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電動推桿在多功能護理服務輪椅床上的應用

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電動推桿在多功能護理服務輪椅床上的應用

發布日期:2019-03-28 作者: 點擊:

目前,全世界范圍內60歲及以上的高齡人口已達到7億左右,人口老齡化已成為世界范圍的重大社會問題。在我國60歲及其以上老年人口已達1.78億,并以年均3.32%的速度持續增長。另外,我國尚有各類殘障人士約6千萬,約占總人口數量的5%。人口的加速老齡化使醫療和社會保險系統面臨前所未有的壓力,高齡老人的自我照顧能力欠缺,主要由家庭護理,護理費用高,勞動強度大,護理條件急需改善。目前“空巢家庭”也已經成為社會的發展趨勢,家庭式護理對老年人的照顧也日益減少,客觀條件上增加了老年人、殘疾人護理的難度。各類殘障人士以及長期臥床老人的大量存在,使得助老助殘問題正日益成為一個重大的社會問題。用何種社會保健方式來解決因身體虛弱臥床不起和因疾患導致生活不能自理的老人家庭照料與看護問題,是人口老齡化國家所面臨的共同問題。

   基于此,本文針對老年人,殘疾人、下肢喪失運動能力的人設計了一種能夠幫助他們最大程度進行自理的多功能輪椅床,該輪椅床是輪椅和床的組合體。該輪椅床既能作為護理床使用,輔助老年人、殘疾人等完成支背、曲腿、左右側翻的功能,床體中間部分又能夠轉換成輪椅駛離床體,輔助老年人、殘疾人完成日常的自由活動。此外,該輪椅還具備站立的功能,能夠在坐姿和站姿之間自由轉換,幫助下肢癱瘓的病人實現其站立行走的愿望。

   (1)在人體工效學的基礎上,應用模塊化思想完成了多功能輪椅床的整體結構設計。根據國家標準,設計輪椅床床體和各個床板的具體參數,確定輪椅在床內的具體位置,并進行床下空間的分配。根據功能性要求和各功能機構之間不形成相互干涉的要求,選擇了合適的機構構型。

   (2)對床體進行整體設計。設計了輪椅和床體對接部分的結構,并設計計算了曲腿、站立、側翻、支背功能實現所需的參數和尺寸,由此確定電動推桿的行程,對電動推桿進行選型。展示了多功能輪椅床的整體結構在三維視角下的模型圖。

   (3)建立了支背機構和站立機構的運動學模型,并對該機構進行運動學分析。將模型導入運動學與動力學分析軟件ADAMS中進行功能性驗證分析,結果顯示該機構能平穩地完成預期的功能要求。

   (4)用ANSYS軟件對腳底支桿,連接件,床架等一些關鍵的受力部件進行應力和應變分析。結果表明,這些零部件都具有較高的強度和剛度,滿足功能和安全性的要求。

簡介: 本項目是一款以護理床為主體,兼具輪椅移動功能的自動化護理產品。其功能全,自動化程度高,適應護理產品智能化的發展趨勢。

 

詳細介紹: 本作品是一款以護理床為主體,兼具輪椅移動功能的自動化護理產品。既能作為一種高智能小范圍的代步工具,又能滿足日常家庭和醫院多樣化的護理功能需求。它有護理床狀態和輪椅狀態兩種狀態。在護理床狀態下,它具有護理床的各種體位功能,包括自動抬背、翻身、變換腿部坐姿、腿部理療、智能座便等。在輪椅狀態下,他能在小范圍(如家內、社區樓下)移動,并具備語音控制、自主移動等功能。 我們的作品能夠實現床椅的自由切換,這樣可以讓長期臥床人員在享受戶外陽關空氣的同時免除在床椅間轉移的困擾。 本作品主要技術指標如下: 

1)外形尺寸指標 護理床狀態 長*寬*高=2000*900*630 輪椅狀態 長*寬*高=1385*900*1535 轉彎半徑=1200 

2)承載指標:170kg 

3)體位調整類指標 指標項 具體數值 左翻身角度 0~45° 右翻身角度 0~45° 抬背角度 0~80° 大腿板翻轉角度 0~35° 小腿板翻轉角度 -61°~35° 腿部康復功能中 小腿板翻轉角度 -20°~35° 腳踏板升降行程 140mm 

4)穩定性指標 指標項 具體數值 靜態穩定性 縱向 20° 橫向 15°或側邊施 加2250N的載荷不失衡 動態穩定上坡 8° 下坡 5° 

5)爬坡能力: 6° 

6)行駛速度: 6km/h 

7)噪音: <65dB 

8)傳動角γ γmin≧22° 

9)人機交互方式:手柄、鍵盤和語音。

 

科學性、先進性

①基于人機工程學,進行了多功能護理服務輪椅床總體方案設計。根據相關標準及調研結果,制定了輪椅床電動推桿的設計原則,功能要求及設計指標;優選了各功能模塊機構構型,確定了驅動形式及能源供給方式。 

②分別在Matlab 及ADAMS環境下完成了多功能護理服務輪椅床機器人機構的運動學和動力學分析。證明了機構的合理性并為詳細設計提供了指導性數據。

③完成了多功能護理服務輪椅床的整車詳細設計。從系統的角度出發綜合考慮了傳感方式、控制實現的難易程度,并注意到了降噪、密封等細節問題。 

④對關鍵部件進行了有限元分析,得到了應力分布和變形結果,分析結果表明所設計的結構具有較大的強度冗余和較高的剛度,完全能夠滿足使用要求。


本文網址:http://www.loveside.cn/news/391.html

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