創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、2006年湖北省高校大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽暨編鄂創(chuàng)新-06-號(hào)第二屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽湖北分區(qū)預(yù)賽多功能移動(dòng)式殘病人洗浴器設(shè)計(jì)說(shuō)明書參賽者：徐蒙周長(zhǎng)華楊溢申陽(yáng)指導(dǎo)教師：郭柏林武漢理工大學(xué)二00六年五月作品名稱：多功能移動(dòng)式殘病人洗浴器學(xué)校名稱：武漢理工大學(xué)參賽者：1徐蒙男機(jī)自0202機(jī)電學(xué)院2周長(zhǎng)華男機(jī)自0301機(jī)電學(xué)院3楊溢男機(jī)自0301機(jī)電學(xué)院4中陽(yáng)男機(jī)自0404機(jī)電學(xué)院指導(dǎo)教師：郭柏林機(jī)電學(xué)院副教授聯(lián)系方式：詳細(xì)通訊地址：武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院電話：電子郵箱：P目錄2. 創(chuàng)新構(gòu)思，方案設(shè)計(jì)3. 創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析及必要的設(shè)計(jì)計(jì)算54. 方案分析與比較235. 創(chuàng)新設(shè)計(jì)作

2、品與已有相近產(chǎn)品的異同與創(chuàng)新之處236. 對(duì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)、對(duì)比、決策分析247. 實(shí)用化的可能性、成本分析及應(yīng)用前景248. 參考文獻(xiàn) 249. 洗浴器初裝實(shí)物照片25一創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品的主要功能指標(biāo)及工作原理1. 主要功能癱瘓殘病人人數(shù)眾多，他們承受著驅(qū)體殘病痛苦的同時(shí), 也遭受著多種生話不便之處，他們渴望享受到正常人的生活樂趣，當(dāng)然也包括洗浴潔身的基本生活需求。多功能移動(dòng)式殘病人洗浴器是專為臥床不起的癱瘓殘病人服務(wù)的洗浴（淋?。┊a(chǎn)品,適用于家庭與醫(yī)院，同時(shí)又兼有室內(nèi)輪椅和臨時(shí)睡床的功能。2. 工作原理圖（ 1）多功能移動(dòng)式殘病人洗浴器由組合浴缸、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)架三部分組成，浴缸結(jié)構(gòu)為組合式，按人

3、體形態(tài)分為上身部缸體、腰部缸體和腿部缸體結(jié)構(gòu)，浴缸主體為柏木或杉木,表面涂刷銅油, 造型別致，質(zhì)地溫和。上身部缸體和腿部缸體結(jié)構(gòu)可手動(dòng)翻轉(zhuǎn)；上身部缸體翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由絲桿機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)組合而成，使得所需翻轉(zhuǎn)力矩最大時(shí)（此時(shí)上身部缸體處于水平位置），傳動(dòng)角等于90 度 ,傳力性能最佳；由人機(jī)工程學(xué)原理，翻轉(zhuǎn)角度70 度時(shí)， 人靠在椅子上較舒服；腿部缸體翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)巧妙的運(yùn)用了雙搖桿機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu)和彈簧構(gòu)成組合機(jī)構(gòu)，當(dāng)向上翻轉(zhuǎn)至水平位置時(shí)，借助彈簧拉力與重力的平衡作用，使翻轉(zhuǎn)操作輕便，同時(shí)利用死點(diǎn)使腿部缸體可靠地定位在水平位置；向下翻轉(zhuǎn)時(shí)，采用凸輪機(jī)構(gòu)破壞死點(diǎn)位置，使腿部缸體在重力作用下向下翻轉(zhuǎn)復(fù)位，而

