本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 職稱： 教授 所在院（系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 題 目 多功能可調(diào)角度床的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫(xiě)：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）該畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是多功能可調(diào)角度床的設(shè)計(jì)，課題設(shè)計(jì)的是一種普通家庭用的自動(dòng)調(diào)節(jié)床的不同位置角度的變化，用于實(shí)現(xiàn)人不同體位的需要，如抬背、曲腿等。內(nèi)容涉及到多功能床的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和總體布置，還有一些機(jī)械零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核，與專業(yè)課程緊密聯(lián)系，符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)工作中，需要對(duì)所學(xué)的知識(shí)綜合的加以運(yùn)用，使之能夠熟練應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算公式、手冊(cè)；熟練有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以及相關(guān)的機(jī)械軟件，如 AutoCAD、Pro/E，該設(shè)計(jì)體現(xiàn)了綜合訓(xùn)練的能力。該設(shè)計(jì)需要通過(guò)對(duì)相關(guān)的參考資料進(jìn)行整理歸納，查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)，同時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況考慮問(wèn)題，工作量比較大，題目難度中等。課題與機(jī)械專業(yè)緊密相關(guān)，與實(shí)際生產(chǎn)生活結(jié)合緊密。選題貼近生活，貼近實(shí)際。二、開(kāi)題報(bào)告完成情況：從適合實(shí)際工作要求出發(fā)，確定了明確的課程設(shè)計(jì)方向；并對(duì)多功能可調(diào)角度床在設(shè)計(jì)和使用中常出現(xiàn)的問(wèn)題有一定的研究，且應(yīng)用在設(shè)計(jì)計(jì)算中；已經(jīng)開(kāi)始對(duì)課題進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并有了突破性的進(jìn)展，設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)快速的展開(kāi)，確定了工作的內(nèi)容和方法；同時(shí)，已經(jīng)完成了對(duì)相關(guān)資料的查閱，對(duì)課題有了總體的分析。開(kāi)題報(bào)告順利完成。2三、階段性成果：總體布置方案和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)已經(jīng)確定，并完成一些標(biāo)準(zhǔn)件的選型和多數(shù)零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核工作正在進(jìn)行中，部分零件圖的繪制已經(jīng)基本完成，已開(kāi)始制作設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的工作。四、存在主要問(wèn)題：1、由于多功能可調(diào)角度床的功能要求和床體本身的空間限制，使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)和動(dòng)力元件空間位置安排受限。2、由于床體本身空間結(jié)構(gòu)較小，只要在能夠?qū)崿F(xiàn)床的多個(gè)角度變化的功能要求范圍內(nèi)，使多功能床的整體質(zhì)量和成本大大減少，應(yīng)該從機(jī)構(gòu)的類型、樣式，傳動(dòng)方式和力學(xué)角度去改進(jìn)。3、局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路不清晰；設(shè)計(jì)內(nèi)容不夠連貫，系統(tǒng)性不強(qiáng)；在局部結(jié)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)上存在一定的問(wèn)題；在選用零件和確定結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)時(shí)缺乏經(jīng)驗(yàn)。4、獲得的資料不夠充分，資料陳舊。3五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日I摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人民對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，其中對(duì)于床的舒適度和多功用要求也越來(lái)越高。多功能可調(diào)角度床是一種針對(duì)普通人群的自動(dòng)化舒適性生活需要而設(shè)計(jì)的，能隨意調(diào)節(jié)床的背部和腿部的角度。它既可以通過(guò)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭生活的自動(dòng)化，又可以使人民的生活更加舒適更加方便，從而提高家居生活的質(zhì)量。課題設(shè)計(jì)一種用于普通家庭使用的多功能床，解決人身體和生理方面的需要（抬背、曲退等）。該設(shè)計(jì)對(duì)多功能床的各項(xiàng)功能進(jìn)行了方案的選擇、原理分析、零件尺寸計(jì)算及強(qiáng)度校核，使其能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)設(shè)功能的正常運(yùn)動(dòng)。并采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件 Pro ENGINEER 對(duì)其進(jìn)行建模和裝配，最后對(duì)其整體方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。