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外文資料翻譯 1 NC C is in in as by C in 940s a of a to a "in to on 949, a to a of be to up to a of . a a a as In a of C, it 970s C NC as an C is it is NC in or to a in by so to On by of C as to a by or no of on To a to be s to C NC in is is 外文資料翻譯 2 C/NC NC a be of a is on on be by an 00 a a of so of a to NC to a to is is,of be in At of of in,NC is a of in is by of in an to a of a or by of or 文資料翻譯 3 to in 121C is to of or C A of (1) 2) 3) he by [31In to of a to on is of of of it of or is In of it is to of as as to C of to to is is to a or to as a is at by C to as 外文資料翻譯 4 to C as at as it a of is on by of a of to in a a C In is of of of or be in C . C A of a of C to a C be by an on or an be or to to so to of or of or to on/of so C IT C in 950s he of a in a a 外文資料翻譯 5 C (1) 2) be as a in a of by a in is of of is to In be to 00 (NC 970s a of up 56 NC is to to on to it in of a at In of of C by on in 970s. As in by s is C as a is in NC it is to of 1) a of or a of 2) a is 3) is to of 文資料翻譯 6 to as of a in of is to of a 護理床動力學優(yōu)化 言 動力學是理論力學的一個分支學科，它主要研究作用于物體的力與物體運動的關系。動力學的研究對象是運動速度遠小于光速的宏觀物體。動力學是物理學和天文學的基礎，也是許多工程學科的基礎。 動力學以牛頓第二定律為核心，這個定律指出了力、加速度、質量三者間的關系。牛頓首先引入了質量的概念，而把它和物體的重力區(qū)分開來，說明物體的重力只是地球對物體的引力 。 多功能醫(yī)用護理床的運動學分析是 基于 立于在運動學分析的基礎之上 的，根據先前的運動學分析，以運動學分析結果作為動力學分析的初始值，綜合考慮線性推桿的推、拉力的限制以及機架各支點的受力狀況，主要對線性推桿的受力狀況及各床架支點的受力狀況進行動力學分析。 翻機構動力學分析 側翻機構在運行的過程中，會有以下幾個方面對機構運動產生影響。它們是機構自身質量，患者體重以及各個運動副之間的摩擦力。由于摩擦力很小，在此忽略不計，只考慮機構的重量及患者的體重。 通過 件對虛擬樣機進行質量測量，測得背板質量為 20過設計手冊查得我 國身高 3右。為了真實的模擬虛擬樣機的性能，本文采用背板質量為 20體背部重量為 50機構添加力之后，運行一次動力學仿真。測量各個點的受力以及電機的受力。仿真時間為 25s，步數為 500 步。 添加力測量，測得的各點受力曲線如圖 5示。 外文資料翻譯 7 圖 5點受力曲線 從圖 5，得知 的受力最大，機構的受力優(yōu)化就從入。首先，測試各個設計變量對 受力變化的敏感度。運行一次動力學仿真 ，時間為 25s，步數為 500 步，s，背板質心處加力 500N，背板自重 20行優(yōu)化設計，優(yōu)化的目標為將 的受力的最大值進行最小化，仿真后優(yōu)化數據如下： : 20097:13:51 1) : : 0 文資料翻譯 8 5優(yōu)化前后受力曲線 5優(yōu)化前后受力曲線 5優(yōu)化前后受力曲線 5參數下的翻轉角度值 從圖 5 5，可以發(fā)現(xiàn)經過動力學優(yōu)化之后，各支點受力均有明顯的改善，其中圖 5 受力從 1443N 減至 1133N，從圖 5，背板的轉動角度在角度約束的范圍之內。 通過以上的分析，在實際設計中， 各關鍵點的坐標取值為如表 5示 表 5關鍵點實際取值 始值 250 245 330 400 370 優(yōu)化值 265 215 時，樣機的背板轉動角加速度最小且各支點的受力也達到了最小化、滿足了機構的設計要求。