畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-多功能自助護(hù)理床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、多功能自助護(hù)理床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中文摘要多功能自助護(hù)理床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都不斷更迭，隨著醫(yī)療水平的提高，人們對(duì)輔助護(hù)理工具的要求也一定會(huì)隨之變高。傳統(tǒng)的護(hù)理機(jī)械床多為手動(dòng)的液壓式操作，當(dāng)使用者沒有他人照顧時(shí)使用十分不方便，所以使用者獨(dú)自活動(dòng)時(shí)，輔助其從床上坐立、上下床的機(jī)械出現(xiàn)已成必然趨勢(shì)。另一方面來說智能醫(yī)院的興起，使得多功能護(hù)理床的更新出現(xiàn)了大量市場契機(jī)。多功能護(hù)理床需要滿足在獨(dú)立環(huán)境下使用者依舊可以自主操作運(yùn)行的要求，并且比傳統(tǒng)、普通的護(hù)理床擁有更多的護(hù)理、監(jiān)測、保護(hù)功能。本文主要對(duì)多功能自助護(hù)理床的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，確定床體的工作的穩(wěn)定及可靠。關(guān)鍵詞：電

2、動(dòng)控制；多功能 ；獨(dú)立操作；有限元分析；全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411外文摘要Structural design of multi - function self - nursing bedAbstract: With the development and progress of society, various industries and fields are constantly changing, and with the improvement of medical level, the requirements for auxiliary nursin

3、g tools will certainly become higher. The traditional nursing machinery beds are mostly manual hydraulic operation, and it is very inconvenient to use without taking care of by others, so it is a user to assist the machine to sit on and off the bed alone has become an inevitable trend. On the other

4、hand, the rise of intelligent hospitals has made a lot of market opportunities for the renewal of multi-functional nursing beds. Multi-function nursing beds need to meet the requirements that users can still operate independently in an independent environment, and have more nursing, monitoring and p

5、rotection functions than the traditional and ordinary nursing beds. This paper studies the overall mechanical structure of multi-function self-care bed to determine the stability of bed body and reliability.Keywords: Electric control; multi - function; independent operation；finite-element analysis;目

6、 錄TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc17995 1 緒論 PAGEREF _Toc17995 h 1 HYPERLINK l _Toc2997 1.1 課題的目的及意義 PAGEREF _Toc2997 h 1 HYPERLINK l _Toc30353 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc30353 h 1 HYPERLINK l _Toc21794 1.3 發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc21794 h 1 HYPERLINK l _Toc10932 2 設(shè)計(jì)目標(biāo)與整體方案 PAGEREF _Toc10932 h 3 HYPERLINK l _To

7、c10785 2.1 護(hù)理要求 PAGEREF _Toc10785 h 3 HYPERLINK l _Toc28577 2.2 整體方案構(gòu)思 PAGEREF _Toc28577 h 3 HYPERLINK l _Toc18238 2.3 工作環(huán)境 PAGEREF _Toc18238 h 3 HYPERLINK l _Toc11710 2.4 結(jié)構(gòu)組成 PAGEREF _Toc11710 h 3 HYPERLINK l _Toc16681 2.5 相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc16681 h 4 HYPERLINK l _Toc17749 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1774

8、9 h 5 HYPERLINK l _Toc1013 3.1 床體整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1013 h 5 HYPERLINK l _Toc4954 3.2 床面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc4954 h 5 HYPERLINK l _Toc15690 3.3 旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15690 h 7 HYPERLINK l _Toc18766 3.4 墊板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc18766 h 7 HYPERLINK l _Toc4407 3.5 底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc4407 h 7 HYPERLINK l _Toc6478

