救護擔架車的設計【三維SW 】【含三維圖紙、說明書】

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小直徑銑刀工具高速銑削加工的研究加 藤 榮 春 新 谷 弘 巖 田 一 夫 杉 田 宏 明機 械 工 程 系 金 澤 技 術 學 院日 本 921 8501 7 1 河 北 郡 津 幡 町 石 川日 本 愛 知 縣 442 8533 1 15 加 賀 市 OSG 公 司 豐 川摘要 最 近 人 們 對 部 分 小 型 便 攜 式 產 品 的 生 產 需 求 有 所 增 加 因 此 有 必 要 開 發(fā)一 種 微 型 機 床 使 高 速 切 削 成 為 可 能 使 用 裝 備 有 小 直 徑 銑 刀 的 高 速 切 削 機 床 可 以 高效 率 的 加 工 較 小 零 件 在 科 研 成 果 中 一 種 裝 備 了 小 直 徑 立 銑 刀 的 立 式 微 型 機 床 的 研 究 解 決 了 高 速 條 件 下 小 零 件 的 設 計 與 生 產 問 題 所 研 制 的 機 床 的 尺 寸 是 300mm 400mm 340mm 其 重 量 為 50KG 本 機 在 裝 配 了 1 7mm 直 徑 的 小 直 徑 立 銑 刀 時 其可 以 達 到 的 切 削 速 度 為 25 0m s 研 究 結 果 證 實 這 種 機 床 在 以 0 6 mRz 的 表 面 粗糙 度 加 工 零 件 時 其 加 工 速 度 可 達 25 0m s 通 過 加 工 速 度 達 到 25m s 的 微 型 機 床 與加 工 速 度 2 5m s 的 加 工 中 心 做 比 較 證 實 了 在 25 0m s 速 度 下 工 件 變 形 層 的 厚 度 為0 6 m 關鍵詞 立 式 微 型 機 床 小 直 徑 立 銑 刀 高 速 銑 削 加 工 形 變 層 厚 度 表 面 粗 糙 度 1 簡介 近 年 來 隨 著 消 費 者 需 求 的 多 樣 化 產 品 種 類 和 數 量 的 頻 繁 變 化 使 生 產 系 統(tǒng) 變得 靈 活 多 變 1 2 因 此 不 僅 需 要 更 有 效 的 生 產 而 且 需 要 提 升 加 工 速 度 另 一方 面 就 是 人 們 對 毫 米 級 便 攜 式 產 品 的 需 求 增 加 此 外 人 們 對 產 品 的 小 型 化 輕 量化 和 實 用 性 的 要 求 有 所 提 升 3 4 因 此 必 須 要 提 高 加 工 的 效 率 和 精 度 來 應 對 人 們對 小 型 化 產 品 的 大 量 需 求 這 也 使 研 發(fā) 一 種 高 精 度 小 型 化 的 機 床 成 為 必 然 然 而 當 使 用 小 直 徑 立 銑 刀 在 傳 統(tǒng) 的 主 軸 轉 速 約 為 4000 轉 分 鐘 的 高 速 機 床 上 加 工 小 型 產品 并 增 加 切 削 速 度 是 難 以 實 現(xiàn) 的 因 此 在 使 用 小 直 徑 立 銑 刀 時 必 須 要 使 用 超 高 轉 速 的 主 軸 來 增 加 切 割 速 度 另 一 方 面 傳 統(tǒng) 機 床 的 重 大 缺 陷 就 是 尺 寸 大 能 源 利 用率 低 傳 統(tǒng) 高 速 機 床 的 加 工 范 圍 遠 大 于 小 產 品 的 需 求 此 外 傳 統(tǒng) 機 床 的 主 軸 及 其他 機 械 元 件 都 相 當 之 大 耗 費 能 量 也 相 當 之 多 因 此 研 究 一 種 裝 備 了 小 直 徑 立 銑刀 的 立 式 微 型 機 床 用 來 實 現(xiàn) 高 速 加 工 和 節(jié) 約 能 源 尤 為 重 要 5 在 這 項 研 究 中 立 式 微 型 機 床 的 設 計 與 制 作 可 以 實 現(xiàn) 高 速 切 削 加 工 和 節(jié) 約 能 源 它 讓 使 用 小 直 徑 立 銑 刀 加 工 小 型 零 件 成 為 可 能 表1 微型機床說明書 圖1 微型機床照片 圖2 主體照片2 