： 表 5化前后杆件尺寸对比 A、 B 水平距离 /、 B 竖直距离 /D/始值 50 65 化值 35 19 118 背机构动力学分析 为了较为真实的模拟人体的质量，以及考虑背板的推、拉力的限制，在抬背机构的背部添加竖直向下的均布力，大小为 400N，在臀部床板添加 400N 的力，运行一次动力学优化仿真。 为了进一步研究线性推杆的受力状况，以及机架上各支点的受力状况，使得机构工作得更安全及更可靠，以抬背机构运动学优化数据为动力学优化的初始数据，优化目标函数为抬背过程中线性推杆受力的最大值最小化，进行动力学优化仿真，已得到满足机构设计要求的最优化参数。通过设计研究对各个设计变量进行敏感度测试。根据设计研究对各设计变量的测试，得到的数据报表如下： 文 资料 翻译 4 4 文 资料 翻译 5 3 过设计研究，观察计算结果，可以发现实际变量 敏感度最大，所以在优化设计的时候着重考虑上述几个设计变量，对它们进行优化设计，以期望得到满足设计要求的机构最优化参数。 通过以上的分析，在实际设计中，各关键点的坐标取值为如表 5示 表 5关键点实际取值 始值 390 458 330 275 优化值 381 2317 化前后杆件尺寸变化如 表 5示。 表 5化前后杆件尺寸变化表 A、 C 竖直距离/C /D /E/始值 60 236 256 667 优化值 62 228 248 659 图 5抬背机构动力学优化前后电机受力曲线 观察图 5以得知在机构动力学仿真之后，机构表现出了良好的动力学性能，机构的受力状况得到了有效的改善，达到了预期的效果，即电机受力的最大值最小化。 腿机构动力学分析 为了真实的模拟曲腿机构在运行过程中的受力性能，以及线性推杆的受力状况，所以对曲腿机构在运 动学仿真的基础之上进行一次动力学仿真，为了得到较为真实的机构运行状况，并进行优化仿真，得到理想机构设计参数。 外文 资料 翻译 6 综合考虑人体的自身重量以及床板的重量，在小腿板的质心处及脚板的质心处各添加竖直向下的力，大小为 500N。 以运动学优化的数据作为动力学优化的初始数据，进行动力学优化，优化的目标函数为电机受力最大值的最小化。首先，对各个设计变量进行设计研究，设计研究的报表如下： 据上述的设计研究的结果对 变量，作为优化设计时的设计变量，进行动力学优化仿真。 外文 资料 翻译 7 图 5腿机构动力学优化前后电机受力曲线图 观察图 5以得知，经过动力学优化后的电机受力的最大值由原来的4550N 减小为优化后的 2850N，电机的受力大大的减小，从而保证了机构运行的安全性及运行的稳定性。 机的实际结构 通过以上的分析，在优化设计时选取上述设计变量作为优化设计时的设计变量，进行动力学优化，经过动力学优化之后，各关 键点的坐标取值为如表 示 表 5关键点实际取值 始值 300 65 化值 270 243 时，样机的线性推杆的受力最小且各支点的受力也达到了最小化、满足了机构的设计要求。优化前后机构杆件尺寸变化见表 5 表 5化前后构件尺寸变化表 AB/C/D/E/E/始值 380 5 化值 350 章小结 本章在运动学分析的基础之上的，利用运动学分析的数据作为动力学分析的初始数据，对机构进行动力学分析；在满足机构运动学要求的基础上改善机构的动力学性能及机架的受力性能。使得样机的运动性能及受力性能达到最好，满足人体工学以及机构在工作过程中的稳定性及安全性。本章是进行样机物理设计的依据。 外文 资料 翻译 8 6 护理床的力学分析 言 多 功能医用护理床在满足运动学及动力学性能要求的基础上，需要对其中的一些主 要零件进行强度校核，以便在设计的时候合理的选材，在保证多功能医用护理床安全性和稳定型以及尽可能的降低生产成本。 学计算 护理床各主要部件及连杆材料均选用 考虑到由于多功能医用护理床内的机构角度，不可避免的会使床的质量增加。由于整床的重量将全部压在床底架长杆上，所以底架长杆将会是受力最大的杆件，根据设计尺寸，底架长杆的长度为 1440底架长杆上有两个支撑点，假设床身的质量为 400体的质量为 150重为 550体计算如 下所示： 图 6底架受力示意图 根据 称重功能，测得床的质量为 365假设 床身的质量为400体的质量为 150重为 550以 3=2750N，4400200 根据力矩平衡公式： 232 7 5 0 1 0 9 0 2 7 5 0 7 01440 = =4=3 得 文 资料 翻译 9 通过上述已知条件，计算杆各段所受的剪力及弯矩： 以 A 为原点，在 内： 剪力 F=向向下 弯矩 M=x 得： M=0M，方向为逆时针方向 在 内： 剪力 F= 向向上 弯矩 M= 得： M=M，方向为逆时针方向 在 内： 剪力 F=向向上 弯矩 M=x 得： M=0M，方向为逆时针方向 所以，根据计算分析，得出的结果为 B 点的受力最大且弯矩也最大，所以 算后的剪力图及弯矩图如图 6示。 