關(guān)鍵詞：多功能床 原理分析 零件尺寸計(jì)算 強(qiáng)度校核 Pro ENGINEER運(yùn)動(dòng)仿真IIAbstractWith the rapid development of social economy, people living standard rises ceaselessly, people on the quality of life of the increasingly high demand, the bed comfort and function requirements are also getting higher and higher.The multi-function adjustable angle bed is a need for automation comfortable life of the general population and design, is able to adjust the angle of the back and legs of the bed. It can be achieved through the controller automation of family life can make people's lives more comfortable and more convenient, thereby improving the quality of home life.The task to design a multi-functional bed for ordinary house use, to solve the human body and physiological needs (lift back, bend knees and etc). The design on the various functions of the multi-functional bed with a choice of programs, principles of analysis, spare parts size calculation and strength check , and enable it to achieve the normal movement of the default function. And using of digital three-dimensional design software Pro ENGINEER for modeling and its assembly ，finally the overall program for motion simulation.Key words: the multi-functional bed principles of analysis spare parts size calculation strength check motion simulation by Pro ENGINEER IIIIVVi目 錄摘 要 .IABSTRACT.II前 言 1第 1 章 緒論 31.1 課題的目的和意義 .31.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) .31.2.1 多功能床的分類 41.2.2 多功能床結(jié)構(gòu)的發(fā)展 61.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 .71.4 本章小結(jié) .8第 2 章 多功能床結(jié)構(gòu)的整體方案 92.1 多功能床的工作要求 .92.1.1 多功能床的工作環(huán)境 92.1.2 多功能床的位姿和控制要求 92.2 多功能床總體方案構(gòu)思 .92.2.1 構(gòu)思的提出 92.2.2 相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn) 102.2.3 多功能床的組成 112.3 本章小結(jié) .12第 3 章 多功能床的方案選擇和比較 133.1 多功能床方案一 .133.1.1 床板結(jié)構(gòu)示意圖 133.1.2 坐起及曲腿方案 143.2 多功能床方案二 .153.2.1 床板結(jié)構(gòu)示意圖 153.2.2 坐起及曲腿的方案 .163.3 方案的對(duì)比和選擇 .173.4 本章小結(jié) .18第 4 章 多功能床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 194.1 基本參數(shù)的設(shè)計(jì) .194.2 抬背機(jī)構(gòu) .19ii4.2.1 抬背機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 194.2.2 抬背機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（圖解法） 204.2.3 抬背機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇 224.3 曲腿機(jī)構(gòu) .234.3.1 曲腿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 234.3.2 曲腿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（圖解法） 254.3.3 曲腿機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇 284.4 本章小結(jié) .29第 5 章 零件的設(shè)計(jì)和校核 305.1 絲杠的設(shè)計(jì)與校核 .305.1.1 抬背絲杠尺寸的設(shè)計(jì) 305.1.2 抬背絲杠的強(qiáng)度校核 305.1.3 曲腿絲杠的尺寸設(shè)計(jì) 315.2 插桿軸的設(shè)計(jì)和校核 .325.3 抬背機(jī)構(gòu)中的零件的設(shè)計(jì)和校核 .335.4 曲腿機(jī)構(gòu)中零件設(shè)計(jì)與校核 .355.5 本章小結(jié) .37第 6 章 多功能床的 PRO ENGINEER 建模與仿真 .386.1 PRO/ENGINEER 建模 .386.2 PRO/ENGINEER 仿真 .426.3 本章小結(jié) .43第 7 章 設(shè)計(jì)總結(jié) 447.1 方案的評(píng)價(jià)與成本的估算 .447.2 多功能床的主要優(yōu)點(diǎn) .447.3 設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和改進(jìn)建議 .45致謝 46參考文獻(xiàn) 47附錄： 48外文資料與中文翻譯 .481前 言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人民對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，其中對(duì)于床的舒適度和多功用要求也越來(lái)越高。所以對(duì)于多功能床的研究設(shè)計(jì)越來(lái)越多得到人們的關(guān)注和支持。多功能床的使用現(xiàn)階段多用于醫(yī)療護(hù)理方面，并且在醫(yī)療護(hù)理方面有了一定的發(fā)展。多功能護(hù)理床一般根據(jù)其完成動(dòng)作的多少和完成的效果可分為以下幾類：功能基本型護(hù)理床、功能普通型護(hù)理床和功能高級(jí)型護(hù)理床。多功能護(hù)理床在國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)研究尚處于初級(jí)階段，產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、造型有待進(jìn)一步的完善。國(guó)外護(hù)理床的研究以德國(guó)、日本為代表，各種護(hù)理功能正在逐步完善，成熟。但因其價(jià)格昂貴（一般售價(jià)在 20 萬(wàn)人民幣以上） ，很難為一般的消費(fèi)者所接受。然而專門(mén)針對(duì)于普通家庭用戶設(shè)計(jì)使用的多功能床并不是很多，本文所設(shè)計(jì)的多功能床則是面對(duì)普通家庭，普通人群，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注重多功能床的實(shí)用性，舒適性，方便性和可靠性，同時(shí)應(yīng)該注意控制成本。本文所設(shè)計(jì)的多功能床通過(guò)簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成對(duì)人體的坐起，曲腿等動(dòng)作。它既可以通過(guò)控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭生活的自動(dòng)化，又可以使人民的生活更加舒適更加方便，從而提高了家居生活的質(zhì)量。本課題所設(shè)計(jì)的是一種適用于普通家庭使用的多功能可調(diào)角度床，用于解決人身體和生理方面的需要（抬背、曲退等）。