（全套CAD）多功能医用护理床的结构优化设计
A0总装配.DWG
A1床上框架.DWG
A1床下框架.DWG
A2侧翻（左边）.DWG
A3抬背.DWG
侧翻（右边）.SLDPRT
侧翻（左边）.SLDPRT
床两侧.SLDPRT
床体.SLDPRT
床头尾.SLDPRT
多功能医用护理床的结构设计及优化开题报告.doc
多功能医用护理床的结构设计及优化说明书.doc
控制系统图.pdf
曲腿.SLDPRT
曲腿2.SLDPRT
驱动连杆.SLDPRT
驱动连杆300.SLDPRT
驱动连杆340.SLDPRT
驱动连杆400.SLDPRT
驱动连杆500.SLDPRT
上侧板.SLDPRT
上侧板2.SLDPRT
上中板.SLDPRT
抬背.SLDPRT
外文翻译--机器人化多功能护理床研究与探讨.doc
下侧板.SLDPRT
下侧板2.SLDPRT
下侧板3.SLDPRT
下中板.SLDPRT
直线驱动.SLDPRT
中板.SLDPRT
中侧板.SLDPRT
中下侧板.SLDPRT
中下侧板2.SLDPRT
中下中板.SLDPRT
装配.SLDASM
语音识别控制技术将是今后段时期语音技术的发展方向。
将语音识别技术引入到护理床控制，将为丧失自理能力的使用者带来极大的便利。
护理床的语音控制系统包含语音识别模块和语音回放模块，从而使护理床不但能实现语音控制操作，而且通过语音回放模块可以为使用者提供语音反馈，更有亲和力，更具人性化。
语音控制技术是现有各种控制方式中的种高级控制方式，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言，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。
语音信号的采集处理过程语音信号是种典型非平稳信号，但常常可假定为短时平稳的，既在内其频谱特性可近似看作不变，可采用平稳过程的分析处理方法来处理，即语音信号的时域处理方法。
图语音信号处理过程语音识别方式语音识别分为特定人识别系统和非特定人识别系统，由于使用者的语音以及地方语言存在很大差异性，我们使用可不依赖于对地方语言识别的特定人识别系统，即每位使用者都必须在使用前建立自己专用的参考模式库，然后说话人的语音数字流与套公用的参考模式库啮合，进行少量的训练修改，使之能自动适应用户的语音特性。
语音回放方式在现有语音识别技术的基础上再增加与识别技术相对应的语音回放技术，将为使用者提供更友善的提示语句和更便利的操作性能。
该语音回放模块采用了高音质单晶片语言录放，芯片内部集成语音信号放大滤波采样转换等模块，可选择等长分段或自动或手动录音。
电路所需外围零部件少，线路简单可靠，更改录放内容简便灵活易操作成本低。
.本文主要研究内容鉴于人口老龄化的发展医疗和护理费用的不断增加以及国内外市场需求的不断扩大，本文提出了种新型的多功能医用护理床，提出几种新型的护理床侧翻机构抬背机构以及曲腿机构，以单片机为主控制芯片，控制多台直流电机驱动整台护理床工作。
实现床面的多种姿态的切换，达到满足护理要求的多功能医用护理床。
主要研究内容如下设计各种护理床的运动机构，并用图解法的方法得到初始设计尺寸。
利用三维设计软件，根据初始设计数据对其建模，进行结构设计，并对其进行干涉检查，然后导出图。
根据初始设计数据在中建模，利用优化功能对其进行运动学和动力学优化仿真，得到优化后的设计数据。
根据优化数据修改三维模型，并同时检查模型中是否存在干涉，得到满足设计要求的护理床。
对护理床的主要零件进行受力校核，检验整台护理床使用的安全性及稳定性。
设计护理床的整体控制方案。
设计控制流程框图，用软件完成单片机接线图，以及外部接线图，编写单片机主要程序。
.本章小结本章主要介绍了课题的目的和意义，目前医用护理床在国内外的发展趋势和各类护理床的比较，在多个方面表明了当今多功能医用护理床护理床各个模块的发展情况，最后根据研究分析确定了自己所需完成的研究内容。
护理床结构的整体方案.护理要求护理床的工作环境多功能医用护理床多数是应用于病房和家庭居室，室内温度变化不大无需特别考虑，但是需要考虑到环境对噪声的限制，故设计时电机类型及型号的选取应满足工作噪音低于分贝，床体材料也需要得到考虑，并且在床体上附加些必要的减震降音材料，如橡胶垫片弹簧垫圈等。
护理床的位姿和控制要求护理床应该满足有利于被护理人康复生活自理所需的各种必要的体位位姿，这些体位位姿包括抬背侧翻屈腿等。
为了防止褥疮等系列由于长时间卧床造成血流不畅所引起的并发症，护理床应该能够实现床面的左右侧翻身。
对于危重高度瘫痪等生活上不能自理的病人，在设计时还可以考虑能使病人在床上可以以坐姿或是卧姿排便。
同时护理床还应该实现病人的抬腿坐姿体位，以减轻病人由于盘腿坐起时的不舒适感。
对护理床的控制方式，可以采用键盘按钮操纵，方便护理人员或病人自己进行控制。
.护理床的总体方案构思护理床的总体构思包括机械结构设计电机驱动传感控制运动以及总体位姿协调等问题。
构思的提出通过分析现有的护理床设计，我们很多功能，医用，护理，结构设计，优化，毕业设计，全套，图纸摘要多功能医用护理床是种针对危重病人和瘫痪病人的特殊需要而设计的，能随意调节床的背部和脚部的角度。