4、此時(shí)彈簧起緩沖作用。機(jī)架材料為不銹鋼，防水防銹，外表亮麗美觀；機(jī)架可移動(dòng)，且能升降以適應(yīng)不同家庭床面高度，同時(shí)采用了集水系統(tǒng)，保證洗浴時(shí)水不任意泄漏，集中排水，使得可在家庭不同地點(diǎn)洗浴。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可收縮成輪椅狀，便于在場(chǎng)所狹小的家庭內(nèi)推送。二創(chuàng)新構(gòu)思，方案設(shè)計(jì)（注意多方案設(shè)計(jì)） 為了更好地完成這一設(shè)計(jì)，我們構(gòu)思了多種方案，現(xiàn)列舉兩種如下： 方案一：H方案一與方案二的不同之處在于上身部翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，方案一采用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和絲桿機(jī) 構(gòu)組合，方案二則采用雙搖桿機(jī)構(gòu)和絲桿機(jī)構(gòu)組合， 腳部缸體翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均采用雙搖桿機(jī)構(gòu)、 凸輪機(jī)構(gòu)和彈簧組成，兩方案的對(duì)比評(píng)價(jià)將在下節(jié)進(jìn)行。三創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析及

5、必要的設(shè)計(jì)計(jì)算（幾何尺寸確定與關(guān)鍵零部件強(qiáng)度校核)1方案一運(yùn)動(dòng)分析2圖(4)(1)上身部缸體連桿機(jī)構(gòu)類型該機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。其中 AD桿為導(dǎo)桿，EB桿為主 動(dòng)桿,BA桿機(jī)架，D為滑塊。(2)上身部缸體擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)自由度分析該機(jī)構(gòu)有3個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副3個(gè)，移動(dòng)副1個(gè)， 共4個(gè)低副，無(wú)高副.以F表示自由度，PL表示低副個(gè)數(shù)，PH表示高副個(gè)數(shù)，n表示活動(dòng)件 數(shù)。根據(jù)：F=3X n-2 X PL-PH得：F=3X 3-2 X 4-0=1該機(jī)構(gòu)主動(dòng)件自由度數(shù)為1 ,故其具有確定運(yùn)動(dòng)。(3)擺動(dòng)導(dǎo)桿主動(dòng)桿G點(diǎn)與絲桿機(jī)構(gòu)螺母校接， 上身部缸體可以根據(jù)預(yù)期要求運(yùn)動(dòng)，在0 700間任意位置翻轉(zhuǎn)并鎖緊，其

6、運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(4)所示。2方案一受力分析(1)上身部缸體分析上半身缸體總重量計(jì)算(設(shè)杉木的密度為380kg/m3)上身部?jī)蛇吷寄景遒|(zhì)量：M1=0.7X 0.32 義 0.015 義 380X 2+0.62 義 0.39 義 0.015 義 380=3.8kg底板質(zhì)量M2=0.845X 0.56 X 0.02 X 380=3.4kg支架分為三個(gè)部分，質(zhì)量分別為 m1, m2 m3,且m1=2.3 (0.038 X 0.025-0.035 X 0.022 ) X 7800=3.1kgm2=1.8X 0.0001 X 0.45 X 7800=0.6kgm3=0.45X (0.025 X0.025-0

7、.023 X 0.023) X 7800X 2=0.6kgM3=m1+m2+m3=3.2+0.6+0.7=4.3kg人按一般重量計(jì)算，設(shè)其上半身質(zhì)量為M4=40kg則上半身缸體總重量為P= (M1+M2+M3+M4X 10=(3.8+3.4+4.3+40 )X10=515N(2)當(dāng)整個(gè)洗浴器處于洗浴狀態(tài)時(shí)受力分析H圖（5）如圖（5）上身部剛體簡(jiǎn)圖，有： AM=920mmAD=600mmDE=50mmBE=405mm如圖（6-a）,設(shè)上半身缸體和人的重心 C與A點(diǎn)距離為AC=450mm則由三MA=0有：PX AC-FnX AD=0即 515X 450-Fn X 600=0Fn=385N如圖（6-