該設(shè)計(jì)對(duì)多功能床的各項(xiàng)功能進(jìn)行了方案的選擇、原理分析、零件尺寸計(jì)算及強(qiáng)度校核，2使其能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)設(shè)功能的正常運(yùn)動(dòng)。并使用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件 Pro ENGINEER 對(duì)其進(jìn)行零件的建模和整體裝配，并完成對(duì)整體多功能床方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。3第 1 章 緒論1.1 課題的目的和意義多功能床是針對(duì)普通家庭成員滿足其對(duì)生活質(zhì)量和舒適度需要而設(shè)計(jì)的，能通過(guò)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)隨意調(diào)節(jié)床的背部和腿部的角度。即使是生活不能自理的人，護(hù)理人員也可以通過(guò)床邊的控制器進(jìn)行操作，減少照顧病、殘患者的勞動(dòng)強(qiáng)度。課題根據(jù)實(shí)際情況和現(xiàn)有的研究要求，設(shè)計(jì)一種用于普通家庭使用的多功能床，解決人民的身體和生理方面的需要（抬背、曲腿等），也提高了人民的生活質(zhì)量。針對(duì)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用方便的多功能床并進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，對(duì)于產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人民對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，其中對(duì)于床的舒適度和多功用要求也越來(lái)越高。所以對(duì)于多功能床的研究設(shè)計(jì)越來(lái)越多得到人們的關(guān)注和支持。多功能床的使用現(xiàn)階段多用于醫(yī)療護(hù)理方面，并且在醫(yī)療護(hù)理方面有了一定的發(fā)展。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人口壽命不斷延長(zhǎng)，思想的進(jìn)步，城市人口正逐步進(jìn)入老齡化,人口老齡化已成為世界范圍內(nèi)的社會(huì)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家和日本的老年4人獨(dú)居率已高達(dá)40%，如此之高的比例迫使社會(huì)采取措施解決老年人的護(hù)理服務(wù)問(wèn)題。如果完全依靠家庭人工照料，與西方國(guó)家子女與老年人分居、家庭規(guī)模小型化的觀念有抵觸之處。我國(guó)60 歲及其以上老年人口已達(dá)1.32 億, 占全國(guó)總?cè)丝诘?0%, 并以年均3.32%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。其中“空巢家庭”占所有老齡家庭總數(shù)的25.8%,在一些大城市中該比例更大，解決因身體虛弱臥床不起或因疾患導(dǎo)致生活不能自理的老年人的家庭照料與看護(hù)問(wèn)題是人口老齡化國(guó)家所面臨的共同問(wèn)題。為此, 國(guó)家也大力加強(qiáng)了對(duì)護(hù)理機(jī)器人的研發(fā)扶持力度。為偏癱病人或長(zhǎng)期使用病床的病人提供一個(gè)集護(hù)理和排泄等各功能于一體的多功能護(hù)理床?，F(xiàn)在家庭需求護(hù)理床的潛力日益增加,以前是簡(jiǎn)易的護(hù)理床,后來(lái)加上護(hù)欄,餐桌;再后來(lái)加上大便孔,輪子;現(xiàn)在產(chǎn)生了很多集多功能為一體的多功能,電動(dòng)護(hù)理床,極大的提高了患者的康復(fù)護(hù)理水平,也為護(hù)理人員提供了極大的方便,所以操作簡(jiǎn)單,功能強(qiáng)大的護(hù)理產(chǎn)品越來(lái)越受到追捧。1.2.1 多功能床的分類多功能床床在國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)研究尚處于初級(jí)階段，產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、造型有待進(jìn)一步的完善。國(guó)外護(hù)理床的研究以德國(guó)、日本為代表，各種護(hù)理功能正在逐步完善，成熟。但因其價(jià)格昂貴（一般售價(jià)在20 萬(wàn)人民幣以上） ，很難為一般的消費(fèi)者所接受。護(hù)理床的基本分類情況如下：5圖1-1 護(hù)理床分類狀況表1-1護(hù)理床分類概括名稱 優(yōu)點(diǎn) 存在問(wèn)題功能基礎(chǔ)型護(hù)理床 1、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于制造。2、價(jià)格便宜。1、功能比較簡(jiǎn)單，不能實(shí)現(xiàn)使用者的護(hù)理要求。2、手動(dòng)為主，操作繁瑣。3、造型傳統(tǒng)，舒適性差。4、應(yīng)用范圍窄。功能普通型護(hù)理床 1、一般為電動(dòng)，用戶可簡(jiǎn)單操作控制。2、能完成基本的護(hù)理功能。3、增添了輔助功能接口。4、整體造型，色彩改進(jìn)，具有一定的親和性。1、市場(chǎng)售價(jià)偏高。2、功能啟動(dòng)柔性差，銜接不連貫。3、功能一體化造成功能浪費(fèi)。4、生產(chǎn)技術(shù)含量低，容易被仿制。5、文字，圖像識(shí)別功能差功能高級(jí)型護(hù)理床 1、護(hù)理功能完善。2、功能調(diào)整定位準(zhǔn)確，連貫性好，基本無(wú)噪音。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安全。4、造型新穎，有較強(qiáng)的親和力。5、文字，標(biāo)志容易識(shí)別。1、市場(chǎng)售價(jià)昂貴。造成功能浪費(fèi)嚴(yán)重，造成額外的經(jīng)濟(jì)成本。2、整體可拆性差，運(yùn)輸、組裝繁瑣。3、對(duì)患者康復(fù)功能的考慮較少。6從近年來(lái)的發(fā)展來(lái)看，國(guó)內(nèi)的發(fā)展迅速，各種結(jié)構(gòu)、功能等等各異的護(hù)理床層出不窮。發(fā)展方向主要向機(jī)器人模塊化的自動(dòng)控制方向發(fā)展。1.2.2 多功能床結(jié)構(gòu)的發(fā)展結(jié)構(gòu)功能單一的護(hù)理床已經(jīng)逐漸隱退。如今護(hù)理床床體本身的構(gòu)件要實(shí)現(xiàn)多種功能, 包括平躺、仰起、曲腿、左側(cè)翻、右側(cè)翻、 、潔便門(mén)開(kāi)關(guān)裝置及沖洗馬桶和沖洗身體的裝置,另外還有烘干和抽風(fēng)的設(shè)備。各個(gè)部分可以獨(dú)立的運(yùn)行來(lái)完成相應(yīng)的動(dòng)作,同時(shí)將單個(gè)功能組合起實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。譬如病人躺在床上排泄問(wèn)題的解決,改變靠背板的仰角或者左右的側(cè)翻以取得舒適的姿態(tài),護(hù)理人員對(duì)潔便池的清洗等。如今多功能床的各種類型：7圖 1-2 多功能醫(yī)用護(hù)理床的各種類型多功能護(hù)理床實(shí)現(xiàn)的各種動(dòng)作：圖 1-3 側(cè)背圖 1-4 抬背和曲腿81.