9、3.6 升降連桿及底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc6478 h 8 HYPERLINK l _Toc13959 4 力學(xué)分析 PAGEREF _Toc13959 h 10 HYPERLINK l _Toc32657 4.1 有限元分析的簡介 PAGEREF _Toc32657 h 10 HYPERLINK l _Toc16068 4.2 有限元分析的步驟 PAGEREF _Toc16068 h 10 HYPERLINK l _Toc31971 4.3 具體分析過程 PAGEREF _Toc31971 h 10 HYPERLINK l _Toc12112 4.4 有限元分析結(jié)果 PAGER

10、EF _Toc12112 h 17 HYPERLINK l _Toc29147 結(jié) 論 PAGEREF _Toc29147 h 23 HYPERLINK l _Toc31798 致 謝 PAGEREF _Toc31798 h 24 HYPERLINK l _Toc2270 參 考 文 獻(xiàn) PAGEREF _Toc2270 h 251 緒論1.1 課題的目的及意義多功能護(hù)理床目的是為了盡好地幫助護(hù)理人員及使用者，節(jié)省不必要的時(shí)間、人力資源，隨時(shí)隨地可以滿足使用者的要求，為使用者提供多項(xiàng)化的功能服務(wù)。例如調(diào)節(jié)使用者在護(hù)理床上的姿態(tài)，抬起背部，彎曲腿部，將使用者支撐到自己舒適心儀的姿勢(shì)、高度；配合床

11、體的水平旋轉(zhuǎn)將使用者平穩(wěn)的直立運(yùn)送下床，即使不能下床運(yùn)動(dòng)，使用者也可以利用護(hù)理床的功能在床上進(jìn)行鍛煉，利于身體的恢復(fù)。所以開發(fā)設(shè)計(jì)一種構(gòu)造簡單、工作可靠、使用方便、所需空間小的多功能護(hù)理床，對(duì)于醫(yī)療護(hù)理事業(yè)具有重要的意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀護(hù)理床的基本分類情況如下表1-1所示：表1-1 護(hù)理床的基本分類名稱優(yōu)點(diǎn)存在問題基礎(chǔ)護(hù)理床1、材料、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝簡單，便于制造。2、銷售價(jià)格便宜。1、主要是手動(dòng)進(jìn)行操作，耗時(shí)長，繁瑣。2、操作功能比較簡單，無法實(shí)現(xiàn)使用者的護(hù)理需求。3、造型單一，構(gòu)造簡單，適用范圍小。普通多功能護(hù)理床1、大部分為電動(dòng)，使用者可快捷方便的操作完成大部分的護(hù)理功能。2、增加

12、了輔助護(hù)理工具的安裝接口。3、床體外形，裝飾改進(jìn)1、床體功能連貫性較差，動(dòng)作銜接不夠連貫。2、床體生產(chǎn)技術(shù)簡單，容易被仿制。3、市場售價(jià)普遍較高高級(jí)多功能護(hù)理床1、護(hù)理功能較為完善且可以靈活增加減少相應(yīng)功能，連貫性好，噪音較小。2、床體結(jié)構(gòu)安全合理，穩(wěn)定性高。3、外形新穎，容易識(shí)別。1、功能繁多一體化容易造成不必要的浪費(fèi)。2、床體可拆解性較差，運(yùn)輸安裝繁瑣，耗時(shí)長。3、成本高，售價(jià)高，對(duì)使用者經(jīng)濟(jì)能力有一定的要求。1.3 發(fā)展趨勢(shì)由于社會(huì)的快速發(fā)展,醫(yī)療技術(shù)、手段的不斷進(jìn)步,醫(yī)護(hù)設(shè)備為了適應(yīng)發(fā)展速度需要更快的更新?lián)Q代,功能簡單，結(jié)構(gòu)普通的護(hù)理床已經(jīng)逐漸被多功能護(hù)理床取代。如今的護(hù)理床需要實(shí)現(xiàn)在