8、b） ,B點(diǎn)到力Fg的力臂為L(zhǎng)1=73mm由12MB=0有：FnXBE-FgX L1=0 即 385X 405-Fg X 73=0Fg=2135N絲桿直徑校核（選絲桿Tr20X4）如圖（6-b）,力Fg與水平方向夾角為24 ,其沿絲桿方向上的分力為 FQ=FgX cos240 =1950N,則由d k、Fq0.8 , 19507.6: 9.7mm（11:18）,1.2（11 : 18） 其中取 k=0.8, n=1.2, p=11 18由題中絲桿大徑為20mm小彳空為15mnmT知絲桿直徑滿足(c)圖（6）校核A, B, E各處銷的強(qiáng)度（各銷直徑均為 d=10mm銷聯(lián)接，銷的材料常用35#鋼，

9、可取許用切應(yīng)力=80MPa,受橫向力F作用時(shí)，應(yīng)-4F2（d為銷危險(xiǎn)截面的直徑，mm）d貝U A處：FA=P-Fn=515-385=130N4F a4 130-F42 1.7MPa 80MPad 0.01B處,Fn和Fg的夾角為66,2Fg 2FnF4 201020.0125.6MPa 80MPaE處:FE=Fn=385N4E2d4 38524.46MPa 80MPa0.01A, B, E三處銷強(qiáng)度均滿足。（2）當(dāng)上身部缸體翻轉(zhuǎn)處于中間狀態(tài)（即 35 ）時(shí)如圖（7）有：AM=920m）mAD=480mmDE=50mmBE=405mm.r-圖（7）如圖（8-a,b）,A 點(diǎn)到力P的力臂L1為37

10、0mmB（到力Fg的力臂L2為65mm設(shè)上半身缸體和人的重心 C與A點(diǎn)距離為AC=450mm則由12 MA=0有：PX L1-Fn 義 AD=0即 515X 370-Fn 義 480=0Fn=395N由 12 M=0 有：FnXBE-FgX L2=0 即 395X 405-Fg X 65=0Fg=2460N絲桿直徑校核（絲桿 Tr20X4）力Fg與絲桿方向夾角為54 ,其沿絲桿方向上的分力為FQ=FgX cos54 =1445N 則由kJFq/(11: 18) 0.8 J14%2(11 : 18) 6.5 : 8.4mm其中取 k=0.8, n=1.2, p=11 18.由題中絲桿大徑為20m

11、m小彳全為15mnmT知絲桿直徑滿足。校核A, B, E各處銷的強(qiáng)度（直徑均為d=10mm-4%（d為銷危險(xiǎn)截面的直徑，mm）(c) (d)圖(8)如圖(8-c, d) A處：FA為P與Fn的合力，其夾角為145 ,計(jì)算得FA=296N4Fa2d4 29620.013.77MPa 80MPaB處：FB為Fn與Fg的合力，其夾角為 620Fb F2 Fg 2FnFgCos 3952 24602 2 395 2460cos62o2300N4F b 4 2300B22d 0.0129.3MPa 80MPaE處：FE=Fn=395N4 39520.015.03MPa 80MPa由以上可知，A, B,

12、E三處銷強(qiáng)度均滿足。(3)當(dāng)上身部缸體翻轉(zhuǎn)處于終點(diǎn)狀態(tài)(即 70 )時(shí) 受力分析 如圖（9）有：AM=920m）mAD=360mmDE=50mmBE=405mmM圖如圖（10-a,b）A點(diǎn)到力P的力臂L1為155mm B點(diǎn)到力Fg的力臂L2為75mm設(shè)上半身缸體和人白重心 C與A點(diǎn)距離為AC=450mm則由12 MA=0有：PX L1-FnXAD=0即 515X 155-FnX 360=0Fn=220N由 12 M=0 有：FnXBE-FgX L2=0 即 220X 405-Fg X 75=0Fg=1190N絲桿直徑校核力Fg與絲桿方向夾角為77 ,其沿絲桿方向上的分力為FQ=FgX cos7