微型機床規(guī)格表 1 為 立 式 微 型 機 床 的 規(guī) 格 為 了 減 輕 其 重 量 在 車 床 支 架 材 料 中 采 用 了 基陶 瓷 材 料 所 用 的 材 料 是 鑄 鐵 比 重 的 一 半 此 外 它 的 優(yōu) 點 很 多 擁 有 普 通 材 料 雙倍 的 抗 拉 強 度 約 為 3倍 的 楊 氏 模 量 和 低 1 3的 線 性 膨 脹 系 數 6 機 器 重 量 為 50kg 機 器 的 尺 寸 是 300 400 342mm 雙 風 水 輪 機 主 軸 類 型 A 型 轉 數 320000 轉 min和 B型 200000 轉 min 可 以 使 用 直 徑 較 小 的 刀 具 以 實 現(xiàn) 高 速 切 割 軸 又 輕 又 材 質 材 質 Si N 陶 瓷機 器 尺 寸 x y z 300 400 342mm機 器 重 量 50kg規(guī) 格 驅 動 方 法 直 線 電 機 驅 動全 行 程 X 50mm Y 50mm Z 16mm分 辨 率 0 1 m主 軸 主 軸 空 氣 渦 輪 主 軸旋 轉 數 320000 轉 分 鐘 小 可 在 無 潤 滑 油 條 件 下 使 用 因 此 主 軸 冷 卻 系 統(tǒng) 是 沒 有 必 要 的 空 氣 渦 輪 主 軸采 用 100V 壓 縮 機 來 壓 縮 空 氣 X軸 和 Y軸 采 用 直 線 電 機 驅 動 精 確 到 0 1 m 的 定位 可 加 工 高 精 度 的 小 工 件 X軸 y 軸 和 z 軸 的 長 度 分 別 為 50mm 50mm 和 16mm 微 型 機 床 安 裝 在 一 個 盒 子 里 用 來 控 制 加 工 期 間 產 生 的 氣 體 圖 1 為 上 述 規(guī) 格 的 微 型 機 床 的 示 意 圖 利 用 個 人 計 算 機 進 行 了 主 軸 控 制 單 元 的控 制 圖 2顯 示 了 主 體 結 構 空 氣 渦 輪 軸 已 手 動 安 裝 在 z 軸 上 實 現(xiàn) 了 精 度 達 到 0 5微 米 圖 中 的 箭 頭 顯 示 每 個 鍵 的 傳 遞 方 向 軸 圖 3 顯 示 控 制 系 統(tǒng) 的 X 軸 和 Y 軸 控制 單 元 采 用 一 個 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 利 用 高 定 位 精 度 位 置 實 現(xiàn) 了 速 度 和 電 流 的 反 饋 機 制 個人 電 腦 程 序 使 用 直 觀 視 覺 進 行 定 位 如 圖 4 所 示 為 電 能 消 耗 顯 示 了 微 型 機 床 和 現(xiàn)有 的 高 速 加 工 中 心 M C 之 間 的 比 較 該 設 備 的 電 力 消 耗 僅 為 M C 的 十 分 之 一 確 定 了 微 型 機 床 在 能 源 效 率 上 的 優(yōu) 越 性 圖3 微型機床控制系統(tǒng)示意說明 圖4 微型機床與加工中心耗電量比較 圖5 路程與轉數關系 圖6 X軸與 Y軸的微小影響 3 微型機床制造的基礎3 1 空氣渦輪機軸的特征空 氣 渦 輪 主 軸 可 以 實 現(xiàn) 高 轉 速 但 它 低 扭 矩 低 在 這 部 分 研 究 了 空 氣 渦 輪 主 軸的 受 力 對 其 轉 數 的 影 響 在 主 軸 上 安 裝 了 測 試 棒 將 負 載 添 加 到 測 試 棒 的 頂 端 長度 9毫 米 直 徑 1 7 毫 米 使 主 軸 在 水 平 方 向 旋 轉 使 用 激 光 轉 速 表 測 量 旋 轉 的 轉 數 圖 5顯 示 了 主 軸 轉 速 的 測 量 結 果 A和 B 在 這 個 圖 里 兩 軸 旋 轉 數 量 直 線 下 降 增 加 負載 可 以 看 出 在 主 軸 以 25m s 的 速 度 移 動 并 施 加 水 平 負 載 0 3 牛 的 情 況 下 轉 速 為320000 轉 分 在 主 軸 以 16 7m s 的 速 度 移 動 并 施 加 水 平 負 載 0 6 牛 