图 6底架剪力及弯矩图 根据剪力及弯矩图说明了 床底架杆在整体上的受力并没有发生突变 ， 同时也不存在在某段的力值特别大的现象，所以从整体上而言 ， 床框架的力学性能良好，受力情况满足了机构的设计要求 。 背 杆校核 多功能医用护理床在抬背的时候，其抬背摆杆将是受力较大的杆件，由于人的背部质量较大，所以其将会时比较危险的杆件，对其的力学计算如下。 外文 资料 翻译 10 图 6背杆受力示意图 按照人体的质量及床板的质量均分，则圆整后的数据为 00N，方向向上。 50N， 039N，30804 3x=950N， 1+00+2039=2539N 在 剪力 F=00N，方向向上 弯矩 M=F x，得： M=0340N M，方向为顺时针方向 在 剪力 F= 039N，方向向下 弯矩 M= x (x 得： M=40N M，方向逆时针方向 M= +x （ x 得： M= M，方向逆时针方向 所以，根据上述计算结果，得知 B 点的剪力最大且所受的弯矩也是最大，综上所述， B 点所在的截面为危险截面。根据计算结果画出的剪力图及弯矩图如图 6示。 机器人化 多功能 护理床 研究与探讨 翻译人 要： 人性化设计是现代设计的一个重要理念 ,它强调在设计产品时从人体工学、生态学、美学等角度达到完美 ,体现了科技以人为本的思想。该护理床的设计正是基于这种理念 ,它不仅能够实现抬背、抬大腿 ,曲小腿和调整坐姿的功能 ,并将设计通过 三维实体建模软件进行模拟和仿真分析 ,进一步指导和验证设计的合理性 。 为满足目前日益提高的家庭护理要求，将机器人的多轴协调控制技术应用于护理床的控制，研制了一种机器人化的多功能护理床该护理床通过各个床面板之间的协调运动，采用单动或联动 方式来实现各种位姿，并通过语音或键盘来控制进行多位姿的运动护理床的控制系统由主控制模块和辅助控制模块两部分构成其中主控制模块采用单片机进行控制，这样既可降低成本，又可保证护理床操作的灵活性和可靠性；辅助控制模块包括语音识别和语音回放两部分的功能实际使用效果证明了所研制的护理床的实用性和有效性本文由 医学论文 网与您分享！ 关键词 ：机器人化护理床；控制系统；语音识剐；单片机 概述 ： 目前，无论是发达国家还是发展中国家 ，均面临着越来越严重的人口老龄化问题。老年人由于各项生理机能退化，健康状况普遍不佳，消耗大量医疗资源，增加了医院的负担。世界各国均在积极探求一种新的健康服务模式，提供更高质量、更可靠、更容易被接受且成本低廉的健康服务。因此现代远程监护系统的构建，具有很好的发展前景。本文研究了一种面向社区的基 于 机器人化 多功能 式 智能 健康监护系统，用来对病人的生理参数进行连续、长时间、自动、实时检测，并经分析、处理后实现多类别自动报警、自动记录， 而且可以 通过网络远程监护便于医护人员及时发现病人的病情变化，随时采取必要的护理与急救 措施。 随着社会经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，人口寿命不断延长，城市人口正逐步进入老龄化据统计，在我国现有人口中，老龄人口达 1 32 亿，并且还在以每年 3 2的速度递增其中空巢家庭占所有老龄家庭总数的 25 8，在一些大城市中该比例更大，如北京为 34，上海为 34 8，广州为 30，天津为 36 5 “o人口的老龄化对社会医疗服务体系提出了更高的要求，建立以社区为核心的健康监控和疾病预控信息化系统具有很大的现实意义 ”o老年人由于年龄偏大，肌体的活性逐渐降低，对疾病的抵抗力日益减弱，且疾病多以慢 性病为主对于慢性病人和瘫痪病人而言，除了配合药物和针剂的治疗外，物理方式的护理也必不可少正确、适当的护理可以大大增强患者肌体的活性，减少并发症的产生对于许多慢性病患者而言，通过定期服药、适当监护和正确护理，可以不必长期住院特别是对那些因种种原因不可能长期住院治疗的患者、老年人和残疾人士而言，配置必要的护理设备和用具尤为重要 “。相比于普通人，慢性病人、瘫痪病人和残疾人士的卧床时间更长、更久，因此开发一种舒适、护理功能齐全、性价比高的护理床，将具有广阔的市场前景 ”?