13、70 =287N,則由d kJ%: 18） 0.8 J28%2（11: 18） 2.9: 37mm其中取 k=0.8, n=1.2, p=11 18由題中絲桿大徑為20mm小彳全為15mnW知絲桿直徑滿足。校核A, B, E各處銷的強(qiáng)度（直徑均為d=10mm-4F（d為銷危險(xiǎn)截面的直徑，mm）(c) (d)圖(10如圖(10-c, d) A處：FA為P與Fn的合力，其夾角為110 ,計(jì)算得 FA=487N4 48720.016.2MPa 80MPaB處：FB為Fn與Fg的合力，其夾角為1232222Fb Fn Fg 2FnFgCos220 1190 2 2201190cos110o 1280N

14、4F b 4 1280B22d 0.0116.3MPa 80MPaE處：FE=Fn=220N4EE2d由以上可知,4 2202 2.8MPa 80MPa0.01A, B, E三處銷強(qiáng)度均滿足。(4)計(jì)算手搖所需的力圖（ii如圖（11）,其中s為升程，取s=4tan =s/ ditan =s/ d1=4/3.14 x 18=0.0707 =4.040當(dāng)量摩擦系數(shù) fv fcos0.3cosi50 0.31arctan f arctan0.31 17.220 vv當(dāng)整個(gè)洗浴器處于洗浴狀態(tài)時(shí)T FQd12tan、2=1950X 18tan（4.04 +17.22 ）/2=6830N mm又手搖柄長(zhǎng)l

15、=145mm且T=Fl.手搖所需的力 F=T/l=6830/145=47N當(dāng)上身部缸體翻轉(zhuǎn)處于中間狀態(tài)（即 35 ）時(shí)T FQd12tan、2=1445X 18tan（4.04 +17.22 ）/2=5060N- mm.手搖所需的力 F=T/l=5060/145=35N當(dāng)上身部缸體翻轉(zhuǎn)處于終點(diǎn)狀態(tài)（即 70 ）時(shí)T FQd12tanv 2=287X 18tan（4.04 +17.22 ）/2=1005N- mm,手搖所需的力F=T/l=1005/145=7N3腿部缸體分析Fl0圖(1)腿部缸體連桿機(jī)構(gòu)類型如圖(12),OR桿桿長(zhǎng)為L(zhǎng)1=175mmRX桿長(zhǎng)為L(zhǎng)2=95mmXK桿桿長(zhǎng)為L(zhǎng)3=133

16、mmKO桿長(zhǎng)為L(zhǎng)4=130mmL1+L2L3+L4又KO桿作為機(jī)架，它為最短桿RX桿對(duì)邊，故該機(jī)構(gòu)為以O(shè)ZR干和XK桿為搖桿 的雙搖桿機(jī)構(gòu)。(2)腿部缸體雙搖桿機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算與分析如圖(12), OZR干，RX桿，XK桿，KO桿組成4連桿機(jī)構(gòu)F表示自由度，PL表示低副個(gè)數(shù)，PH表示高副個(gè)數(shù)，N表示桿數(shù)。根據(jù)：F=3X (N-1) -2XPL-PH得:F=3X (4-1) -2X4-0即：F=1原動(dòng)件數(shù)為1 ,故該機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)。(3)腿部缸體運(yùn)動(dòng)軌跡腿部部缸體可以根據(jù)預(yù)期要求運(yùn)動(dòng)，在水平狀態(tài)鎖緊牢靠，它可在較小外力作用下直接翻轉(zhuǎn)90至豎直狀態(tài)，翻轉(zhuǎn)過(guò)程平穩(wěn)舒適。(4)計(jì)算彈簧受力腿部上邊柏木

