【某床椅一体化机器人的总体方案设计案例分析1400字】

某床椅一体化机器人的总体方案设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u14859某床椅一体化机器人的总体方案设计案例分析 152261.1设计要求 168121.2床椅一体化机器人的结构组成和工作原理 1288071.2.1机架的结构方案 1317301.2.2平躺坐立转换机构的确定 277141.2.3自动行走机构的确定 31.1设计要求本设计床椅一体化机器人它主要针对的是老年人，残疾人和行动不便的人使用的，床椅一体化他既能当床用，也可以当做电动轮椅使用。那么对于床椅一体化机器人的要求自然就明朗了，首先它的功能必须要满足上述的要求，其二它的操作必须要简便，因为针对的人群都是老年人残疾人这些弱势人群，如果操作过于复杂，这些弱势群体它是不能够完成操作的，所以必须要操作足够的简便[6]。另外机器的安全性必须要有所保障，本来使用床椅一体化机器人的人群就是身体存在残缺或者是身体素质比较低的人，如果再因为床椅一体化机器人本身给使用者造成了二次伤害，那么就与设计初衷背道而驰了，所以必须要保证使用者的安全。1.2床椅一体化机器人的结构组成和工作原理1.2.1机架的结构方案机架对于床椅一体化机器人来说就相当于是病床的床身，轮椅的支架。对于机架的要求大部分的机械都是相同的，这是因为不同的机械，它的机架担负的作用基本都是相同的，对此对他的要求也是差不多的。机架可以把它比喻成默默付出型，因为机架虽然不像机器的执行机构会进行相对的运动，但是机架他要默默的承受机器所有的重量和工作时产生的各种受力[7]。很多设计者对于机架的认识不够，把设计精力都放在了执行机构的设计上，对于机架这种固定不动的基础性零件不够重视。这其实是非常可怕的事，如果机架的设计不合理，其后果是灾难性的，因为机器的其他部件尤其是执行机构都是安装在机架上的，如果机架散架了，那么安装在他身上零件的下场可想而知。所以对机架的设计也要格外的重视，尤其是它的刚性和抗弯和抗扭的能力，要仔细计算保证他能满足使用要求，另外出于安全考虑还要留有一定的安全余量[8]。关于机架材料选择和结构设计要有几个注意事项，首先是上面说的满足使用要求，也就是机架的强度足够，这是最基础的。第二就是轻量化，也就是说机架不能因为追求刚性就做得过于笨拙，安全余量放得过大就等于浪费，也不符合现代轻量化的设计理念。另外机架的结构不宜复杂，越是简单越好，方便加工同时便于其他零部件的安装。根据上面的分析，同时结合实际要求本设计的机架采用采用40X80mm，壁厚为2mm的方管铝合金型材焊接，里面的支撑杆采用20X30mm，壁厚为2mm的方管型材焊接。机架的结构如下图2-1所示。图2-1机架的结构1.2.2平躺坐立转换机构的确定床椅一体化机器人的平躺坐立转换机构是床椅一体化机器人的核心部分。经过分析平躺坐立转换决定采用起背与曲腿相结合的方式[9]。反之如果将靠背板从竖起的状态变成水平，将腿部的支撑板由弯折的状态变成水平，这样就从椅又变成床[10]。这个转换过程中的运动，我们采用在三折病床上已经成功应用的螺旋传动方式，只不过它是通过手摇的，而本设计则使用更为自动的电机带动，具体的转换过程示意图如下2-2所示。图A起背机构结构图曲腿的过程是通过滚珠丝杆运动，丝杆螺母拉动曲腿连杆，连杆拉动曲腿踏板连杆转动，这样就实现了腿部的支撑板从水平状态变成弯折的状态，具体曲腿的机构如下图所示。图B曲腿机构结构图图2-2平躺坐立转换机构1.2.3自动行走机构的确定床椅一体化机器人还要有自动行走的功能，这个功能类似于电动轮椅，是采用左右两个电机分别驱动左侧和右侧的