即使不能自理者，护理人员也可通过床边的控制器进行操作，减少照顾病残患者的劳动强度。
本文针对上述情况，提出了种新型的多功能医用护理床，采用三维数字化设计软件对其进行建模和装配，然后导出到进行修改。
利用机械分析软件对其进行运动学及动力学分析，研究了床板在各种运动状况下的角加速度对患者舒适度的影响及线性推杆在各姿态下的受力状况，并利用提供的优化功能对其分别进行了运动学和动力学优化以角加速度最大值的最小化作为优化目标函数进行运动学优化，以线性推杆受力的最大值最小化作为动力学优化目标函数，得到满足设计要求的机构参数。
采用力学理论分别对多功能医用护理床的主要零件进行力学计算，保证了机构运动的安全性及稳定性。
控制系统采用单片机控制，通过单片机控制，实现各个机构的运动，安装传感器来控制机构所转过的角度。
利用单片机为主的控制系统，达到控制要求。
关键词多功能医用护理床，干涉检验，运动学优化，动力学优化，控制系统课题的目的及意义.国内外研究状况及发展趋势.本文主要研究内容.本章小结护理床结构的整体方案.护理要求.护理床的总体方案构思.本章小结护理床的结构设计.引言.侧翻机构.抬背机构.曲腿机构.护理床的三维建模.本章小结护理床运动学优化.引言.侧翻机构的运动学分析.抬背机构的运动学分析.曲腿机构的运动学分析.本章小结护理床动力学优化.引言.侧翻机构动力学分析.抬背机构动力学分析.曲腿机构动力学分析.本章小结护理床的力学分析.引言.力学计算.本章小结护理床控制系统设计.引言.直流电机控制原理.控制系统方案.控制系统的硬件设计.控制系统的软件设计.本章小结结论.课题结论.课题展望参考文献致谢绪论.课题的目的及意义多功能医用护理床是针对生活不能自理的病人危重病人和瘫痪病人的特殊需要而设计的，能随意调节床的背部和脚部的角度。
即使不能自理者，护理人员也可通过床边的控制器进行操作，减少照顾病残患者的劳动强度。
课题根据国家和上海市中长期发展纲要确定的研究方向和企业的具体需要，设计种用于医院重症病人用的多功能床，解决病人身体和生理方面的需要抬背翻身等，也减轻护理人员的劳动强度。
针对市场需求开发设计种结构简单工作可靠使用方便的多功能护理床并进行动态仿真，对于产品的产业化具有重要的意义。
.国内外研究状况及发展趋势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，思想的进步，城市人口正逐步进入老龄化，人口老龄化已成为世界范围内的社会问题。
据统计，欧洲发达国家和日本的老年人独居率已高达，如此之高的比例迫使社会采取措施解决老年人的护理服务问题。
如果完全依靠家庭人工照料，与西方国家子女与老年人分居家庭规模小型化的观念有抵触之处。
我国岁及其以上老年人口已达.亿，占全国总人口的，并以年均.的速度持续增长。
其中“空巢家庭”占所有老龄家庭总数的.，在些大城市中该比例更大，解决因身体虚弱卧床不起或因疾患导致生活不能自理的老年人的家庭照料与看护问题是人口老龄化国家所面临的共同问题。
为此，国家也大力加强了对护理机器人的研发扶持力度。
为偏瘫病人或长期使用病床的病人提供个集护理和排泄等各功能于体的多功能护理床。
现在家庭需求护理床的潜力日益增加，以前是简易的记理床，后来加上护栏，餐桌再后来加上大便孔，轮子现在产生了很多集多功能为体的多功能，电动护理床，极大的提高了患者的康复护理水平，也为护理人员提供了极大的方便，所以操作简单，功能强大的护理产品越来越受到追捧。
护理床在国内的设计研究尚处于初级阶段，产品的功能结构造型有待进步的完善。
国外护理床的研究以德国日本为代表，各种护理功能正在逐步完善，成熟。
但因其价格昂贵般售价在万人民币以上，很难为般的消费者所接受。
护理床的基本分类情况如下图护理床分类状况表护理床分类概括名称优点存在问题功能基础型护理床结构生产工艺简单，易于制造。
价格便宜。
功能比较简单，不能实现使用者的护理要求。
手动为主，操作繁琐。
造型传统，舒适性差。
先，测试各个设计变量对的受力变化的敏感度。
运行次动力学仿真，时间为，步数为步，线性推杆移动速度为.，背板质心处加力，背板自重。
运行优化设计，优化的目标为将点的受力的最大值进行最小化，仿真后优化数据如下从图至中，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，其中图中点受力从减至，从图中，背板的转动角度在角度约束的范围之内。
样机的实际结构通过以上的分析，在实际设计中，各关键点的坐标取值为如表所示表各关键点实际取值初始值优化值.此时，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所示表优化前后杆件尺寸对比水平距离竖直距离初始值.优化值.抬背机构动力学分析为机构添加力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，在臀部床板添加的力，运行次动力学优化仿真。
抬背机构动力学优化仿真为了进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.