17、板質(zhì)量MT =0.405 義 0.285 義 0.02 義 380X 2+0.56 義 0.285 義 0.02 義 380=3.1kg底板質(zhì)量M2 =0.39 X 0.56 X 0.02 X 380=1.7kg = 2.0kg支架分為而兩個(gè)部分，質(zhì)量分別為m1, m2且m1=1.2 (0.038 X 0.025-0.035 X 0.022 ) X 7800=1.7kgm2=0.45X (0.038 X0.025-0.035 X 0.022 ) X 7800=0.7kg M3 =m1+m2=1.7+0.7=2.4kg人按一般重量計(jì)算，設(shè)其下肢質(zhì)量為 M4 =15kg,則前面支架所要支承的重量為

18、P= (MT +M2 +M3 +M4 ) 乂 10=(3.1+2+2.4+15)義 10=225N由題意可知，當(dāng)腿部缸體處于豎直狀態(tài)時(shí)，彈簧所受里F1最大，此時(shí)如圖（12）有:OT=405mmOR=175mmRX=95m mXK=130m m KN=47m m NW 為彈簧設(shè)腿部缸體和人的重心 Z與。點(diǎn)距離為OZ=200mm由12 K=0得，F(xiàn)1 X L1=PX L2 其中 Ll=39mm L2=35mm彈簧所受力為 F1=225X 35/39=200N4方案二運(yùn)動(dòng)分析圖（13）為頭部缸體運(yùn)動(dòng)軌跡圖（1）上身部缸體連桿機(jī)構(gòu)類型AC桿桿長(zhǎng)為L(zhǎng)1=400mm DE桿桿長(zhǎng)為L(zhǎng)2=160mmEB桿桿長(zhǎng)

19、為L(zhǎng)3=300mm BA桿桿長(zhǎng)為L(zhǎng)4=200mm.L1+L2L3+L4又BA作為機(jī)架，它為最短桿DE桿對(duì)邊，故該機(jī)構(gòu)為以BE桿和ACD干為搖桿的雙搖 桿機(jī)構(gòu)。（2）上身部缸體雙搖桿機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算與分析如圖（13）, ACD干，DE桿，EB桿，BA桿組成4連桿機(jī)構(gòu)F表示自由度，PL表示低副個(gè)數(shù)，PH表示高副個(gè)數(shù)，N表示桿數(shù)。根據(jù)：F=3X （N-1） -2XPL-PH得:F=3X （4-1） -2X4-0即：F=1故滿足運(yùn)動(dòng)要求。（3）上身部缸體運(yùn)動(dòng)軌跡圖（13）如下，上身部缸體可以根據(jù)預(yù)期要求運(yùn)動(dòng)，在 0 700間任意位置翻轉(zhuǎn)并鎖緊，圖示為上身部缸體在0 , 35。，700三個(gè)位置的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀

20、態(tài)。圖（13）5方案二受力分析（1）上身部缸體洗浴狀態(tài)受力分析上半身缸體洗浴狀態(tài)受力簡(jiǎn)圖（14）如下：圖（14）圖（15）如圖（15）, Fn相對(duì)于A的力臂；L1=198mm重力P相對(duì)于A的力臂L2=450mm.g據(jù)匯MA=0 有：FnX L1-PXL2=0得：Fn=1170N圖（16）如圖（16）, Fn相對(duì)于B的力臂L3=200mm,FQ目對(duì)于B的力臂L4=100mm.根據(jù)E MB=0,有：FnX L3-FQX L4=0得：FQ=2340N圖（17）如圖（17）,根據(jù) Y 0,有：FnXcos18 -YA-P=0 得：YA=560N根據(jù) X 0,有：FnX sin18 -Xa=0,得：XA

