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毕业设计说明书.doc
床头A1.dwg
（CAD图纸）
多功能床机构简图.dwg
（CAD图纸）
开题报告.doc
丝杠A2.dwg
（CAD图纸）
抬背支杆A2.dwg
（CAD图纸）
腿部支杆A2.dwg
（CAD图纸）
臀部支杆A2.dwg
（CAD图纸）
英文翻译.doc
中期检查表.doc
装配图A0.dwg
（CAD图纸）
本课题工作重点在平面连杆机构部分，包括机构结构的设计，运动方案的设计，整个多功能床三维模型建立，整床的装配及运动仿真。
.本章小结本章围绕多功能床的总体构思而展开，通过论述多功能床所处的工作环境及位姿要求，指出了多功能床设计时所需的各项要求，以这些要求为契机，提出了多功能床的总体方案的构思，包括整体设计的构思思路，多功能床结构形式的初步探讨，多功能床的各个组成部分。
第章多功能床的方案选择和比较.多功能床方案床板结构示意图图方案床板结构示意图床板分为块，相互间用合叶铰接，如图所示。
工作时，坐起时板绕轴向上翻转抬臀时板绕轴向上翻转，同时带动板翻转曲腿时板绕向下翻转，同时带动板绕翻转垫脚板通过各机构的联动配合作用使其放平用于垫脚。
未工作时床板水平置于床架上，和普通床样。
采用这种结构的床板，制造简易，且很轻松的克服了各功能件的相互干扰，满足了各个功能协调动作的要求。
坐起及曲腿方案图方案坐起及曲腿原理图平躺状态图方案坐起及曲腿原理图坐起及曲腿状态这部分的设计，采取坐起和曲腿的功能分别驱动的思想。
如图分别是床板平置和坐起及曲腿动作完成之后的状态。
床板平置是，人躺在床上和普通床样。
当需要坐起时，由图中左边的电动机驱动丝杠转动，使得螺母副向右运动，使得连杆带动转臂旋转，最后转臂驱动床板绕点旋转，从而使人坐起当需要曲腿时。
同样左边的电动机驱动丝杠转动，使得螺母副向左运动，使得连杆带动转臂转动，转臂驱动床板绕点向上转动，同时转臂通过连杆带动转臂旋转，转臂驱动床板绕点向下旋转床板的带动床板向下运动，当运动到脚步支撑时开始绕点旋转，最后使得床板处于水平状态。
其中电动机有两台，床的前后各台，分别用于驱动坐起和曲腿两个运动此方案主要为丝杠螺母副机构和简单的连杆机构，优点是结构简单，加工容易，成本低廉，传动精确缺点是承受的轴向推力大，效率低，摩擦严重。
.多功能床方案二床板结构示意图图方案二床板结构示意图床板分为块相互间用合叶铰接如图，坐起时床板绕轴向上翻转同时床板绕轴向下翻转，达到曲腿的目的。
未工作时，床板置于床架上，和普通床样。
坐起及曲腿的方案图方案二坐起及曲腿平躺状态图方案二坐起及曲腿坐起状态这部分的设计，采用坐起和曲腿的功能同时驱动的思路。
如图分别是床板平置和坐起及曲腿动作完成后的状态。
床板平置时，人平躺在床上和普通床样，杆杆和杆组成的连杆机构处于死点状态，达到足够的刚度和稳定性。
当需要坐起时由图中电动机驱动蜗杆转动，蜗杆再驱动蜗轮转动，从而带动转臂运动，将床板绕点顶起，与此同时和蜗轮同步的带轮带动小带轮转动，带轮的旋转使得曲柄连杆机构中曲柄转动。
摆脱死点状态，摇杆旋动，使得床板在重力的作用下绕点旋转，最后同时满足坐起和曲腿的功能。
坐起和曲腿动作如图所示。
该方案采用蜗轮蜗杆带轮传动，其优点是传动平稳，冲击载荷小，传动比大缺点是效率低，磨损较为严重，且蜗轮蜗杆加工难度大，制作成本高。
带轮负载大时可以造成皮带打滑，并且其曲腿和坐起只能同时满足，无法独立动作。