13、結(jié)構(gòu)和功能多元化才能在同類床體中占據(jù)獨(dú)有的競爭力，與此同時(shí)護(hù)理床的性價(jià)比也使尤為重要的，如果護(hù)理床的價(jià)格過高，盡管功能繁多但也不能滿足大部分一般消費(fèi)者經(jīng)濟(jì)能力。物美價(jià)廉的多功能護(hù)理床才能比普通的護(hù)理床更具有優(yōu)勢(shì)。且在價(jià)格低廉的同時(shí),護(hù)理床的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、功能也不可以忽視。在床體運(yùn)行時(shí)部件可以獨(dú)立的完成相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，且各個(gè)部分相互配合起來去實(shí)現(xiàn)床體的功能如改變背部的傾斜角度，腿部的彎曲，整體的升降等。相信護(hù)理床的功能以后只會(huì)越來越多且更具智能化，人性化。質(zhì)量的提高、技術(shù)的革新、更高的性價(jià)比是護(hù)理床在護(hù)理鄰域競爭中保持優(yōu)勢(shì)的必要條件?，F(xiàn)在市場上多功能護(hù)理床的基本分類：圖1-1 護(hù)理床的基本分類圖1-

14、2 市場上的多功能護(hù)理床2 設(shè)計(jì)目標(biāo)與整體方案2.1 護(hù)理要求多功能護(hù)理床主要是為更好的幫助護(hù)理者或被護(hù)理者，完全讓護(hù)理床去執(zhí)行護(hù)理的工作，意在輔助使用者可以獨(dú)立自主的的完成日常的護(hù)理生活，減輕護(hù)理壓力，同時(shí)也為使用者更好地恢復(fù)健康創(chuàng)造良好的條件。2.2 整體方案構(gòu)思護(hù)理床的總體結(jié)構(gòu)是以設(shè)計(jì)為原則，根據(jù)需要的功能模塊、護(hù)理要求設(shè)計(jì)床體，然后設(shè)計(jì)整個(gè)床體布局、局部機(jī)構(gòu)。護(hù)理床的功能主要主要有抬升背部、彎曲腿部、床上就餐、床體左右旋轉(zhuǎn)、自助上下床等。護(hù)理床采用三聯(lián)床面板的結(jié)構(gòu)，上床板可以隨意調(diào)整成平、坐式等空間狀態(tài)。護(hù)理床可以添加可拆卸的餐桌，直接安裝在兩邊護(hù)欄上，快捷方便；可以裝配防水床墊，液體

15、不會(huì)輕易的滲透到床體，對(duì)使用者進(jìn)行擦拭清潔的時(shí)候也是十分方便；可以在床體上安裝輸液架，更方便對(duì)使用者的護(hù)理；可以直接遙控床體進(jìn)行系列動(dòng)作，使用者可以獨(dú)立自主調(diào)節(jié)在床上的姿勢(shì)。在選材方面，我們從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。第一個(gè)是強(qiáng)度方面，在起背或抬腿時(shí)使用者的重量分別集中在上床板的抬升板與大腿板上，所以選材一定是要能夠承受住較大的重量。第二是經(jīng)濟(jì)方面，多功能的護(hù)理床在國外的定價(jià)普遍較高，需要有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的使用者才能負(fù)擔(dān)的起。所以我們需要將的護(hù)理床打造的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠才能吸引更多的消費(fèi)者，以達(dá)到薄利多銷的效果。綜合上述兩個(gè)方面的考慮，選擇了鋁合金作為我們整個(gè)床體的主要材料。由鋁合金制造的床體質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、剛

16、度好、方便使用,且截面具有較高的抗彎強(qiáng)度，床體耐用，形變小，堅(jiān)固耐用，耐腐蝕，使用維修方便。鋁合金床體表面不需要特殊處理，不褪色、不脫落。使用輕巧方便，噪音較小。2.3 工作環(huán)境多功能護(hù)理床一般都在室內(nèi)的環(huán)境工作，護(hù)理床工作的溫度變化范圍不會(huì)特別大，所以不需要去特別的考慮承受溫度的問題。需要考慮的是護(hù)理床工作產(chǎn)生的噪音以及床體工作所需要空間的限制，因此在設(shè)計(jì)護(hù)理床時(shí)需要考慮電機(jī)的類型、型號(hào)、大小，工作的噪音應(yīng)該低于25分貝。有必要時(shí)在床體上添加少許降噪材料，如橡膠、海綿墊片、彈簧墊圈等。2.4 結(jié)構(gòu)組成如圖2-1所示，多功能護(hù)理床從結(jié)構(gòu)上分為：床面板（抬升板，大腿板，小腿板）、床框架（墊板，底