21、=362NFa=5602 3622 667NFE=Fn=1170N如圖（18）,根據(jù) X 0,有：FnX sin18 -Xb+FQ=0,得：Xb=2701.6N根據(jù) Y 0,有：FnXcos18 -Yb=0,得：YB=1113NFB= .2701.62 11132 2922N校核A, B, E各處銷的強(qiáng)度（各銷直徑均為 d=10mm銷聯(lián)接，銷的材料常用35#鋼，可取許用切應(yīng)力=80MPa,受橫向力F作用時(shí)，應(yīng):4F（d為銷危險(xiǎn)截面的直徑，mm）A處，貝U A 4FA4 667 2 8.5MPa 80MPad 0.01B 處，貝U R 4F4 4 29222 37.2MPa 80MPa B22d

22、 0.014f e4 1170E 處：則 E -F-E 2 14.9MPa 80MPad 0.01由以上可知，A, B, E三處銷強(qiáng)度均滿足。（2）上半身缸體翻轉(zhuǎn)中間狀態(tài)（35度）受力分析上半身缸體翻轉(zhuǎn)中間狀態(tài)（35度）受力簡(jiǎn)圖（19）如下:圖（19）圖（20）如圖（20）, Fn相對(duì)于A的力臂：L1=390mm重力P相對(duì)于A的力臂L2=369mm根據(jù) A 0有：FnXL1-PX L2=0 得：Fn=487N根據(jù) Y 0,有：FnX cos42 +Y-P=0 得：YA=153N根據(jù) X 0,有：FnXsin42 -Xa=0,得：Xa=326NFa= 1532 3262 360NFE=Fn=48

23、7N圖（21）如圖（21）, Fn相對(duì)于B的力臂L3=285mm,FQ目對(duì)于B的力臂L4=124.4mm.根據(jù) B 0,有：FnX L3-FQX L4=0 得：FQ=1116N根據(jù) X 0,有：FnX sin42 -Xb+Fq=0,得：XB=1442N根據(jù) Y 0,有：FnXcos42 -Yb=0,得：YB=362NFB= 一 14422 3622 1486.8N校核A, B, E各處銷的強(qiáng)度（各銷直徑均為 d=10mm銷聯(lián)接，銷的材料常用#35鋼，可取許用切應(yīng)力T=80MPa,受橫向力F作用時(shí)，應(yīng):4F2d（d為銷危險(xiǎn)截面的直徑，mm）圖(22)圖（23）圖（24）A處，則 A 4FA4 3

24、60 2 4.6MPa 80MPad 0.01B 處，貝U R 4Fy 4 1486.8 20.0MPa 80MPa B22d 0.01E處：WJ E 4F44 487 2 6.2MPa 80MPad 0.01由以上可知，A, B, E三處銷強(qiáng)度均滿足。（3）上半身缸體翻轉(zhuǎn)極限（70度）受力分析上半身缸體翻轉(zhuǎn)極限（70度）受力簡(jiǎn)圖如下：如圖（23）,Fn相對(duì)于A的力臂；Li=366mm重力P相對(duì)于A的力臂L2=154mm.根據(jù) A 0有：FnXLi-PX L2=0得：Fn=217N根據(jù) Y 0,有：FnX cos37 +Y-P=0 得：Ya=173N根據(jù) X 0,有：FnXsin37 -Xa=

25、0,得：XA=131NFA=.1732 1312217NFE=Fn=217N如圖（24）, Fn相對(duì)于B的力臂L3=247mm,FQ目對(duì)于B的力臂L4=100.4mm.根據(jù) B 0,有：FnX L3-FQX L4=0 得：FQ=592N根據(jù) X 0,有：FnX sin37 -Xb+Fq=0,得：XB=723N根據(jù) Y 0,有：FnXcos37 -Yb=0,得：YB=131NFb= 7232 3622 808.6N校核A, B, E各處銷的強(qiáng)度（各銷直徑均為 d=10mm銷聯(lián)接，銷的材料常用#35鋼，可取許用切應(yīng)力T=80MPa,受橫向力F作用時(shí)，應(yīng):-4F（d為銷危險(xiǎn)截面的直徑，mm）dA處，