.方案的对比和选择表多功能床方案的对比实现的功能采用的机构实际情况加工工艺及成本方案坐起丝杠螺母和连杆机构结构简单，传动平稳，效率低加工容易，成本低曲腿丝杠螺母和连杆机构结构简单，传动平稳，效率低加工容易，成本低方案二坐起蜗轮蜗杆带轮组合传动传动平稳，传动比大，效率低加工困难，成本高曲腿蜗轮蜗杆带轮组合传动传动平稳，传动比大，效率低加工困难，成本高综合考虑各个功能的实现情况，制造的工艺以及加工成本，最终确定采用方案。
.本章小结本章制定了多功能床的不同方案，用于实现多功能床的不同功能，并对实现各个功能的不同结构和状态进行分析和研究，对各个方案的优缺点进行比较，最终确定最优方案。
第章多功能床机构设计.基本参数的设计根据实际情况确定多功能床的基本参数床的长度背部床板，臀部床板，腿床板，脚部床板及床板间间距床的宽度床的高度背部床板摆动角度臀部床板摆动角度腿板摆动角度。
.抬背机构抬背机构是多功能床的个关键机构，其主要的功能是实现人体的抬背及坐起功能。
抬背机构的结构和工作原理多功能床的抬背机构由丝杠螺母机构抬背连杆抬背支杆抬背滚子背板以及部分床架组成。
丝杠螺母机构位于床架底部，螺母滑块机构可以在丝杠上左右运动，与其铰接的是抬背连杆的端，另端铰接于抬背支杆上，抬背支杆的端铰接于床架上，另端通过滚子与背板连接，背部床板端固定于床架上，使之充当机架作用。
电动机的转动通过联轴器带动丝杠旋转，从而使位于丝杠上的螺母滑块机构左右运动，螺母滑块机构通过抬背连杆使得抬背支杆绕着与床架铰接点发生转动，通过滚子的作用，使得背板绕着它与床架的铰接点为转轴发生转动。
简图如图所示。
图抬背机构抬背机构的设计图解法多功能床的抬背机构采用的是曲柄滑块机构的变形机构，丝杠螺母机构为原动件对整体机构进行驱动。
其中，背部床板的长度为，翻转角度为。
图解法设计抬背机构，滚子的直径设定为，丝杠螺母的位置位于床板下处，背部支杆与床架的交接点在床板下，并且距离背部床板右侧为处。
根据设计要求背板翻转角度为，在中用旋转命令确定床板运动后的位置，通过各杆件间的运动关系和位置关系确定螺母滑块机构的运动行程为.。
初步设计完成后的尺寸及各安装点位置图如图所示。
抬背机构的自由度计算式中，为自由度，为构件数，为低副数，为高副数，为虚约束数。
该机构的原动件数为螺母滑块在丝杆上的的滑动，与自由度数相同，所以该机构可以满足确定的运动。
图抬背机构设计尺寸及安装点位置图抬背过程中各机构的运行数据通过软件的旋转功能确定背部床板翻转过程中的每个位置各构件的转动角度以及螺母的行程。
表抬背时各构件的运行数据背部连杆旋转角度背部床板翻转角度螺母运动行程抬背机构电动机的选择电动机的功率计算取抬背所用总时间，背部床板的极限旋转角度，抬背支杆的旋转角度为，所以抬背支杆的角速度抬背支杆的速度取负载，则背部支杆传递的功率忽略背部支杆的自重电动机的需用功率忽略轴的转动惯量及抬背支杆的自重查表得，丝杠的传动效率，凸缘联轴器的传动效率，深沟球轴承的传动效率，滚子的传动效率，代入得电动机的实际功率查表，选用额定功率为的单相电容式减速电动机。
电动机的转速计算由图所示，坐起时螺母滑块的行程距离为.。
设定丝杠的螺纹间距，由此可以得到电动机的最低转速为所以，电动机的转速选用。
.曲腿机构曲腿机构是多功能床的个关键机构，其主要的功能是实现臀部床板的向上翻转以及腿部床板的向下弯曲。
在向下弯曲的时候，脚部床板跟随腿部床板向下运动，当脚部床板与脚部支撑板相接触时，脚部床板绕图所示轴向上翻转，最后停止时处于水平位置。
曲腿机构的结构和工作原理多功能床的曲腿机构由丝杠螺母机构曲腿连杆臀部支杆连杆腿部支杆滚子臀部床板腿部床板脚部床板脚部支撑板以及部分床架组成。
丝杠螺母机构位于床架底部，螺母滑块机构可以在丝杠上左右运动，与其铰接的是曲腿连杆的端，另端铰接于臀部支杆上，臀部支杆的端铰接于床架上，另端通过滚子与背板连接，背部床板端固定于床架上，使之充当机架作用，连杆的两端分别于臀部支杆和腿部支杆相铰接，从而使得臀部支杆的摆动通过连杆带动腿部支杆的摆动，腿部支杆端铰接与床架上，另端通过滚子于腿部床板相接处。