的 情 況 下 轉速 為 200000 轉 分 3 2x坐標軸和y坐標軸的定位在 微 型 機 床 的 x 軸 和 y 軸 是 用 直 線 電 機 驅 動 兩 軸 的 定 位 精 度 檢 查 的 方 式 是 每次 以 40mm 5 m s的 速 度 進 給 分 3次 完 成 的 命 令 的 定 位 精 度 是 使 用 位 移 傳 感器 測 量 激 光 打 出 的 10 納 米 得 光 得 到 的 對 兩 軸 分 析 的 結 果 如 圖 6所 示 在 圖 中 很 明顯 看 出 兩 軸 有 準 確 的 輸 入 值 然 而 能 夠 證 實 瞬 態(tài) 特 點 存 在 于 X 軸 從 Y 軸 到 X軸 存 在 一 個 有 Y 軸 方 向 的 質 量 4 5千 克 產 生 的 慣 性 力 3 3 機架的特點我 們 需 要 測 量 固 有 頻 率 阻 尼 比 并 檢 查 弱 化 特 征 框 架 7 圖 7 為 振 動 測 量 設 備的 示 意 圖 和 實 驗 方 法 用 壓 電 加 速 度 傳 感 器 檢 測 到 的 機 架 震 動 是 由 z 軸 的 上 部 框 架 產 生 的 其 輸 出 值 是 通 過 放 大 器 快 速 輸 入 到 傅 立 葉 變 換 FFT 分 析 器 可 以 得 到 固有 頻 率 和 阻 尼 比 表 2 很 直 觀 的 顯 示 了 x 軸 和 y 軸 方 向 上 頻 率 和 阻 尼 比 的 測 量 結 果 在 表 中 證 實 x 軸 的 固 有 頻 率 525 赫 茲 Y 軸 的 固 有 頻 率 是 532 赫 茲 從 結 果 中 可 以看 出 機 架 震 動 的 固 有 頻 率 約 為 530 赫 茲 這 臺 機 器 的 阻 尼 比 是 0 119 空 氣 汽 輪機 主 軸 的 頻 率 是 5333 和 3333 赫 茲 從 測 量 結 果 可 以 看 出 微 型 機 床 的 固 有 頻 率 并沒 有 產 生 共 鳴 圖7 實驗方式和震動測量裝置 表2 阻尼測量結果表3 化學成分和 S45C的布氏硬度化 學 成 分 含 量 布 氏 硬 度C Si Mn P S Fe0 45 0 29 0 71 0 027 0 018 剩 余 部 分 180 圖8 主要工件的圍觀顯示 圖9 刀具的幾何結構 3 的硝酸酒精溶液處理 60秒 4 使用小端銑刀高速加工工具的優(yōu)勢4 1實驗的過程 影 響方 向 測 量 項 目 測 量 結 果X 軸 自 然 頻 率 n 525Hz相 位 120 度Y 軸 自 然 頻 率 n 532Hz相 位 49 度阻 尼 比 0 119 我 們 采 用 的 工 件 材 料 是 碳 鋼 JIS S45C 工 件 材 料 經 過 退 火 表 3 顯 示 了 工 件材 料 的 化 學 成 分 和 布 氏 硬 度 圖 8 所 示 位 這 種 材 料 的 微 觀 結 構 工 件 材 料 的 幾 何 形狀 是 15 10 20 毫 米 矩 形 管 使 用 A 鈦 鋁 N 涂 層 的 雙 槽 小 立 銑 刀 工 具 基 板材 料 為 硬 質 合 金 涂 層 厚 度 約 為 3 0 m 圖 9 顯 示 了 刀 具 的 幾 何 形 狀 圖 10 顯 示了 小 端 銑 刀 工 具 的 尖 端 切 削 刃 實 際 的 使 用 的 是 螺 旋 端 銑 刀 刀 具 其 角 度 大 約 為 零 度 左 右 刀 補 大 約 為 50 m 圖10 微型銑刀的切割邊緣 圖11 切割長度和表面粗糙度的關系 圖12 多個切割速度下工件表面的比較在 銑 削 實 驗 中 優(yōu) 良 的 切 削 條 件 如 下 在 實 驗 中 進 給 速 度 SZ 為 4 3 m 齒 軸 向 切 削 深 度 AA 為 50微 米 切 割 的 徑 向 深 度 AR 30 微 米 切 割 速 度 V 為 2 5 米 秒 16 7米 秒 和 25 0米 秒 為 了 檢 查 切 削 速 度 對 切 削 性 的 影 響我 們 采 用 了 三 種 類 型 的 主 軸 由 于 每 個 刀 刃 的 旋 轉 數 不 能 自 由 地 控 制 使 