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容鑒于普通人群對(duì)生活質(zhì)量的要求、本身的生理?xiàng)l件以及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求的不斷擴(kuò)大，本文提出一種適用于普通家庭且身體狀況正常人群的多功能可調(diào)角度床，提出幾種多功能床的抬背機(jī)構(gòu)以及曲腿機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制多臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)整臺(tái)多功能床工作。實(shí)現(xiàn)床面的多種姿勢(shì)的切換，達(dá)到滿足各種功能要求的床。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)設(shè)計(jì)各種多功能床的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并用圖解法的方法得到初始設(shè)計(jì)尺寸。(2)利用三維設(shè)計(jì)軟件Pro ENGINEER，根據(jù)初始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)其建模，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)。(3)利用Pro ENGINEER對(duì)整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，用于檢查模型中是否存在干涉，機(jī)構(gòu)是否能夠完成預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)。(4)對(duì)多功能床的主要零件進(jìn)行受力校核，檢驗(yàn)整臺(tái)多功能床使用的安全性及穩(wěn)定性。(5)繪制整臺(tái)多功能床的裝配圖，主要的零件圖和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。1.4 本章小結(jié)本章主要介紹了課題的目的和意義，目多功能床在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)和各類多功能床的比較，在多個(gè)方面表明了當(dāng)今多功能床各個(gè)模塊的發(fā)展情況，最后根據(jù)研究分析確定了自己所需完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容。9第 2 章 多功能床結(jié)構(gòu)的整體方案2.1 多功能床的工作要求2.1.1 多功能床的工作環(huán)境多功能可調(diào)角度床的設(shè)計(jì)應(yīng)用于家庭居室，室內(nèi)溫度變化不大無(wú)需特別考慮，但是需要考慮到環(huán)境對(duì)噪聲的限制，故設(shè)計(jì)時(shí)電機(jī)類型及型號(hào)的選取應(yīng)滿足工作噪音低于 20 分貝，床體材料也需要得到考慮，并且在床體上附加一些必要的減震降音材料，如橡膠墊片、彈簧墊圈等。2.1.2 多功能床的位姿和控制要求多功能床應(yīng)該滿足人們所需的各種必要的體位位姿，這些體位位姿包括抬背、屈腿。為了方便人們看書(shū)、學(xué)習(xí)和工作等的要求，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮能使人在床上可以實(shí)現(xiàn)坐姿。同時(shí)多功能床還應(yīng)該實(shí)現(xiàn)人的抬腿坐姿體位，以減輕人由于盤(pán)腿坐起時(shí)的不舒適感。對(duì)多功能床的控制方式，可以采用鍵盤(pán)按鈕操縱，方便自己或他人對(duì)其進(jìn)行控制。102.2 多功能床總體方案構(gòu)思多功能床的總體構(gòu)思包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及總體位姿協(xié)調(diào)等問(wèn)題。2.2.1 構(gòu)思的提出通過(guò)分析現(xiàn)有的多功能床設(shè)計(jì)，我們很容易發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)床面某一個(gè)特定的體位姿態(tài)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法就會(huì)設(shè)計(jì)一套特定的機(jī)構(gòu)與之對(duì)應(yīng)。當(dāng)位姿數(shù)目越來(lái)越多時(shí)，所需機(jī)構(gòu)數(shù)目也隨之增加，同時(shí)空間體積也隨之膨脹。而床體的總體積是有一定限制的，即床體的長(zhǎng)、寬、高尺寸必須按照有關(guān)多功能床標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限制在某一個(gè)空間范圍之內(nèi)，才能夠既滿足人民的舒適感的要求又滿足空間限制要求。多機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)的技術(shù)是源于模仿人體的運(yùn)動(dòng)，人體的運(yùn)動(dòng)具有極大的柔性。受此啟發(fā)將多功能床的床面進(jìn)一步加以細(xì)分，成為彼此之間相互獨(dú)立的 4 個(gè)面板。如圖 2-1所示。圖 2-1 中，床板 1 對(duì)應(yīng)于人體的背部，床板 2 對(duì)應(yīng)于人體的臀部，床板 3 人體的腿部，床板 4 對(duì)應(yīng)人體的腳部。通過(guò)各個(gè)床面板之間的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，采用單動(dòng)或聯(lián)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多功能床所需的各種體位位姿。11圖2-1 多功能床床板圖2.2.2 相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)為了滿足人們?cè)谑褂枚喙δ艽矔r(shí)的舒適程度以及有效提高床的自動(dòng)化。多功能床結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求:(1)能夠?qū)崿F(xiàn)多功能床所需的各種體位位姿要求。(2)各個(gè)活動(dòng)床面板的擺動(dòng)角度范圍應(yīng)參照有關(guān)要求以及人體的舒適感，各床面板擺動(dòng)角度及標(biāo)準(zhǔn)如下：背部床板擺動(dòng)角度：0° ～ 70°臀部床板擺動(dòng)角度：0° ～ 8°腿部床板相對(duì)水平面擺動(dòng)角度：0°～60°(3)多功能床床體的可靠性、穩(wěn)定性和安全性要符合相關(guān)要求。(4)床體的結(jié)構(gòu)尺寸有一定的空間范圍限制。2.2.3 多功能床的組成多功能床從結(jié)構(gòu)和功能上分為：床框架、平面連桿機(jī)構(gòu)、床板、控制系統(tǒng)組成。12圖 2-2 多功能床系統(tǒng)框圖床框架除了固定的機(jī)械機(jī)構(gòu)以外，還包括各個(gè)電機(jī)安裝模塊。平面連桿機(jī)構(gòu)包括：抬背機(jī)構(gòu)、抬臀機(jī)構(gòu)、曲腿機(jī)構(gòu)。床板由床板框架和床板面板組成，整臺(tái)多功能床中共有兩臺(tái)直流電機(jī)，分別完成頭部升降、腿部屈伸動(dòng)作。本課題工作重點(diǎn)在平面連桿機(jī)構(gòu)部分，包括機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，整個(gè)多功能床三維模型建立，整床的裝配及運(yùn)動(dòng)仿真。2.3 本章小結(jié)本章圍繞多功能床的總體構(gòu)思而展開(kāi)，通過(guò)論述多功能床所處的工作環(huán)境及位姿要求，指出了多功能床設(shè)計(jì)時(shí)所需的各項(xiàng)要求，以這些要求為契機(jī)，提出了多功能床的總體方案的構(gòu)思，包括整體設(shè)計(jì)的構(gòu)思思路，多功能床結(jié)構(gòu)形式的初步探討，多功能床的各個(gè)組成部分。