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（优秀毕业全套设计）多功能医用护理床的结构优化设计

体的运动规律。点是指没有大小和质量在空间占据定位置的几何点。刚体是没有质量不变形但有定形状占据空间定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动，才可能进步研究变形体弹性体流体等的运动。在变形体研究中，须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程轨迹位移速度加速度等运动特征，这些都随所选的参考系不同而异而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程角速度角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为刚体的平动刚体定轴转动刚体平面运动刚体定点转动和刚体般运动。多功能医用护理床的运动学分析，主要是为了进步确定各机构的杆件尺寸，在满足各机构运动要求的前提下，保证在运动的时候各机构之间不能发生干涉现象，同时多功能医用护理床的运动学分析也时为了在满足机构运动的条件下，使机构在运行的过程中达到机构运动的优良的运动学状态，得到优化后的设计数据及杆件尺寸数据。多功能医用护理床的运动学分析基于机械分析软件。是全球运用最为广泛的机械系统仿真软件，用户可以利用在计算机上建立和测试虚拟样机，实现事实再现仿真，了解复杂机械系统设计的运动性能。.侧翻机构的运动学分析多功能医用护理床的侧翻机构运动学分析，是以侧翻背板的角加速度的最大值最小化为目标函数，建立运动学方程，基于机械分析软件，得到满足机构要求的机构参数。侧翻机构的左右两部分相同，只研究右半部分的侧翻机构。图侧翻机构关键点简图过点建立坐标系，以水平方向为方向，以竖直方向为方向。表坐标系中各点位置坐标点坐标坐标把所有零部件视为刚体，为线性推杆，其长度可以变化，最短长度为。侧翻所转过的角度与各个点的坐标有关。侧翻机构在中的建模当机构的各个关键的位置确立好之后，机构就能运行。因此只要合理的选取各个机构点的位置，就能实现医疗床的侧翻功能。在机构的初始位置没有要求的情况下，应该选择个方便于建模的位置，在进行分析时，此位置就是机构的初始位置。由于医疗床侧翻机构的模型比较简单，利用自身提供的建模工具，就可以建立侧翻机构的模型。使用提供的参数化的方法可以方便的建立参数化的样机模型。利用该样机模型可以进行动力学及运动学仿真，通过其自身提供的后处理功能，可以将所得的数据绘制成数据曲线图，并可以对曲线进行数学操作。还以可通过自身所具有的模块对机构进行优化，得到理想的机构模型。设置操作环境在建立模型前，首先应该设置操作环境，以方便模型的建立.设置单位在菜单中选择，出现单位设置对话框，选择。.定义地面坐标系选择默认状态下的笛卡尔坐标系作为地面坐标系。.定义重力选择默认状态下大小为的重力加速度，方向为方向。.设置工作栅格在菜单中选择，出现栅格设置对话框方向的栅格范围分别设置为和，按确定。建立设计变量及关键点根据医疗床的机构简图及运动分析，首先建立基础设计变量。其中包括设计变量和关键点变量。由于机构的驱动器采用为线性推杆，其具有定的安装尺寸要求。医疗床的床面高度，以及侧翻机构的侧翻角度也有定的要求，所以设计的时候由定的尺寸要求，设计成形后要求线性推杆的初始长度为，机架的最大高度左右。这些设计数据对应于设计变量的取值范围，定义好后的设计变量如表所示表初始设计变量变量名说明点方向坐标点方向坐标点方向坐标点方向坐标点方向坐标点方向坐标点方向坐标点方向坐标图关键点的建立在中完成样机的建模图侧翻机构在中的建模添加传感器后的仿真图添加传感器后的仿真样机的参数化设计研究通过提供的设计研究，对各个设计变量进行设计研究得到报表如下试验设计通过上述的设计研究发现和的敏感度最大，所以在实验研究的时候着重对这三个点进行研究，改变三个设计变量的变化范围的变化范围是，的变化范围是，的变化范围是实验研究报表为图各数据下的角加速度曲线优化分析在实验研究的时候着重对这三个点进行研究，改变三个设计变量的变化范围的变化范围是，的变化范围是，的变化范围是实验研究报表为图优化前后角加速度对比通过对比，我们很容易发现优化后角加速度明显减小，图中实线为初始角加速度曲线，虚线为优化后曲线。经过优化，可以确定三个变量的值分别为为.为.为.，此时可以满足设计要求，即背板翻转角度为，角加速度减小到机构满足的范围之内。优化之后主要变动的为点的安装尺寸及杆的长度，具体变化详见表。表杆件尺寸变化点距点竖直距离初始尺寸.优化后尺寸.抬背机构的运动学分析图抬背机构关键点简图抬背机构在中的建模建立设计变量表关键点设计变量及初始值关键点坐标方向变量名初始值建模图抬背机构在中的建模样机的参数化设计研究运动学设计研究报表如下所示。通过上述报表，对比发现的敏感度最大，所以在优化设计的时候选取上述四个设计变量作为优化的变量值。优化设计以背板角加速度的最大值最小化作为优化目标，进行优化设计，期望在满足机构运动条件的情况下，得到最优的机构数据。图抬背机构运动学优化前后背板角加速度曲线表优化前后机构杆件尺寸表点间竖直距离初始值优化值曲腿机构的运动学分析图曲腿机构关键点简图曲腿机构在中的建模建立设计变量表关键点设计变量及初始值关键点坐标方向变量名初始值.建模图曲腿机构在中的建模样机的参数化经过设计研究之后，各个设计变量的敏感度如下所示