目前，我国正着力于建设社区公共卫生 服务体系，如果将所开发的护理床与社区、医院医疗体系连接，实现医疗、护理、健康监护、医疗救治、疾病预控等的一体化，可大大减轻医院的压力，更为合理、有效地利用现有的医院资源 ”4同时，通过医院、社区两种信息化系统的建立和连接，可大大提升我国应对突发性公共卫生事件的响应速度和处理能力有鉴于此，笔者针对我国社会医疗服务的发展现状及现实需求，提出了一种基于机器人多轴协调控制技术和语音识别技术的多功能护理床的概念，成功研制了一种机器人化的多功能护理床，并在此基础上研制了一套基于该护理床的社医监护系统本文主要对该机 器人化护理床的结构及控制系统进行探讨 图一 常用的护理床结构 1 机器人化护理床的结构 在进行机器人化护理床的结构设计时，主要考虑了以下儿点： (1)护理床应能够实现护理所需的各种体位的位姿要求； (2)各个活动床面板的摆动角度应符合医疗护理要求并兼顾人体的舒适性； (3)护理床床体的可靠性、稳定性和安全性要符合医疗护理要求； (4)床体的尺寸有一定的空间范围限制； (5)要考虑护理床在房间内移动的简易性以及医护辅助装置 (如吊液架和书饭桌 )在护理床 f：的可安装性所研制的机器人化护理床的床面结构如图 1 所示，它实现 J，对护理床的 7 个基本体位的位姿的要求，即平躺、抬背、屈伸腿、抬腿、左右翻身、坐起以及解便， 7 个面板是相互独立的通过各个床面板之间的协调运动，采用单动或联动方式来实现护理床所需的各种体位的位姿护理床的位姿与相应的床面板动作如表 l 所示各床面板的摆动角度如下：背板 (坐姿 )， o。一十 750；背板 (左右翻身 )， o。+65。；左右臀部板， O。 +75。；大腿板， o。一 +35。；小腿板，一 55 o +35。；解便盖板， O。一 +90。 2 机器人化护理床的控制系统为了便于对护理床进行智能控制，及 时 r 解护理床的当前工作状态，律护理床的脒身上需安置必要数目的传感器 ”?通过分析传感器传输来的数据，控制系统可以实时了解、控制床面板的运动状态，防止不同机构问的相互干涉或是驱动电机超调对床体、人员造成的不必要伤害控制系统的总体结构如图 2所示在床体位姿的控制方式方面，除了采用通行的键盘按钮输入方式外，为了方便体弱病残者，还增加了语音输人方式 +操作者可以通过语音命令来操纵护理床由于普通类型的控制芯片难以完成语音命令的识别，冈此将整个护理床的控制系统分为两大模块第一部分为主控制模块，它由一个单片机控制系统 构成，用于实现护理床系统的主体控制，包括接受键盘语音控制命令和传感器位置信号的输入，以及输出电机控制信号等，第二部分为辅助控制模块，主要进行语音的识别和回放，它将来自操作者的语音控制命令转化为电信号，然后经过编码转换，输送至主控制模块，同时接受来自主控制模块的电信号，将这些控制指令转换为操作者可以理解的声音信号 2 1 机器人化护理床的主控制模块主控制模块在运行时接收来自 键盘语音识别电路的电信号，经过分析处理，将控制信号通过外部接口输送到语音回放电路，由语音回放电路将电信号转化为声音信号，提供语音反馈信号，使操作者随时了解护理床的实时动态；另一方面，主控制模块根据各种信号命令，控制不同的电机运转，从而实现用户所期掣的护理床的功能 ?主控制模块主要包括以下各子功能： (1)键盘输入键盘输入是护理床输入控制命令的途径之一，由键盘输人的命令通过编码由串口发送到主控制板 (2)直流电机的动作控制护理床在接受键盘或是语音输入信号后，便开始进行相应的动作以达到护理床的预期功能 这要求主控制板能对安装在护理床上的 8个直流电机进行正反两方向的动作控制 (3)传感器信号输入位置传感器将电机的运动位置信息反馈给控制系统，控制系统根据反馈回的信号判断电机的当前运动位置和状态，然后调用对应的程序进行运动控制 2 1 1 键盘控制电路键盘控制板上除 r 配备供使用者操作的按键外，还配置了显示护理床工作状态的指示灯考虑到键盘与主控制板的通信以及主控制板 L 0 口资源有限，因此键盘由一块独立的单片机来处理各种任务由于键盘 (26)和指示灯 (8 个 )需要占用不少的 I 0 口资源，而所选用的 89片机只有 15个 L 0 口， L o u 资源非常有限，因此在单片机的 L 0 口资源分配上，键盘控制板的单片机与主控制板之间采用串口通信；同时，考虑到控制电缆有一定的长度，为增加通信的可靠性，采用了 232 电平通信，因此在硬件电路上加了一块 片进行电平转换 2 1 2 直流电机的控制护理床的护理功能是通过直流电机来执行的，电机驱动护理床来完成各项动作，以实现各种护理位姿，包括：(1)背板上抬下降； (2)左右翻身板上升下降； (3)大腿板上升下降； (4)小腿板上升下降； (5)便盆盖板开合； (6)平躺体位实现复位； (7)坐姿体位实现复位； (8)抬腿体位实现复位； (9)屈腿体位实现复位以上各位姿之间的转换与完成均通过 8 个直流电机的正反转来实现，因此主控制板必须能够在接收命令后对 8 个直流电机进行上 E 反转控制，即能够实现电机的正反向通电控制在护理床的硬件电路设计中，对每一个电机都采用了两个双刀双掷的继电器进行通断电控制 2 2 机器人化护理床的辅助控制模块 2 2 1 语音识别语音控制技术是现有各种控制方式中的一种高级控制方式，它具有控制方式自然、方便，亲和力好，适用范围广的特点将语音控制技术引入 到护理床的控制之中，将极大地方便使用者，尤其对于那些丧失或部分丧失活动、自理能力的患者而占，语音控制可以帮助他们增强自信心，减轻对他人的依赖，增添生活的勇气和信心针对护理床使用者的语音输入命令的特点，研究中使用了美闰 司的 音芯片作为识别核心芯片。 