1314第 3 章 多功能床的方案選擇和比較3.1 多功能床方案一3.1.1 床板結(jié)構(gòu)示意圖圖 3-1 方案一：床板結(jié)構(gòu)示意圖床板分為 4 塊，相互間用合葉鉸接，如圖 3-1 所示。工作時(shí)，坐起時(shí) 1 板繞 Y1 軸向上翻轉(zhuǎn)；抬臀時(shí) 2 板繞 Y2 軸向上翻轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng) 3 板Y3 翻轉(zhuǎn)；曲腿時(shí) 3 板繞 Y3 向下翻轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng) 4 板繞 Y3 翻轉(zhuǎn)；墊腳板4 通過(guò)各機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)配合作用使其放平用于墊腳。未工作時(shí)床板水平置于床架上，和普通床一樣。采用這種結(jié)構(gòu)的床板，制造簡(jiǎn)易，且很輕松的克服了各功能件的相互干擾，滿足了各個(gè)功能協(xié)調(diào)動(dòng)作的要求。153.1.2 坐起及曲腿方案圖 3-2 方案一：坐起及曲腿原理圖（平躺狀態(tài)）圖 3-3 方案一：坐起及曲腿原理圖（坐起及曲腿狀態(tài)）這部分的設(shè)計(jì)，采取坐起和曲腿的功能分別驅(qū)動(dòng)的思想。如圖分別是床板平置和坐起及曲腿動(dòng)作完成之后的狀態(tài)。床板平置是，人躺在床上和普通床一樣。當(dāng)需要坐起時(shí)，由圖中左邊的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，16使得螺母副 7 向右運(yùn)動(dòng)，使得連桿 6 帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂 5 旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)床板 1 繞 G 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，從而使人坐起；當(dāng)需要曲腿時(shí)。同樣左邊的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使得螺母副 8 向左運(yùn)動(dòng)，使得連桿 9 帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂 10 轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)床板 2 繞 G 點(diǎn)向上轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)臂 10 通過(guò)連桿 11 帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂 12 旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)床板 3 繞 H 點(diǎn)向下旋轉(zhuǎn)；床板 3 的帶動(dòng)床板 4 向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到腳步支撐時(shí)開(kāi)始繞 I 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，最后使得床板 4 處于水平狀態(tài)。其中電動(dòng)機(jī)有兩臺(tái)，床的前后各一臺(tái)，分別用于驅(qū)動(dòng)坐起和曲腿兩個(gè)運(yùn)動(dòng)此方案主要為絲杠螺母副機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉，傳動(dòng)精確；缺點(diǎn)是承受的軸向推力大，效率低，摩擦嚴(yán)重。3.2 多功能床方案二3.2.1 床板結(jié)構(gòu)示意圖17圖 3-4 方案二：床板結(jié)構(gòu)示意圖床板分為 3 塊， ，相互間用合葉鉸接(如圖)，坐起時(shí)床板 1 繞 Y1 軸向上翻轉(zhuǎn)；同時(shí)床板 3 繞 Y2 軸向下翻轉(zhuǎn)，達(dá)到曲腿的目的。未工作時(shí)，床板置于床架上，和普通床一樣。3.2.2 坐起及曲腿的方案圖 3-5 方案二：坐起及曲腿（平躺狀態(tài)）18圖 3-6 方案二：坐起及曲腿（坐起狀態(tài)）這部分的設(shè)計(jì)，采用坐起和曲腿的功能同時(shí)驅(qū)動(dòng)的思路。如圖分別是床板平置和坐起及曲腿動(dòng)作完成后的狀態(tài)。床板平置時(shí)，人平躺在床上和普通床一樣，桿 4’、桿 5 和桿 6 組成的連桿機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)狀態(tài)，達(dá)到足夠的剛度和穩(wěn)定性。當(dāng)需要坐起時(shí)由圖中電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿 1 轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿 1 再驅(qū)動(dòng)蝸輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂運(yùn)動(dòng)，將床板 9 繞 C 點(diǎn)頂起，與此同時(shí)和蝸輪同步的帶輪 2’帶動(dòng)小帶輪 4 轉(zhuǎn)動(dòng)，4 帶輪的旋轉(zhuǎn)使得曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲柄 4’轉(zhuǎn)動(dòng)。擺脫死點(diǎn)狀態(tài)，搖桿 6 旋動(dòng)，使得床板 7在重力的作用下繞 D 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，最后同時(shí)滿足坐起和曲腿的功能。坐起和曲腿動(dòng)作如圖 3-6 所示。該方案采用蝸輪蝸桿——帶輪傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊載荷小，傳動(dòng)比大；缺點(diǎn)是效率低，磨損較為嚴(yán)重，且蝸輪蝸桿加工難度大，制作成本高。帶輪負(fù)載大時(shí)可以造成皮帶打滑，并且其曲腿和坐起只能同時(shí)滿足，無(wú)法獨(dú)立動(dòng)作。3.3 方案的對(duì)比和選擇表 3-1 多功能床方案的對(duì)比實(shí)現(xiàn)的功能 采用的機(jī)構(gòu) 實(shí)際情況 加工工藝及成本方案一坐起 絲杠螺母和連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，效率低加工容易，成本低19曲腿 絲杠螺母和連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，效率低加工容易，成本低坐起 蝸輪蝸桿-帶輪組合傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比大，效率低加工困難，成本高方案二曲腿 蝸輪蝸桿-帶輪組合傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比大，效率低加工困難，成本高綜合考慮各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)情況，制造的工藝以及加工成本，最終確定采用方案一。3.4 本章小結(jié)本章制定了多功能床的不同方案，用于實(shí)現(xiàn)多功能床的不同功能，并對(duì)實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的不同結(jié)構(gòu)和狀態(tài)進(jìn)行分析和研究，對(duì)各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，最終確定最優(yōu)方案。