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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(guān)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(chǔ)，也是許多工程學科的基礎(chǔ)。 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(zhì)量三者間的關(guān)系。牛頓首先引入了質(zhì)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?qū)ξ矬w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(chǔ)之上 的，根據(jù)先前的運動學分析，以運動學分析結(jié)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(gòu)動力學分析 側(cè)翻機構(gòu)在運行的過程中，會有以下幾個方面對機構(gòu)運動產(chǎn)生影響。它們是機構(gòu)自身質(zhì)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(gòu)的重量及患者的體重。 通過 件對虛擬樣機進行質(zhì)量測量，測得背板質(zhì)量為 20過設(shè)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(zhì)量為 20體背部重量為 50機構(gòu)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(shù)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(gòu)的受力優(yōu)化就從入。首先，測試各個設(shè)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(shù)為 500 步，s，背板質(zhì)心處加力 500N，背板自重 20行優(yōu)化設(shè)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(shù)據(jù)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(shù)下的翻轉(zhuǎn)角度值 從圖 5 5，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)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(zhuǎn)動角度在角度約束的范圍之內(nèi)。 通過以上的分析，在實際設(shè)計中， 各關(guān)鍵點的坐標取值為如表 5示 表 5關(guān)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(zhuǎn)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(gòu)的設(shè)計要求。動力學優(yōu)化前后機構(gòu)構(gòu)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(gòu)動力學分析 為了較為真實的模擬人體的質(zhì)量，以及考慮背板的推、拉力的限制，在抬背機構(gòu)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(gòu)工作得更安全及更可靠，以抬背機構(gòu)運動學優(yōu)化數(shù)據(jù)為動力學優(yōu)化的初始數(shù)據(jù)，優(yōu)化目標函數(shù)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(gòu)設(shè)計要求的最優(yōu)化參數(shù)。通過設(shè)計研究對各個設(shè)計變量進行敏感度測試。根據(jù)設(shè)計研究對各設(shè)計變量的測試，得到的數(shù)據(jù)報表如下： 文資料翻譯 10 3 過設(shè)計研究，觀察計算結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)實際變量 敏感度最大，所以在優(yōu)化設(shè)計的時候著重考慮上述幾個設(shè)計變量，對它們進行優(yōu)化設(shè)計，以期望得到滿足設(shè)計要求的機構(gòu)最優(yōu)化參數(shù)。 通過以上的分析，在實際設(shè)計中，各關(guān)鍵點的坐標取值為如表 5示 表 5關(guān)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(gòu)動力學優(yōu)化前后電機受力曲線 觀察圖 5以得知在機構(gòu)動力學仿真之后，機構(gòu)表現(xiàn)出了良好的動力學性能， 機構(gòu)的受力狀況得到了有效的改善，達到了預(yù)期的效果，即電機受力的最大值最小化。 腿機構(gòu)動力學分析 為了真實的模擬曲腿機構(gòu)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(gòu)在運動學仿真的基礎(chǔ)之上進行一次動力學仿真，為了得到較為真實的機構(gòu)運行狀況，并進行優(yōu)化仿真，得到理想機構(gòu)設(shè)計參數(shù)。 綜合考慮人體的自身重量以及床板的重量，在小腿板的質(zhì)心處及腳板的質(zhì)心處各添加豎直向下的力，大小為 500N。 以運動學優(yōu)化的數(shù)據(jù)作為動力學優(yōu)化的初始數(shù)據(jù)，進行 動力學優(yōu)化，優(yōu)化的目標函數(shù)為電機受力最大值的最小化。首先，對各個設(shè)計變量進行設(shè)計研究，設(shè)計研究的報表如下： 文資料翻譯 12 據(jù)上述的設(shè)計研究的結(jié)果對 變量，作為優(yōu)化設(shè)計時的設(shè)計變量，進行動力學優(yōu)化仿真。 圖 5腿機構(gòu)動力學優(yōu)化前后電機受力曲線圖 觀察圖 5以得知，經(jīng)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(gòu)運行的安全性及運行的穩(wěn)定性。 機的實際結(jié)構(gòu) 通過以上的分析，在優(yōu)化設(shè)計時選取上述設(shè)計變量作為優(yōu)化設(shè)計時的設(shè)計變量，進行動力學優(yōu)化，經(jīng)過動力學優(yōu)化之后，各關(guān)鍵點的坐標取值為如表 示 外文資料翻譯 13 表 5關(guān)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(gòu)的設(shè)計要求。優(yōu)化前后機構(gòu)桿件尺寸變 化見表 5 表 5化前后構(gòu)件尺寸變化表 AB/C/D/E/E/始值 380 5 化值 350 章小結(jié) 本章在運動學分析的基礎(chǔ)之上的，利用運動學分析的數(shù)據(jù)作為動力學分析的初始數(shù)據(jù)，對機構(gòu)進行動力學分析；在滿足機構(gòu)運動學要求的基礎(chǔ)上改善機構(gòu)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(gòu)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(shè)計的依據(jù)。 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(chǔ)上，需要對其中的一些主要零件進行強度校核，以便在設(shè)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(chǎn)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(nèi)的機構(gòu)角度，不可避免的會使床的質(zhì)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(jù)設(shè)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(shè)床身的質(zhì)量為 400體的質(zhì)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(jù) 稱重功能，測得床的質(zhì)量為 365假設(shè) 床身的質(zhì)量為400體的質(zhì)量為 150重為 550以 3=2750N，4400200 根據(jù)力矩平衡公式： 2×3×2 7 5 0 1 0 9 0 2 7 5 0