26、貝U A 4FA4 217 2 2.8MPa 80MPad 0.01aw 44 808.6B 處，貝U B -Ff 2 10.3MPa 80MPad 0.0144 487E處：WJ E -F4 2 6.2MPa 80MPad 0.01由以上可知，A, B, E三處銷強(qiáng)度均滿足。（4）計(jì)算手搖所需的力tan =s/ d1（中徑 d1=18mm s=4）tan =s/ d1=4/3.14 x 18=0.0707 =4.040當(dāng)量摩擦系數(shù)fv fCos0.3 cos15o0.31arctan f arctan0.31 17.220 vv上身部缸體洗浴狀態(tài)時(shí)2FQdi tan=2340X 18tan(

27、4.04 +17.22 )/2 =8196N mm又手搖柄長(zhǎng)L=145mm且T=Fl.手搖所需的力 F=T/l=8196/145=55.6N上半身缸體翻轉(zhuǎn)中間狀態(tài)時(shí)2TF Qgd 1 tan=1116X 18tan(4.04 +17.22 )/2 =3909N- mm二手搖所需的力 F=T/l=3909/145=27N 上半身缸體翻轉(zhuǎn)極限2F Qgd 1tan=592X 18tan(4.04 +17.22 )/2 =2074N- mm,手搖所需的力 F=T/l=2074/145=14N四方案分析與比較方案一：上身部缸體為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和絲桿機(jī)構(gòu)組合，可以在0 -70任意位置翻轉(zhuǎn) 和牢固的鎖緊，絲

28、桿始終受到拉力，保證良好的剛度要求，且傳動(dòng)平穩(wěn)，當(dāng)所需翻轉(zhuǎn)力矩 最大時(shí)（此時(shí)上身部缸體為水平狀態(tài)），傳動(dòng)角為9 0度，傳力效果最好。手搖驅(qū)動(dòng)力也 較小，比較省力，結(jié)構(gòu)緊湊；腿部缸體為雙搖桿機(jī)構(gòu)，水平狀態(tài)時(shí)機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，固 定牢靠穩(wěn)定，由于裝了一個(gè)彈簧，只需一個(gè)較小的力便可使其向上翻轉(zhuǎn) 90 ,向下翻轉(zhuǎn)時(shí), 彈簧拉力逐漸增大，起到緩沖作用，避免腿部缸體下降過(guò)快而產(chǎn)生沖擊，構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu) 緊湊，使用方便。方案二：頭部缸體為雙搖桿機(jī)構(gòu)和絲桿機(jī)構(gòu)共同施行運(yùn)動(dòng) ，可以產(chǎn)生0 -70任意位 置的翻轉(zhuǎn)和牢固的鎖緊，運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，但是絲桿運(yùn)動(dòng)時(shí)受到徑向壓力，使其產(chǎn)生彎曲，受 力狀態(tài)不佳；絲桿機(jī)構(gòu)需要設(shè)置導(dǎo)向裝置，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；手搖力在水平狀態(tài)時(shí)比較大，有 點(diǎn)費(fèi)力，使用不太方便；腿部缸體結(jié)構(gòu)分析同上。綜合以上分析，方案1結(jié)構(gòu)緊湊，受力合理.故方案一為較優(yōu)方案。五創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品與已有相近產(chǎn)品的異同與創(chuàng)新之處（重點(diǎn)闡明創(chuàng)新點(diǎn)）1 異同點(diǎn)從檢索資料和市場(chǎng)調(diào)查來(lái)看，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的洗浴產(chǎn)品均為固定式、整體式浴缸或淋浴房。從制造的材質(zhì)上，浴缸一般分為亞克力缸、鋼板缸、鑄鐵缸和木桶，盡管市面上現(xiàn)有浴缸各有特點(diǎn)，但它們均有一個(gè)共同點(diǎn)：為正常人或生活能自理的人提供的洗浴產(chǎn)品。 多功能移動(dòng)式洗浴器在市場(chǎng)定位上是為癱瘓