20第 4 章 多功能床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 基本參數(shù)的設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況確定多功能床的基本參數(shù)：床的長(zhǎng)度：2090mm（背部床板 860mm，臀部床板 400mm，腿床板445mm，腳部床板 295mm 及床板間間距 30mm） ；床的寬度：860mm；床的高度：650mm；背部床板擺動(dòng)角度：0° ～ 70°；臀部床板擺動(dòng)角度：0° ～ 8°；腿板擺動(dòng)角度：0° ～60° 。4.2 抬背機(jī)構(gòu)抬背機(jī)構(gòu)是多功能床的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，其主要的功能是實(shí)現(xiàn)人體的抬背及坐起功能。4.2.1 抬背機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理多功能床的抬背機(jī)構(gòu)由絲杠螺母機(jī)構(gòu)、抬背連桿、抬背支桿、抬背滾子、背板以及部分床架組成。絲杠螺母機(jī)構(gòu)位于床架底部，螺母滑塊機(jī)構(gòu)可以在絲杠上左右運(yùn)動(dòng)，與其鉸接的是抬背連桿的一端，另一端鉸接于抬背支桿上，抬背支桿的一端鉸接于床架上，另一端通過(guò)滾子與背板連接，背部床板一端固定于床架上，使之充當(dāng)機(jī)架作用。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使位于絲杠上的螺母滑塊機(jī)構(gòu)左右運(yùn)21動(dòng)，螺母滑塊機(jī)構(gòu)通過(guò)抬背連桿使得抬背支桿繞著與床架鉸接點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾子的作用，使得背板繞著它與床架的鉸接點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。簡(jiǎn)圖如圖 4-1 所示。圖 4-1 抬背機(jī)構(gòu)4.2.2 抬背機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（圖解法）多功能床的抬背機(jī)構(gòu)采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的變形機(jī)構(gòu)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)為原動(dòng)件對(duì)整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。其中，背部床板的長(zhǎng)度為 860mm，翻轉(zhuǎn)角度為 70°。圖解法設(shè)計(jì)抬背機(jī)構(gòu)，滾子的直徑設(shè)定為 50mm，絲杠螺母的位置位于床板下 400mm 處，背部支桿與床架的交接點(diǎn)在床板下 200mm，并且距離背部床板右側(cè)為 200mm 處。根據(jù)設(shè)計(jì)要求背板翻轉(zhuǎn)角度為 70°，在AutoCAD 中用旋轉(zhuǎn)命令確定床板運(yùn)動(dòng)后的位置，通過(guò)各桿件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和位置關(guān)系確定螺母滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)行程為 281.82mm。初步設(shè)計(jì)完成后的尺寸及各安裝點(diǎn)位置圖如圖 4-2 所示。22（1）抬背機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算： FpnFh????)2(31式中：n=5，p 1=6，p h=1，F(xiàn) '=1（F 為自由度，n 為構(gòu)件數(shù)，p 1為低副數(shù)，p h為高副數(shù)，F(xiàn) '為虛約束數(shù)） 。 )162(53)2(31 ?????????nh該機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)為 1（螺母滑塊在絲桿上的的滑動(dòng)） ，與自由度數(shù)相同，所以該機(jī)構(gòu)可以滿足確定的運(yùn)動(dòng)。圖 4-2 抬背機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸及安裝點(diǎn)位置圖23（2）抬背過(guò)程中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò) AutoCAD 軟件的旋轉(zhuǎn)功能確定背部床板翻轉(zhuǎn)過(guò)程中的每個(gè)位置、各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及螺母的行程。表 4-1 抬背時(shí)各構(gòu)件的運(yùn)行數(shù)據(jù)背部連桿旋轉(zhuǎn)角度 背部床板翻轉(zhuǎn)角度 螺母運(yùn)動(dòng)行程5° 3° 14.1mm10° 3° 16.01mm15° 3° 17.68mm20° 4° 19.03mm25° 4° 20.04mm30° 4° 20.68mm35° 4° 20.96mm40° 4° 20.91mm45° 4° 20.54mm50° 4° 19.89mm55° 5° 19.00mm60° 5° 17.89mm65° 5° 16.61mm70° 6° 15.17mm4.2.3 抬背機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇（1）電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算取抬背所用總時(shí)間 t1=40s，背部床板的極限旋轉(zhuǎn)角度 θ=70°，抬背支桿的旋轉(zhuǎn)角度為 80°，所以抬背支桿的角速度： sradt /0349.91?????抬背支桿的速度： smrv /16.1?取負(fù)載 T=1000N，則背部支桿傳遞的功率（忽略背部支桿的自重）： WTvP1.60.11???本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱 多功能可調(diào)角度床的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名一、 選題的目的和意義：多功能可調(diào)角度床的設(shè)計(jì)既可以用于普通人群的自動(dòng)化舒適性生活的需要，又可以用于生活不能自理的病人、危重病人和癱瘓病人的特殊需要，能隨意調(diào)節(jié)床的背部和腳部的角度。既可以通過(guò)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭生活的自動(dòng)化，又可以使護(hù)理人員通過(guò)床邊的控制器進(jìn)行操作，減少照顧病、殘患者的勞動(dòng)強(qiáng)度。課題設(shè)計(jì)一種用于普通家庭用的多功能床，解決人身體和生理方面的需要（抬背、曲退等）。針對(duì)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用方便的多功能護(hù)理床并進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，對(duì)于產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義。