电动机的转动通过联轴器带动丝杠旋转，从而使位于丝杠上的螺母滑块机构左右运动，螺母滑块机构通过曲腿连杆使得背部支杆绕着床架上的交接点发生转动，通过滚子的作用，使得臀部床板绕着它与床架的铰接点为旋转轴向上翻转臀部支杆通过连杆带动脚部支杆绕着床架的铰接点发生转动，通过滚子的作用，使腿部床板绕着它与臀部床板的铰接点的旋转轴向下翻转。
简图如图所示。
图曲腿机构电动机丝杠螺母滑块曲腿连杆臀部支杆连杆腿部支杆滚子臀部床板腿部床板脚部床板脚部支撑板曲腿机构的设计图解法多功能床的曲腿机构采用的是曲柄滑块和四连杆的组合机构，丝杠螺母机构作为原动件对整个机构进行驱动。
其中，臀部床板的长度为，向上翻转角度为，腿部床板的长度为，向下翻转的角度为，脚部床板的长度为。
图解法设计曲腿机构滚子的直径设定为丝杠螺母的位置位于床板下处臀部支杆与床架的交接点在床板下，并且距离臀部床板左侧为处腿部支杆与床架的铰接点在床板下，并且距离腿部床板左侧为.处。
根据设计要求，为了提高人体曲腿时的舒适度，臀部床板向上翻转角度为，腿部床板相对水平位置向下翻转，而脚部床板通过脚部支撑板的作用需向上翻转，最后处于水平位置。
在中用旋转命令确定各个床板运动后的位置，通过各杆件间的运动关系和位置关系确定螺母滑块机构的运动行程为.。
初步设计完成后的尺寸及各安装点位置图如图所示。
图抬背机构设计尺寸及安装点位置图曲腿机构的自由度计算式中，为自由度，为构件数，为低副数，为高副数，为虚约束数。
该机构的原动件数为螺母滑块在丝杆上的的滑动，与自由度数相同，所以该机构可以满足确定的运动。
曲腿机构的拆分如将机构的机架及与机架相连的原动件从机构中拆分出来，则由其余构件构成的构件组必然是个自由度为零的构件组。
把最后不能再拆分的最简单的自由度为零的构件组称为基本杆组或阿苏尔杆组，简称杆组。
根据上面的分析可知，任何机构都可以看作是由若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。
对曲腿机构简图如图所示进行基本杆组的拆分。
图曲腿机构简图对该机构进行高副低代，并进行基本杆组的拆分。
由图曲腿机构高副低代简图和图机构分拆图所示，最简单的基本杆组是由个构件和个低副构成的，所以该机构称为Ⅱ级杆组。
图曲腿机构高副低代简图图机构分拆图曲腿机构运行过程中各构件的数据通过软件的旋转功能确定各个床板翻转过程中的每个位置各构件的转动角度以及螺母的行程。
表曲腿过程中各构件的运行数据臀部支杆旋转角度臀部床板翻转角度腿部支杆旋转角度腿部床板翻转角度脚部床板翻转角度螺母运动行程曲腿机构电动机的选择电动机的功率计算取曲腿所用总时间，臀部床板的极限旋转角度，臀部支杆的旋转角度为，所以曲腿支杆的角速度曲腿支杆的速度取负载，则曲腿支杆传递的功率忽略背部支杆的自重电动机的需用功率忽略轴的转动惯量及抬背支杆的自重查表得，丝杠的传动效率，凸缘联轴器的传动效率，深沟球轴承的传动效率，滚子的传动效率，代入得电动机的实际功率查表，选用额定功率为的单相电容式减速电动机。
电动机的转速计算由图所示，曲腿时螺母滑块的行程距离为.。
设定丝杠的螺纹间距，由此可以得到电动机的最低转速为所以，电动机的转速选用。
.本章小结本章对抬背机构和曲腿机构进行了基本尺寸的设计，并对其进行了自由度计算，确认所设计的机构满足自由度的要求。
在设计过程中，对机构运行中的每个位置进行了计算，确定各个机构在运行中的运行状态和运行位置。
最后选出与本机构相适
（优秀毕业全套设计）多功能可调角度床的设计（整套下载）