17、板，底座）、連桿機(jī)構(gòu)（升降連桿）、控制系統(tǒng)。圖2-1 護(hù)理床的結(jié)構(gòu)組成2.5 相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)為了使用者在護(hù)理床上感受到良好的舒適感以及能夠有效的緩解護(hù)理人員的壓力，護(hù)理床在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足一些護(hù)理相關(guān)的要求與標(biāo)準(zhǔn)：安全性護(hù)理床的使用者大多為老人、小孩、殘障人士，多數(shù)情況下他們更容易受到外來的傷害，所以床體的使用安全尤為重要。故在護(hù)理床的機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，安全性是首當(dāng)其沖的；空間性護(hù)理床結(jié)構(gòu)的大小應(yīng)該有一定的空間范圍限制；舒適性護(hù)理床應(yīng)該滿足使用者所需的姿勢(shì)，床面板的擺動(dòng)角度應(yīng)該按照有關(guān)的護(hù)理要求以及身體舒適的角度來設(shè)計(jì)；功能多樣性護(hù)理床的使用者各不相同所以所需要的功能也是多種多樣的。除了日?；镜?/p>

18、護(hù)理工作，可能還會(huì)有別樣特殊的要求。所以應(yīng)該在合理設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，盡可能增添護(hù)理床的功能；智能性要讓護(hù)理床的使用感到便利、舒適、比如護(hù)理床運(yùn)行之前應(yīng)及時(shí)進(jìn)行語音提示，以便使用者提前做好準(zhǔn)備；護(hù)理床運(yùn)作過程中要使加速度盡量達(dá)到最小以保證床體的安全及舒適；床面板以及床體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)人體的相關(guān)尺寸；更多應(yīng)該考慮使用者的思維方式、生體結(jié)構(gòu)、心理狀況、行為習(xí)慣等。3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 床體整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多功能護(hù)理床為了實(shí)現(xiàn)背部抬升、腿部彎曲和床體上下移動(dòng)、水平旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作主要由以下三個(gè)機(jī)構(gòu)組成：抬升機(jī)構(gòu)（背部抬升和床體抬升），曲腿機(jī)構(gòu)（大、小腿板彎曲），旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。整體使用軟件UG及相關(guān)組件進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，相

19、較于軟件CAD，前者可以更為輕松的實(shí)現(xiàn)護(hù)理床三維實(shí)體的構(gòu)建，適合對(duì)護(hù)理床三維造型的設(shè)計(jì)與分析。圖3-1 護(hù)理床整體結(jié)構(gòu)圖護(hù)理床的整體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，由床面板（大、小腿板，抬升板）、旋轉(zhuǎn)體、墊板、底板、升降連桿和底座構(gòu)成。主要由大、小腿板、抬升板、旋轉(zhuǎn)體和升降連桿來運(yùn)行護(hù)理床的大部分動(dòng)作。抬升板主要對(duì)使用者的背部進(jìn)行抬起或放下動(dòng)作；大、小腿板分別針對(duì)使用者的大腿和小腿部分進(jìn)行曲直的動(dòng)作；旋轉(zhuǎn)體連接大、小腿板和抬升板，讓使用者的整個(gè)床面板可以進(jìn)行水平的左右旋轉(zhuǎn)，兩邊的護(hù)欄良好的防止使用者從護(hù)理床滑落；墊板與底板主要用來支撐、配合整個(gè)床面板的重量和運(yùn)作；升降連桿連接底板和底座，主要負(fù)責(zé)整個(gè)床體的