動力學優(yōu)化前后機構構件尺寸表如表 5示： 表 5化前后桿件尺寸對比 A、 B 水平距離 /、 B 豎直距離 /D/始值 50 65 化值 35 19 118 背機構動力學分析 為了較為真實的模擬人體的質量，以及考慮背板的推、拉力的限制，在抬背機構的背部添加豎直向下的均布力，大小為 400N，在臀部床板添加 400N 的力，外文資料翻譯 9 運行一次動力學優(yōu)化仿真。 為了進一步研究線性推桿的受力狀況，以及機架上各支點的受力狀況，使得機構工作得更安全及更可靠，以抬背機構運動學優(yōu)化數據為動力學優(yōu)化的初始數據，優(yōu)化目標函數為抬背過程中線性推桿受力的最大值最小化，進行動力學優(yōu)化仿真，已得 到滿足機構設計要求的最優(yōu)化參數。通過設計研究對各個設計變量進行敏感度測試。根據設計研究對各設計變量的測試，得到的數據報表如下： 文資料翻譯 10 3 過設計研究，觀察計算結果，可以發(fā)現(xiàn)實際變量 敏感度最大，所以在優(yōu)化設計的時候著重考慮上述幾個設計變量，對它們進行優(yōu)化設計，以期望得到滿足設計要求的機構最優(yōu)化參數。 通過以上的分析，在實際設計中，各關鍵點的坐標取值為如表 5示 表 5關鍵點實際取值 始值 390 458 330 275 優(yōu)化值 381 2317 化前后桿件尺寸變化如表 5示。 表 5化前后桿件尺寸變化表 A、 C 豎直距離/C /D /E/文資料翻譯 11 初始值 60 236 256 667 優(yōu)化值 62 228 248 659 圖 5抬背機構動力學優(yōu)化前后電機受力曲線 觀察圖 5以得知在機構動力學仿真之后，機構表現(xiàn)出了良好的動力學性能， 機構的受力狀況得到了有效的改善，達到了預期的效果，即電機受力的最大值最小化。 腿機構動力學分析 為了真實的模擬曲腿機構在運行過程中的受力性能，以及線性推桿的受力狀況，所以對曲腿機構在運動學仿真的基礎之上進行一次動力學仿真，為了得到較為真實的機構運行狀況，并進行優(yōu)化仿真，得到理想機構設計參數。 綜合考慮人體的自身重量以及床板的重量，在小腿板的質心處及腳板的質心處各添加豎直向下的力，大小為 500N。 以運動學優(yōu)化的數據作為動力學優(yōu)化的初始數據，進行 動力學優(yōu)化，優(yōu)化的目標函數為電機受力最大值的最小化。首先，對各個設計變量進行設計研究，設計研究的報表如下： 文資料翻譯 12 據上述的設計研究的結果對 變量，作為優(yōu)化設計時的設計變量，進行動力學優(yōu)化仿真。 圖 5腿機構動力學優(yōu)化前后電機受力曲線圖 觀察圖 5以得知，經過動力學優(yōu)化后的電機受力的最大值由原來的4550N 減小為優(yōu)化后的 2850N，電機的受力大大的減小，從而保證了機構運行的安全性及運行的穩(wěn)定性。 機的實際結構 通過以上的分析，在優(yōu)化設計時選取上述設計變量作為優(yōu)化設計時的設計變量，進行動力學優(yōu)化，經過動力學優(yōu)化之后，各關鍵點的坐標取值為如表 示 外文資料翻譯 13 表 5關鍵點實際取值 始值 300 65 化值 270 243 時，樣機的線性推桿的受力最小且各支點的受力也達到了最小化、滿足了機構的設計要求。優(yōu)化前后機構桿件尺寸變 化見表 5 表 5化前后構件尺寸變化表 AB/C/D/E/E/始值 380 5 化值 350 章小結 本章在運動學分析的基礎之上的，利用運動學分析的數據作為動力學分析的初始數據，對機構進行動力學分析；在滿足機構運動學要求的基礎上改善機構的動力學性能及機架的受力性能。使得樣機的運動性能及受力性能達到最好，滿足人體工學以及機構在工作過程中的穩(wěn)定性及安全性。本章 是進行樣機物理設計的依據。 6 護理床的力學分析 言 多 功能醫(yī)用護理床在滿足運動學及動力學性能要求的基礎上，需要對其中的一些主要零件進行強度校核，以便在設計的時候合理的選材，在保證多功能醫(yī)用護理床安全性和穩(wěn)定型以及盡可能的降低生產成本。 學計算 護理床各主要部件及連桿材料均選用 考慮到由于多功能醫(yī)用護理床內的機構角度，不可避免的會使床的質量增加。由于整床的重量將全部壓在床底架長桿上，所以底架長桿將會是受力最大的桿件，根據設計尺寸，底架長桿的長度為 1440底架長桿上有兩個支撐點，假設床身的質量為 400體的質量為 150重為 550體計算如 下所示： 外文資料翻譯 14 圖 6底架受力示意圖 根據 稱重功能，測得床的質量為 365假設 床身的質量為400體的質量為 150重為 550以 3=2750N，4400200 根據力矩平衡公式： 2×3×2 7 5 0 1 0 9 0 2 7 5 0