二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人口壽命不斷延長(zhǎng)，思想的進(jìn)步，城市人口正逐步進(jìn)入老齡化,人口老齡化已成為世界范圍內(nèi)的社會(huì)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家和日本的老年人獨(dú)居率已高達(dá)40%，如此之高的比例迫使社會(huì)采取措施解決老年人的護(hù)理服務(wù)問(wèn)題。如果完全依靠家庭人工照料，與西方國(guó)家子女與老年人分居、家庭規(guī)模小型化的觀念有抵觸之處。我國(guó)60 歲及其以上老年人口已達(dá)1.32 億, 占全國(guó)總?cè)丝诘?0%, 并以年均3.32%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。其中“空巢家庭”占所有老齡家庭總數(shù)的25.8%,在一些大城市中該比例更大，解決因身體虛弱臥床不起或因疾患導(dǎo)致生活不能自理的老年人的家庭照料與看護(hù)問(wèn)題是人口老齡化國(guó)家所面臨的共同問(wèn)題。為此, 國(guó)家也大力加強(qiáng)了對(duì)護(hù)理機(jī)器人的研發(fā)扶持力度?，F(xiàn)在產(chǎn)生了很多集多功能為一體的多功能,電動(dòng)護(hù)理床,極大的提高了患者的康復(fù)護(hù)理水平,也為護(hù)理人員提供了極大的方便,所以操作簡(jiǎn)單,功能強(qiáng)大的護(hù)理產(chǎn)品越來(lái)越受到追捧。護(hù)理床在國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)研究尚處于初級(jí)階段，產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、造型有待進(jìn)一2步的完善。國(guó)外護(hù)理床的研究以德國(guó)、日本為代表，各種護(hù)理功能正在逐步完善，成熟。但因其價(jià)格昂貴（一般售價(jià)在20 萬(wàn)人民幣以上） ，很難為一般的消費(fèi)者所接受。護(hù)理床的基本分類情況如下：表1-1護(hù)理床分類概括名稱 優(yōu)點(diǎn) 存在問(wèn)題功能基礎(chǔ)型護(hù)理床 1、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于制造。2、價(jià)格便宜。1、功能比較簡(jiǎn)單，不能實(shí)現(xiàn)使用者的護(hù)理要求。2、手動(dòng)為主，操作繁瑣。3、造型傳統(tǒng)，舒適性差。4、應(yīng)用范圍窄。功能普通型護(hù)理床 1、一般為電動(dòng)，用戶可簡(jiǎn)單操作控制。2、能完成基本的護(hù)理功能。3、增添了輔助功能接口。4、整體造型，色彩改進(jìn)，具有一定的親和性。1、市場(chǎng)售價(jià)偏高。2、功能啟動(dòng)柔性差，銜接不連貫。3、功能一體化造成功能浪費(fèi)。4、生產(chǎn)技術(shù)含量低，容易被仿制。5、文字，圖像識(shí)別功能差功能高級(jí)型護(hù)理床 1、護(hù)理功能完善。2、功能調(diào)整定位準(zhǔn)確，連貫性好，基本無(wú)噪音。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安全。4、造型新穎，有較強(qiáng)的親和力。5、文字，標(biāo)志容易識(shí)別。1、市場(chǎng)售價(jià)昂貴。造成功能浪費(fèi)嚴(yán)重，造成額外的經(jīng)濟(jì)成本。2、整體可拆性差，運(yùn)輸、組裝繁瑣。3、對(duì)患者康復(fù)功能的考慮較少。從近年來(lái)的發(fā)展來(lái)看，國(guó)內(nèi)的發(fā)展迅速，各種結(jié)構(gòu)、功能等等各異的護(hù)理床層出不窮。發(fā)展方向主要向機(jī)器人模塊化的自動(dòng)控制方向發(fā)展。三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：1、硬件條件：個(gè)人電腦（繪圖，編輯用）2、軟件條件：WINDOWS 7 操作系統(tǒng)、Pro/E 野火版 4.0 繪圖軟件、OFFICE 文件處理軟件3四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：[1]孫恒，陳作模 . 機(jī)械原理[M].7 版 . 北京：高等教育出版社，2006 .[2]孟憲源 . 現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè)[M]. 北京機(jī)械工業(yè)出版社，1993 .[3]梁崇高，等 . 平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì)[M] . 北京：高等教育出版社，1993 .[4]濮良貴，紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì)[M] .8 版. 北京：高等教育出版社，2006 .[5]詹啟賢 . 自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)[M] . 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1944 .[6]鄒慧君 . 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] . 上海：上海交通大學(xué)出版社，1994 .[7]寧濤，王飛 . 中文版 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 基礎(chǔ)教程[M] . 北京：清華大學(xué)出版社，2008 .[8]黃圣杰，等．Pro/ENGINEER.2001 高級(jí)開(kāi)發(fā)實(shí)例[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2002.[9]鐘日銘，等 . Pro/ENGINEER Wildfire4.0 從入門(mén)到精通[M] . 北京：工業(yè)出版社，2009 .五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說(shuō)明）1、4 月 9 日前完成開(kāi)題報(bào)告及設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。2、4 月 10 日至 5 月 20 日（6 周時(shí)間）完成設(shè)計(jì)具體內(nèi)容，包括圖紙及說(shuō)明書(shū)。3、5 月 21 日至 5 月 31 日（1 周左右）完成設(shè)計(jì)修改驗(yàn)收總結(jié)工作。4、6 月 1 日至 6 月 15 日完成答辯。六、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)：指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日 4本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 職稱： 所在院（系）： 教研室（研究室）： 題 目學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào)一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫(xiě)：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）二、開(kāi)題報(bào)告完成情況：5三、階段性成果：四、存在主要問(wèn)題：6五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日I摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人民對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，其中對(duì)于床的舒適度和多功用要求也越來(lái)越高。