20、升降運(yùn)動(dòng)；底座則對(duì)整個(gè)床體進(jìn)行固定支撐以及配合升降連桿的運(yùn)動(dòng)。3.2 床面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-2 床面板結(jié)構(gòu)圖圖3-3 小腿板結(jié)構(gòu)圖 圖3-4 大腿板結(jié)構(gòu)圖圖3-5 抬升板結(jié)構(gòu)圖床面板（抬升板與大、小腿板）的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示，為了實(shí)現(xiàn)板與板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，我們?cè)诎逯g采用孔連接的方式，使得各板可以靈活運(yùn)作且活動(dòng)時(shí)盡量產(chǎn)生較小的噪音。背部抬升機(jī)構(gòu)是多功能護(hù)理床的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，其主要實(shí)現(xiàn)使用者在床上的抬背以及端坐的功能。為了抬升板運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)讓使用者更加舒適，我們采用電動(dòng)推桿來支持抬升板的運(yùn)動(dòng)。電推桿可以在使用者體重各異的情況下提供足夠大的力支撐起抬升板，相比液壓桿需要的空間、產(chǎn)生的噪音也小得多。 圖3-6

21、 背部抬升機(jī)構(gòu)動(dòng)作示意圖 圖3-7 背部抬升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖圖3-6為背部抬升機(jī)構(gòu)動(dòng)作示意圖，抬升板活動(dòng)角度限制在0到90。圖3-7為背部抬升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖，1、2、3分別為部件抬升板、電動(dòng)推桿、固定機(jī)架。推桿獨(dú)立支撐使用者背部及抬升板的全部重力，是抬升機(jī)構(gòu)的核心部件，所以對(duì)電動(dòng)推桿的要求比較嚴(yán)格，且不能過分占用床體的空間。大、小腿板組成曲腿機(jī)構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)腿部床面板的彎曲，與此同時(shí)腿板必須同時(shí)處于相對(duì)水平位置。大、小腿板因?yàn)樾枰牧^小，所以采用兩個(gè)普通的伺服電機(jī)嚙合板下方的齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。3.3 旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-8 旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)圖旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)如圖3-8所示，旋轉(zhuǎn)體上方的兩個(gè)連接桿與床面板(大、小腿板和抬

22、升板)的通孔配合形成緊密連接以固定、支撐整個(gè)床面板。旋轉(zhuǎn)體下方與墊板相連，內(nèi)部采用伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)床體水平旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)體左右配有護(hù)欄，防止使用者從床邊傾斜滑落，同時(shí)也保護(hù)使用者不受外部撞擊。3.4 墊板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-9 墊板結(jié)構(gòu)圖墊板結(jié)構(gòu)如圖3-9所示，旋轉(zhuǎn)體安裝在床墊上的圓盤上，尾部的加高處理增加了床面板的整體長度。墊板的主要功能是用來支撐旋轉(zhuǎn)體、床面板及使用者的重量，加固底板，增強(qiáng)整個(gè)床體的穩(wěn)定性。3.5 底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-10 底板結(jié)構(gòu)圖底板的結(jié)構(gòu)如圖3-10所示，墊板在上方安裝，升降連桿連接底部，構(gòu)成整個(gè)床體的基礎(chǔ)部分。圖3-11 底板與升降連桿連接局部放大圖 圖3-12 底板與升降