用 一 個320 000轉 min 的 空 氣 渦 輪 軸 A型 200 000 轉 min的 空 氣 渦 輪 主 軸 B 型 和 30000 轉 min 的 直 流 電 動 機 主 軸 C 型 采 用 給 切 割 點 施 加 0 2MPa 的 壓 力 和 干 燥空 氣 的 切 割 方 法 使 用 電 子 顯 微 鏡 和 藍 色 激 光 顯 微 鏡 進 行 機 加 工 的 表 面 的 觀 察 4 2實驗結果與討論對 小 立 銑 刀 工 具 S45C 在 高 速 加 工 時 的 優(yōu) 勢 進 行 了 研 究 圖 11 看 出 了 在 幾 個 切割 速 度 下 切 削 面 所 增 加 的 的 最 大 高 度 變 化 在 該 圖 中 給 分 散 性 和 表 面 的 平 均 粗 糙 度做 出 標 記 在 高 速 切 割 時 切 割 面 的 最 大 高 度 增 量 維 持 在 2 m 檢 測 到 的 數 值 分 散性 較 小 相 反 可 以 很 明 顯 的 看 出 波 動 和 分 散 在 低 切 削 速 度 下 非 常 大 圖 12 比 較 了幾 個 用 于 加 工 表 面 的 切 割 速 度 可 觀 測 到 加 工 表 面 切 削 速 度 最 低 2 5 米 秒 產 生 了撕 裂 部 分 在 高 切 削 速 度 16 7米 s和 25 0米 秒 即 使 切 割 距 離 增 加 有 人 沒 有 觀 察 到 撕 裂 部 分 從 主 軸 偏 轉 的 測 量 結 果 看 出 使 用 的 直 流 電 動 機 主 軸 在 低 切 削 速度 下 的 偏 轉 約 為 9 微 米 這 結 果 在 與 使 用 空 氣 渦 輪 轉 軸 時 相 差 較 大 因 此 類 似 的 實驗 試 圖 顯 示 了 使 用 現(xiàn) 有 的 高 速 加 工 中 心 偏 轉 圍 1 0 m 和 使 用 直 流 電 機 主 軸 獲 得 的結 果 是 一 樣 的 接 著 在 兩 個 切 割 速 度 2 5米 秒 和 25 0米 秒 下 對 加 工 表 面 上 方 的 變 形 層進 行 了 觀 察 圖 13顯 示 了 用 3 的 硝 酸 和 酒 精 溶 液 蝕 刻 后 的 切 削 面 在 不 同 切 削 速 度時 的 比 較 如 在 圖 中 可 以 確 認 在 變 形 層 厚 度 為 1 3 m 時 切 削 速 度 約 為 2 5 米 秒 在 變 形 層 厚 度 為 0 6 微 米 時 的 切 削 速 度 約 為 25 0 米 秒 因 此 得 出 在 高 速 切 削 的 情況 下 可 以 減 少 變 形 層 的 厚 度 以 提 高 產 品 質 量 方 面 具 有 優(yōu) 越 性 圖 14 顯 示 了 切 削 屑 圖132 5m s和 25m s形變層的比較 圖14Ln 10m時 2 5m s和 25m s 3 的硝酸酒精溶液處理60 秒 切削屑的比較 3 的硝酸酒精溶液處理 60秒 厚 度 隨 切 削 速 度 增 大 而 減 小 隨 著 切 削 速 度 降 低 大 約 一 半 證 實 切 削 屑 的 塑 性 流 動 角度 減 少 因 此 減 小 高 速 切 削 的 切 削 深 度 并 使 用 直 徑 較 小 的 刀 具 可 以 提 高 加 工 表 面 精 度 因 此 可 以 預 期 高 速 加 工 使 用 小 直 徑 立 銑 刀 工 具 的 優(yōu) 勢 5 結論通 過 對 安 裝 了 高 速 小 端 面 銑 刀 的 微 型 機 床 的 研 究 設 計 和 生 產 實 現(xiàn) 了 提 高 工 效和 節(jié) 省 能 源 所 得 到 的 結 果 如 下 1 立 式 微 型 機 床 設 計 該 機 床 是 由 空 氣 渦 輪 主 軸 320000轉 分 鐘 型 或 200000轉 分 型 基 于 定 位 精 度 為 0 1 m 的 氮 化 硅 陶 瓷 框 架 和 一 個 線 性 馬 達 組 成 的 2 該 機 床 的 功 耗 僅 為 現(xiàn) 有 的 高 速 加 工 中 心 的 1 10 3 證 實 了 320000 轉 分 