片通过训练而实现语音识别功能，系统的 L o 电平是 平，可以方便地与其他系统进行数据传输 片内部集成了语音识别所需的多种功能，它能够完成语音识别过程中的反混叠低通滤波、采样保持、A D 转换以及语音记录等 功能 片在完成语音识别任务后，将语音控制信号通过芯片输出到单片机的 根据输出状态，在主控制板与语音识别芯片之间采用一片74j 簖片来扩展中断口，语音命令输入 74片的 8 个输入脚，连接 ； 扩展 J 单片机的中断口 2；单片机的 o 3 口与语音识别芯片的 4 7 口相连接当有语音命令输入时， 巾的一个输出低电平， Gs u 输 “进行单片机的中断处理时从0 3 口中读 人数据 2 2 2 语音回放主控制电路收到命令后，在控制电机运转的同时，也向语音回放子模块输 j【 j 语音控制信号由辅助控制模块向当前使用者提供语音反馈语音同放子模块的主要作用是：护理床接收到用户命令后，在护理床实现功能动作以前播放相应动作的语音信息，提醒用户做好身体准备，这种人性化设计进一步提高了护理床的亲和力语音回放采用 片作为主芯片 003 系列的工作屯压为 3 V，单片录放时间为48芯片采用 术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静 噪及高密度多电平闪烁存贮阵列，操作命令町通过串行通信接口输人 3机器人化护理床的控制程序机器人化护理床的控制方式是一种简化的机器人控制方式系统启动后首先检测护理床的位姿，然后检测各个开关的状态，再检测各个按键的状态，如果其中一个按键按下，则护理床作相应的动作，并启动语音回放程序告知操作者，通过语音识别进行的控制也是一样，如果语音识别模块识别了，操作者的一个指令，同样地，护理床完成相应的动作 4 结束语将机器人的多轴协调控制技术应用于护理床，可对机器人化护理床进行有效控制所研制的机器人化护理床的如图 4 所示， 它可以实现多个位姿的调整，并采用语音命令和键盘输入两种方式进行控制，简便灵活另外，由于主控制模块采用 r 单片机，使得系统操作灵活可靠，成本低廉目前所研制的护理床已在一些医院试用，反映良好今后的研究将集巾在如何进一步提高系统的协调性和灵活性，拓展系统的人性化功能等方面 外文资料翻译 - 1 - NC 控技术 C 字控制与计算机数字控制的发展历史 is in in as by C in 940s a of a to a in to on 数字控制是按照含有机床 (刀具 )运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的加工过程。数控这一概念是由密歇根洲特拉华城的约翰 帕森于 20世纪四十年代后期提出的。为了在工件上加工光滑的轮廓，帕森提出了一种自动的机床控制方式，它能够引导铣床刀具加工出一种 “ 过轴曲线 ”。 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 1949 年，美国空军与帕森签署了合同，要求开发一种能够提高生产率的新型机床。帕森委托麻省理工学院 (开发一种新概念机床，麻省理工学院的科学家和工程师研制出了一种用穿孔纸带作为输入媒介的二轴联动铣床控制系统。在较短时间内，当时所有主要的机床生产商都生产了一些数控机床，但直到20 世纪七十年代后期，基于计算机的 数字控制才被得到广泛的使用。只有价格低廉且功能强大的微处理芯片代替了计算机数控系统中的硬连线逻辑发生器后， 外文资料翻译 - 2 - is it is NC in or to a in by so to 当数控机床在计算机监控下工作时，它就被称为计算机数控机床 (计算机是 床的控制单元，它们内嵌于数控机床或者通过通讯渠道与数控机床 联接，当程序员编程时，通过纸带或磁盘将一些信息输入，计算机将对一些必要的数据进行计算的完成工作。 On by of C as to a by or no of on To a to be 由于第一台数控机床的数据是由纸带控制的，因此数控系统被称为纸带控制机床。它们只能控制由输入到机床内的纸带或磁带所规定的单一操作，输入到机床内的程序是不能被编辑的，要改变程序必须重做新纸带。 s to C NC in is is 今的系统都由计算机来控制数据，因而称之为计算机数控机床 (简称 。 