23、連桿連接局部放大圖 （滑塊軌道） （滑塊升降連桿）3.6 升降連桿及底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-13 升降連桿及底座結(jié)構(gòu)圖升降連桿及底座的結(jié)構(gòu)如圖3-13所示，升降連桿靠電機(jī)帶動(dòng)，推動(dòng)整個(gè)床體上下移動(dòng)，底座是將整個(gè)床體固定的重要部分。圖3-14升降連桿與底座連接局部放大圖升降連桿與底板和底座采用了滑塊連接的方式，保證整個(gè)床體在上升下降過程中，運(yùn)動(dòng)平緩穩(wěn)定，豎直方向位置保持不變。4 力學(xué)分析護(hù)理床主要部件及連桿機(jī)構(gòu)材料均使用2014鋁材，選擇在UG軟件上采用有限元分析方式對(duì)護(hù)理床進(jìn)行分析。對(duì)護(hù)理床的一些主要零部件進(jìn)行受力與形變的校核，在保證護(hù)理床安全性和穩(wěn)定性的同時(shí)盡可能的降低護(hù)理床的制造成本。4.1 有

24、限元分析的簡介實(shí)際的三維護(hù)理床模型是連續(xù)的，看似無法分析，但我們可以把床體劃分成有限的單元（比如四面體單元），采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息化的處理技術(shù)，來完整的獲取復(fù)雜機(jī)構(gòu)的各種信息，這樣就可以進(jìn)行分析了，這就是有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）。4.2 有限元分析的步驟使用UG有限元分析問題的時(shí)候要遵循以下幾個(gè)基本步驟：第一步 預(yù)處理：定義分析類型添加材料屬性網(wǎng)格劃分施加載荷與約束第二步 求解：計(jì)算所需結(jié)果第三步 后處理：分析結(jié)果Simulation遵循的步驟建立數(shù)學(xué)模型建立有限元模型求解有限元模型結(jié)果分析圖4-1 有限元分析步驟4.3 具體分析過程4.3.1 高級(jí)仿

25、真設(shè)置如圖4-2所示，在UG軟件中打開圖紙運(yùn)用高級(jí)仿真應(yīng)用模塊，其中提供有限元建模和結(jié)果可視化的綜合工具，該應(yīng)用模塊是專門設(shè)計(jì)用于滿足專業(yè)分析員需要的。圖4-2 UG高級(jí)仿真模塊示意圖圖4-3 新建仿真示意圖圖4-4 網(wǎng)格劃分示意圖在仿真導(dǎo)航器中新建仿真如圖4-3，然后對(duì)分析對(duì)象進(jìn)行網(wǎng)格的劃分如圖4-4。對(duì)不同的部件而言網(wǎng)格的大小也將不一樣，將部件合理的劃分好網(wǎng)格后，在目標(biāo)收集器的UG材料庫中找到我們需要的材料如2014鋁材然后設(shè)定給部件如圖4-5、圖4-6、圖4-7。圖4-5 材料選擇示意圖一圖4-6 材料選擇示意圖二圖4-7 材料選擇示意圖三4.3.2 顯示高級(jí)仿真圖4-8 仿真導(dǎo)航器示意

26、圖劃分設(shè)定好待分析部件以后，在仿真導(dǎo)航器中選則顯示仿真圖像如圖4-8。仿真如圖4-9，墊板的外表面被劃分為許多大小的網(wǎng)格。創(chuàng)建一個(gè)較好的有限元網(wǎng)格是分析過程中最關(guān)鍵的步驟之一，因?yàn)橛邢拊Y(jié)果的精度部分取決于網(wǎng)格的質(zhì)量。圖4-9 墊板仿真圖4.3.3 定義載荷和約束在進(jìn)入劃分好的仿真圖像界面后在仿真模塊內(nèi)可以選擇向部件施加需要的載荷類型和約束類型。如圖4-10所示，載荷類型有溫度、加速度、力、力矩、軸承、扭矩、壓力、節(jié)點(diǎn)壓力、流體靜壓力、離心壓力、重力、旋轉(zhuǎn)、螺栓預(yù)緊力、軸向1D單元變形、強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)載荷、Darea節(jié)點(diǎn)力和力矩。圖4-10 仿真模塊的載荷載荷類型示意圖4-11 載荷的選擇與確定示意