多功能可調(diào)角度床是一種針對(duì)普通人群的自動(dòng)化舒適性生活需要而設(shè)計(jì)的，能隨意調(diào)節(jié)床的背部和腿部的角度。它既可以通過(guò)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭生活的自動(dòng)化，又可以使人民的生活更加舒適更加方便，從而提高家居生活的質(zhì)量。課題設(shè)計(jì)一種用于普通家庭使用的多功能床，解決人身體和生理方面的需要（抬背、曲退等）。該設(shè)計(jì)對(duì)多功能床的各項(xiàng)功能進(jìn)行了方案的選擇、原理分析、零件尺寸計(jì)算及強(qiáng)度校核，使其能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)設(shè)功能的正常運(yùn)動(dòng)。并采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件 Pro ENGINEER 對(duì)其進(jìn)行建模和裝配，最后對(duì)其整體方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。關(guān)鍵詞：多功能床 原理分析 零件尺寸計(jì)算 強(qiáng)度校核 Pro ENGINEER運(yùn)動(dòng)仿真IIAbstractWith the rapid development of social economy, people living standard rises ceaselessly, people on the quality of life of the increasingly high demand, the bed comfort and function requirements are also getting higher and higher.The multi-function adjustable angle bed is a need for automation comfortable life of the general population and design, is able to adjust the angle of the back and legs of the bed. It can be achieved through the controller automation of family life can make people's lives more comfortable and more convenient, thereby improving the quality of home life.The task to design a multi-functional bed for ordinary house use, to solve the human body and physiological needs (lift back, bend knees and etc). The design on the various functions of the multi-functional bed with a choice of programs, principles of analysis, spare parts size calculation and strength check , and enable it to achieve the normal movement of the default function. And using of digital three-dimensional design software Pro ENGINEER for modeling and its assembly ，finally the overall program for motion simulation.Key words: the multi-functional bed principles of analysis spare parts size calculation strength check motion simulation by Pro ENGINEER IIIi目 錄摘 要 .IABSTRACT.II前 言 1第 1 章 緒論 31.1 課題的目的和意義 .31.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) .31.2.1 多功能床的分類 41.2.2 多功能床結(jié)構(gòu)的發(fā)展 61.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 .71.4 本章小結(jié) .8第 2 章 多功能床結(jié)構(gòu)的整體方案 92.1 多功能床的工作要求 .92.1.1 多功能床的工作環(huán)境 92.1.2 多功能床的位姿和控制要求 92.2 多功能床總體方案構(gòu)思 .92.2.1 構(gòu)思的提出 92.2.2 相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn) 102.2.3 多功能床的組成 112.3 本章小結(jié) .12第 3 章 多功能床的方案選擇和比較 133.1 多功能床方案一 .133.1.1 床板結(jié)構(gòu)示意圖 133.1.2 坐起及曲腿方案 143.2 多功能床方案二 .153.2.1 床板結(jié)構(gòu)示意圖 153.2.2 坐起及曲腿的方案 .163.3 方案的對(duì)比和選擇 .173.4 本章小結(jié) .18第 4 章 多功能床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 194.1 基本參數(shù)的設(shè)計(jì) .194.2 抬背機(jī)構(gòu) .19ii4.2.1 抬背機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 194.2.2 抬背機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（圖解法） 204.2.3 抬背機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇 224.3 曲腿機(jī)構(gòu) .234.3.1 曲腿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 234.3.2 曲腿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（圖解法） 254.3.3 曲腿機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇 284.4 本章小結(jié) .29第 5 章 零件的設(shè)計(jì)和校核 305.1 絲杠的設(shè)計(jì)與校核 .305.1.1 抬背絲杠尺寸的設(shè)計(jì) 305.1.2 抬背絲杠的強(qiáng)度校核 305.1.3 曲腿絲杠的尺寸設(shè)計(jì) 315.2 插桿軸的設(shè)計(jì)和校核 .325.3 抬背機(jī)構(gòu)中的零件的設(shè)計(jì)和校核 .335.4 曲腿機(jī)構(gòu)中零件設(shè)計(jì)與校核 .355.5 本章小結(jié) .37第 6 章 多功能床的 PRO ENGINEER 建模與仿真 .386.1 PRO/ENGINEER 建模 .386.2 PRO/ENGINEER 仿真 .426.3 本章小結(jié) .43第 7 章 設(shè)計(jì)總結(jié) 447.1 方案的評(píng)價(jià)與成本的估算 .447.2 多功能床的主要優(yōu)點(diǎn) .447.3 設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和改進(jìn)建議 .45致謝 46參考文獻(xiàn) 47附錄： 48外文資料與中文翻譯 .481