统两者的工作原理一样，仅仅控制执行的方式不同。新型的数控系统通常速度更快、功率更大、功能更齐全。 C/字控制与计算机数字控制的应用 NC NC a 外文资料翻译 - 3 - be of a is on on be by an 00 数控技术自创立以来就得到了广泛的应用，包括车床和车削中心、铣床和加工中心、冲床、电火花 (工机床、线切割机床、磨床以及测试检测装置等。最复杂的计算机数控机床是车削中心，图 4 1 所示一个具有十转位的刀架能进行快速换刀的现代车削中心，立式加工中心如图 4 2所示 (刀具库在 机床的左边。右边的控制面板可由操作者通过转臂转动 )，以及卧式加工中心，通过按下按钮每把刀可在数秒钟内定位。如图 4 3所示 (配有自动换刀系统。刀具库储备有 200把切削工具 )。 a a of so of a to NC to a to is is,of be in At of of in,NC 当为某项操作编程时，程序员必须选择传统的加工切削数据推荐值。这些切削数据包括切削速度、进给率、刀具和刀具几何形状等。当程序员正确选择所有必要信息后，操作人员 将程序载入机床并按下按钮，切削循环就开始。 is a of in is by of in an to a of a or 外文资料翻译 - 4 - by of or to in 121C is to of or 数控技术是一种利用程序实现自动控制的技术，加工制造设备采用数控技术后能由数字、字符和符号等进行控制。这些数字、字符和符号等被编码成按一定格式定义的指令程序用于一个特定的加工或工件，这些指令可以采用两种二进制编码的数字系统中的任意一种进行定义，这两种二进制编码数字系统分别为电工协会代码 (美国标准信息交换 代码 (一般来说， 码的机床控制系统不能接受 码的指令，反之亦然。当然，这样的问题已经逐渐得到解决。数控加工制造目前已经广泛地应用于几乎所有的金属加工机床：车床，铣床，钻床 ，镗床，磨床，回转冲床，电火化，线切割和焊接机床，甚至弯管机也采用数控加工技术。 C 数控技术的基本组成 A of 一个数控系统主要由以下 3个部分组成： (1) 1)程序指令 (2) 2)加工 控制单元 (3) 3)制造装备 by 31In to of a to on is of 外文资料翻译 - 5 - 程序指令是由一条一条的详细指令所组成，制造装备按要求执行这些指令。最常用的指令有：可以按要求使机床刀具主轴位于工作台上的具体位置，工作台是用于固定加工零件的，许多更高级的指令还包括用于主轴速度的选择、刀具速度的选择及其他一些功能。 of of it of or 加工控制单元 (括一些用于阅读和解释程序指令并将其转换为机床刀具或其他制造装备的机械动作的电子和控制硬件。 is In of it is to of as as to 制造装备是一种进行金属加工的数控技术装备，在常用的数控技术领域中，制造装备用于进行机械制造。制造装备包括工作台、主轴、电机及控制驱动单元。 C 数控技术的类型 of to 数控技术系统主要有两种类型：点对点数控系统和轮廓线数控系统。 to is is to a or to as a is at by C to as to C 点对点数控系统也称为位置数控系统，比轮廓线数控系统简单，其主要的原理是移动刀具或工件从一个程序控制点到另一一个控制点，通常像钻床这样的加工功能，每个点帮司以通过 对点数控系统适用于 外文资料翻译 - 6 - 像钻孔、沉孔加工、沉孔镗孔、铰孔和攻丝等。其他冲孔机床、点焊机和装配机床等也都采用点对点数控系统。 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 . 轮廓线数控系统也称为轮廓线路径数控系统，定位和切割操作都是以不同的速度沿着控制的路径进行的。由于刀具沿路径进行切削，因此刀具的运动和速度的精确控制和同步性能是非常重 要的。轮廓线数控系统经常应用于车床、铣床、磨床、焊接机床和加工中心中。刀具沿着路径的运动，或称为插补逐渐出现了几个不同的方法。有许多类型的插补方法用于处理轮廓线数控系统中生成光滑的轮廓线时遇到的各种问题。几种比较常用的方法有线性插补，圆形插补，螺旋形插补、抛物线插补和立方插补等，在所有的插补方法中，路径控制是以刀具的旋转中心为标准，对于不同类型、不同直径的刀具，加工过程中的不同刀具磨削量在数控程序中获得不同的补偿。 C 数控系统的编程 A of a of C to a C be by an on or an be or 一个数控系统 (程序包括使数控 (床进行操作和加工的一系列指 外文资料翻译 - 7 - 令。