多功能康复床的设计与研究

1、多功能康复床的设计与研究    英文题名 Design and Development of Multifunction Nursing-bed  关键词 康复床; 辅具; 机构分析; 运动仿真; 英文关键词 care bed; switching assistive device; mechanism analyze; Motion simulation; 中文摘要 据统计,我国现有老年人口1.32亿,并每年以3.2%的速度增加;80岁以上的高龄老人每年以5%的速度增长,而全国卧床、生活不能自理的病人和老人有2,700万:半身不遂病人有70万

2、人,82万老年痴呆病人中有30%总计24万人卧床不起,老龄化问题已上升到事关国计民生的大事。由于实行计划生育,我国人口结构将成4:2:1趋势发展,每个家庭的负担也越来越重。因此,有一套合适的护理系统帮助老年人生活自理,减轻家庭负担,是儿女们的孝心,也是老人的心愿。 随着中国老年人口数目日益增多,老年人的护理、保健和康复日渐成为全社会关注的重要问题之一。人们对生活质量的要求不断提高,使得原有的老年人护理保健方式急需变革,护理人员的纯体力护理方式越来越不适应社会和家庭的护理需要,而社区专人护理和自动化、智能化护理设备的运用正是解决上述矛盾的有效途径。本论文研究了一种机器人化的多功能护理床,它是一种

3、能有效减轻护理人员劳动强度,增强受护理人自理能力的多功能智能型护理设备,极具社会推广价值。 本文运用人性化的设计方法设计一种能坐起的多功能康复床,并设计一种移动辅助工具,使患者能自主实现在床和轮椅之间转接。从研究护理床床面的运动轨. 英文摘要 As statistic there are 13.2 million senior citizens in china. The population was increased 3.2 percent every year. The population above 80years was increased 5 percent every year

4、. There are 27000 thousand senior citizens cannot self-dependence. 700 thousand are hemiplegia. There are 30 percent gawkiest people in 820 thousand senior citizens. 240 thousand people cannot get up in all. The senior citizens problem is serious in our country. Because Of family planning our countr

5、y s population 摘要 5-6 ABSTRACT 6 1 绪论 10-15     1.1 课题的来源、目的及意义 10-11     1.2 国内外相关领域的发展状况及技术 11-13         1.2.1 康复床的发展 12-13         1.2.2 康复床和医疗辅助器具配合使用情况 13       

6、60; 1.2.3 研究和创新的技术问题 13     1.3 本文主要研究的内容 13-14     1.4 本章小结 14-15 2 康复床的设计思路及功能 15-20     2.1 设计思路 15-16         2.1.1 工作环境 15         2.1.2 人机结合 15-16     2.2 康复床的功能 16

7、-18         2.2.1 针对不同的使用者康复床需要的功能 16-17         2.2.2 本床针对的人群和实现的功能 17         2.2.3 康复床性能指标 17-18     2.3 能源供给及驱动形式 18-19     2.4 传感器及控制 19     2.5

8、本章小结 19-20 3 机构的比较和选用 20-29     3.1 机构分析的内容及目的 20     3.2 机构的确定 20-28         3.2.1 上升及倾斜机构的比较分析和确定 20-23         3.2.2 抬背机构的比较分析和确定 23-25         3.2.3 大腿弯曲机构的比较分析和

9、确定 25-27         3.2.4 小腿弯曲机构的比较分析和确定 27-28     3.3 与机构有关的其它功能 28     3.4 本章小结 28-29 4 机构分析及运动学仿真 29-47     4.1 机构运动轨迹计算及分析 29-36         4.1.1 坐姿机构的计算及分析 29-32     

10、    4.1.2 升降及倾斜机构的计算及分析 32-35         4.1.3 曲腿机构的计算及分析 35-36     4.2 立体建模和仿真分析原理 36-37     4.3 运动学仿真 37-43         4.3.1 建立构件三维模型 38-39         4.3.2

11、整体装配 39-40         4.3.3 连杆及质量特性 40-41         4.3.4 运动副及约束 41-42         4.3.5 3D接触 42-43     4.4 力学分析 43-46         4.4.1 强度校核 44   &