27、圖當(dāng)選擇好需要的載荷類型以后，再選擇施加載荷的對(duì)象，確定載荷的大小、方向（如果需要的話）如圖4-11，就完成了施加這個(gè)載荷的條件。如圖4-12所示，對(duì)墊板施與旋轉(zhuǎn)體的接觸面施加了向下的力（紅色箭頭部分）。圖4-12 施加載荷示意圖當(dāng)然只施加載荷沒有約束是無法進(jìn)行結(jié)算分析的，所以還至少需要添加一個(gè)約束。約束類型如圖4-13所示，有用戶定義約束、強(qiáng)迫位移約束、固定約束、固定平移約束、固定旋轉(zhuǎn)約束、簡支約束、銷釘約束、圓柱形約束、滑塊約束、滾子約束、對(duì)稱約束、反對(duì)稱約束、自動(dòng)耦合、手工耦合。圖4-13 仿真模塊約束類型示意圖約束如圖4-14，為墊板的支撐桿添加了固定約束（藍(lán)色部分）。圖4-14 固定

28、約束示意圖4.4 有限元分析結(jié)果4.4.1 抬升板受力最大時(shí)（800N）受力與形變分析（材料：aluminum_2014）抬升板的有限元分析結(jié)果，分為受力分析與形變分析。在護(hù)理床床面板運(yùn)行過程中，抬升板應(yīng)該在使用者體重各異的情況下勻速且平穩(wěn)的將使用者的背部抬起到指定的任意高度（如圖3-9）。假設(shè)使用者的最大體重為150千克，則使用者背部對(duì)抬升板的最大受力大概取800牛。圖4-15 抬升板受力分析圖該處選擇的材料為2014鋁合金，圖4-15、圖4-16分別為抬升板最大受力800N時(shí)的受力分析、形變分析，由云圖可知抬升板符合使用要求。圖4-16 抬升板形變分析.4.1.2 大腿板受力最大時(shí)（500

29、N）受力與形變分析（材料：aluminum_2014）大腿板的有限元分析結(jié)果，分為受力分析與形變分析。在護(hù)理床床面板運(yùn)行過程中，大腿板與小腿板曲腿抬起應(yīng)該處于同水平高度。假設(shè)使用者的最大體重為150千克，則使用者大腿對(duì)大腿板的最大受力大概取500牛。圖4-17 大腿板受力分析該處選擇材料為2014鋁合金，圖4-17、圖4-18分別為大腿板最大受力500N時(shí)的受力、形變分析，由云圖可知大腿板符合使用要求。圖4-18 大腿板形變分析4.1.3 小腿板受力最大時(shí)（200N）受力與形變分析（材料：aluminum_2014）小腿板的有限元分析結(jié)果，分為受力分析與形變分析。在護(hù)理床床面板運(yùn)行過程中，小腿

30、板僅需要將使用者小腿支起。假設(shè)使用者的最大體重為150千克，則使用者小腿對(duì)小腿板的最大受力大概取200牛。圖4-19 小腿板受力分析該處選擇材料為2014鋁合金，圖4-19、圖4-20分別為小腿板最大受力200N時(shí)的受力、形變分析，由云圖可知小腿板符合使用要求。圖4-20 小腿板形變分析4.1.4 旋轉(zhuǎn)體受力最大時(shí)（1500N）受力與形變分析（材料：aluminum_2014）旋轉(zhuǎn)體的有限元分析結(jié)果，分為受力分析與形變分析。在護(hù)理床運(yùn)行過程中，旋轉(zhuǎn)體需要支撐使用者在水平旋轉(zhuǎn)。假設(shè)使用者的最大體重為150千克，則旋轉(zhuǎn)體最大受力為1500N。圖4-21 旋轉(zhuǎn)體受力分析該處選擇材料為2014鋁合金，圖4-21、圖4-22分別為旋轉(zhuǎn)體最大受力1500N時(shí)的受力、形變分析，由云圖可知旋轉(zhuǎn)體符合使用要求。圖4-