数控程序可以由数控机床内部的程序库开发生成，也可以从外面采购获得。另外，程序可以通过手工编写，也可以进行计算机辅助编程。 to to so to of or of or to on/of so C IT C in 950s 数控程序包括一系列指令系统和命令系统。几何类指令用于定义刀具和工件之间的相对位置和运动：加工类指令用于定义主轴转速、进给、刀具转速等：传送类指令用于定义刀具或工作台的运动速度和插补的类型等；开关类指令用于冷却液供给、主轴旋转、主轴旋转方向选择、换刀、工件进给、夹具等的开关。第一个用于数控编程的数控编程语言是 20世纪 50年代 由麻省理工学院数控编程系统开发小组专家开发的，并被命名为自动编程工具 ( 接数字控制 (计算机数字控制 (of a in a a C 数控技术的发展在批量生产和车间生产加工中，不管是在技术上还是在商业上都获得了巨大的成功。目前，已经有两种数控技术系统得到了发展，分别是： (1) 1)直接数字控制 ( (2) 2)计算机数字控制 ( be as a in a of by a in is of 外文资料翻译 - 8 - of is to In be to 00 (NC 970s a of up 56 NC is to to on to it 直接数字控制 (以被定义为这样一个生产制造系统，该制造系统有许多台加工机床，而相互之间由一台计算机采用直接连接，进行实时控制。这样，在 传统的数字控制技术中采用的磁带阅读器在直接数字控制中被取消，从而保证了系统的可靠性。不使用磁带阅读器，被加工的零件程序就从计算机的存储器中直接传送到进行加工的刀具上。从原理上讲，一台计算机可以控制多达 100台加工机床， (在 20世纪 70年代一个商业使用的 56个机床刀具 )。直接数字控制计算机用于按要求提供加工指令给每个进行加工的刀具上，当机床需要控制指令时，计算机就可以马上将指令传送到机床上。 in of a at In of of by on in 970s. As in by s 随着直接数字控制 (术和计算机技术的飞速发展，数字式计算机的尺寸和价格的大幅度的降低，数字式计算机的计算能力的大大提高，大量传统的以硬件线路为基础的加工控制单元被以数字计算机为基础的数字控制单元所替代。最初在 20世纪 70年代使用了小型计算机。后来，随着计算机的进一步小型化，早期的小型计算机逐渐被现在的微型计算机所取代。 is C as a is in NC it is to of 外文资料翻译 - 9 - 计算机数控 (用专用的微型计算机作为加工控制单元。因为数字计算机都用于计算机数控 (直接数控 (所以应该注意两者之间的区别，可以从 3个方面来加以区分。 1) a of or a of (1) (2) a is (2) 算机一般位于距机床一定距离的位置，而 (3) is to of to as of a in of is to of a (3) 软件不仅可以用于控制单件生产，而且可以用于一个企业制造部门的管理信息系统，而 算机开发的软件一般只用于某个特殊加工的工具 。 is an of it of on of it d is of To is in a or or to of of to of of to a of of In in in So of a of of s of s at to of s of s is to s at an of in 25 8% in 4% 0%, in o. of of a as of o. to in s of by a of in to 瘫痪病 , a of a . At is on if of 4. to In of to a of is on on of of 1 In of (1) be to of (2) of 3) 4) (5) to in as in f: be as in to , of a up is of or to of of of as is as o. 10 750; o. + 65. ; O. + 75. ; o. A + 35. ; a 55 o + 35. ; . A + 90. 