12、#160;     4.4.2 材料选择及应力计算 44-46     4.5 本章小结 46-47 5 转接辅具的设计及有限元分析 47-59     5.1 转接辅具的作用及设计思路 47-48         5.1.1 使用者和使用环境 47         5.1.2 人机结合 47-48     5.2 机构的设计及

13、计算 48-54         5.2.1 结构计算 49-50         5.2.2 机构分析仿真 50-51         5.2.3 构件强度校核 51-54     5.3 有限元分析 54-58         5.3.1 网格划分 55-56   

14、      5.3.2 载荷及材料 56-57         5.3.3 结果分析 57-58     5.4 辅具和床及轮椅的结合 58     5.5 本章小结 58-59 6 康复床及其它功能 59-62     6.1 防褥疮床垫 59     6.2 生理信息检测 59-60     6.3 信息交互平台 60 &#

15、160;   6.4 功能模块化 60     6.5 系统集成 60-61     6.6 本章小结 61-62 7 结论和展望 62-63     7.1 论文工作结论 62     7.2 后续工作展望 62-63 8 参考文献 63-67 9 论文发表情况 67-68 10 致谢 68-69 附录 69         3.2.4 小腿弯曲机构的比较分析和确定 27-28

16、60;   3.3 与机构有关的其它功能 28     3.4 本章小结 28-29 4 机构分析及运动学仿真 29-47     4.1 机构运动轨迹计算及分析 29-36         4.1.1 坐姿机构的计算及分析 29-32         4.1.2 升降及倾斜机构的计算及分析 32-35       &

17、#160; 4.1.3 曲腿机构的计算及分析 35-36     4.2 立体建模和仿真分析原理 36-37     4.3 运动学仿真 37-43         4.3.1 建立构件三维模型 38-39         4.3.2 整体装配 39-40         4.3.3 连杆及质量特性 40-41  &#

18、160;      4.3.4 运动副及约束 41-42         4.3.5 3D接触 42-43     4.4 力学分析 43-46         4.4.1 强度校核 44         4.4.2 材料选择及应力计算 44-46     4.5 本章小结 46

19、-47 5 转接辅具的设计及有限元分析 47-59     5.1 转接辅具的作用及设计思路 47-48         5.1.1 使用者和使用环境 47         5.1.2 人机结合 47-48     5.2 机构的设计及计算 48-54         5.2.1 结构计算 49-50   &

20、#160;     5.2.2 机构分析仿真 50-51         5.2.3 构件强度校核 51-54     5.3 有限元分析 54-58         5.3.1 网格划分 55-56         5.3.2 载荷及材料 56-57      

21、60;  5.3.3 结果分析 57-58     5.4 辅具和床及轮椅的结合 58     5.5 本章小结 58-59 6 康复床及其它功能 59-62     6.1 防褥疮床垫 59     6.2 生理信息检测 59-60     6.3 信息交互平台 60     6.4 功能模块化 60     6.5 系统集成 60-61    

22、 6.6 本章小结 61-62 7 结论和展望 62-63     7.1 论文工作结论 62     7.2 后续工作展望 62-63 8 参考文献 63-67 9 论文发表情况 67-68 10 致谢 68-69 附录 69         3.2.4 小腿弯曲机构的比较分析和确定 27-28     3.3 与机构有关的其它功能 28     3.4 本章小结 28-29 4 机构分析及运动学仿真 2

23、9-47     4.1 机构运动轨迹计算及分析 29-36         4.1.1 坐姿机构的计算及分析 29-32         4.1.2 升降及倾斜机构的计算及分析 32-35         4.1.3 曲腿机构的计算及分析 35-36     4.2 立体建模和仿真分析原理 36-37   

24、  4.3 运动学仿真 37-43         4.3.1 建立构件三维模型 38-39         4.3.2 整体装配 39-40         4.3.3 连杆及质量特性 40-41         4.3.4 运动副及约束 41-42     

25、0;   4.3.5 3D接触 42-43     4.4 力学分析 43-46         4.4.1 强度校核 44         4.4.2 材料选择及应力计算 44-46     4.5 本章小结 46-47 5 转接辅具的设计及有限元分析 47-59     5.1 转接辅具的作用及设计思路 47-48         5.1.1 使用者和使用环境 47         5.1.2 人机结合 47-48