2 of in to of r of to of ?. By of of to or to as In in in to to to of to of is it of a to to as it s to to of 2.1 at to by be On to so as to . (1) is by of by to by (2) dc of in or to in dc of (3) to to is to on r of / 0 so by a to 2 x 6) 8) / 0 95 L / 0 L/o u in / 0 is a to of 32 so a dc of is by dc to to in to (1) (2) (3) (4) (5) 6) (7) (8) (9) dc to so is be to to dc in to on .2 is of of it is of is in or of of on in of in of of as By , be of it of A/D in as CM by o to 1, in 74j in 4of l of J Gs 1. O J 4 o a a 1 Gs u I of in to 【 J by To in do of by as 4003 V, a - at 3 is a of if of is if a 4 is in to of as in it of a r. in on to of 外文 资料 翻译 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 资料 翻译 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 资料 翻译 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 资料 翻译 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 资料 翻译 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 资料 翻译 6 to as of a in of is to of a I 宁学 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 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of of of of in At in of an In to to to We be in to of so is 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 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 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 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。 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 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 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。 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 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 。 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。 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 G P .(c G .(.(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 10 图 3 图 3 列平衡方程式，有 当 d 点力矩平衡，即 0 0c s c c s 1. (当 b 点力矩平衡，即 0 0c .(又 的水平与竖直方向受力平衡，即有 0 X 和 0Y ， 当 0 X 时，有 11 0c o .(0.(当 0Y 时，有 0c o .(0.(整理解得： )s )c o ss in(s o .(【静态时：)s in(c )c o ss c o s.()c o ss c o s.()c in(c .()c in(c .(c .(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 312 )c )s ta ll l即)c o s ()s a r c ta 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
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