鐘 的 主 軸 可 以 在 25 0 米 秒 的 高 速 和 0 3N 的 水 平 載 荷下 使 用 4 該 微 型 機 床 阻 尼 比 為 0 119 固 有 頻 率 為 530Hz 5 可 以 保 持 表 面 粗 糙 度 2 0 mRz 較 高 的 切 削 速 度 25 0m s 和 在 較 長 切 削長 度 下 切 確 的 數 值 分 散 性 較 小 在 這 些 條 件 下 獲 得 無 撕 裂 部 件 的 加 工 面 6 變 形 層 厚 度 在 2 5 米 秒 切 削 速 度 下 約 為 1 3 微 米 在 25 米 秒 的 切 割 速 度下 約 為 0 6 微 米 7 切 削 屑 的 塑 性 流 動 角 在 高 切 削 速 度 降 低 25m s 參考文獻 1 KA KINO Y IHA RA Y MORIGUCHI H et al High speed Machining Technologiesfor A gile Manufacturing IMS 2001 89 92 in Japanese 2 IDETA M FUKUSHIGE M et al Toyota Tech Rev 1995 45 1 92 97 in Japanese 3 JA MES M Miniaturization Tech Pap Soc Manuf Eng 1999 1 64 REDFORD A Small Parts Feeding A ssem A utom 1999 11 4 8 115 A SA DA N KURIHA RA G MORITA N et al Development of Numerical ControlledMicro Milling Machine Micro Cube j of JSA T 2003 47 7 373 378 in Japanese 6 MISHIMA N Characteristics of Materials for Machine Tool Structure 1 streport Purpose of the Study and Damping Characteristics Report ofMechanical Engineering Laboratory 1995 49 5 193 200 in Japanese 7 ISO 10791 2 Test conditions for machining centers Part2 Geometric testsfor machines with vertical spindle or universal heads with vertical primaryrotary axis vertical Z axis 2001 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1 畢業(yè)設計課題的任務和要求 在分析現(xiàn)有擔架車的原理及結構技術的基礎上 應用現(xiàn)代設計方法 機械原理 機 械設計等相關理論 進行擔架車的結構方案 工作原理設計與主要零部件設計計算 要 求能實現(xiàn)擔架車的折疊與直推功能 車腿能根據救護車高度變化做相應調節(jié) 能實現(xiàn)自 動收腿功能 現(xiàn)代滿足醫(yī)療救護器械具有運動平穩(wěn) 操作快速方便 對傷員的二次傷害 小的基本要求 撰寫畢業(yè)設計說明書 翻譯相關英文科技文獻 1 篇 2 畢業(yè)設計課題的具體工作內容 包括原始數據 技術要求 工作要求等 救護擔架車自重不超過 15kg 最大載重 100kg 設計一款救護擔架車 能實現(xiàn)擔架 車的折疊與直推功能 車腿能根據救護車高度變化做相應調節(jié) 能實現(xiàn)自動收腿 自鎖 功能 具體要求 1 了解救護擔架車的基本工作原理 2 研究現(xiàn)有救護擔架車裝置的性能 優(yōu)缺點及適應性 確定救護擔架車的總體 結構方案 3 設計校核救護擔架車的主要零部件 正確規(guī)范繪制相關圖紙 使用相關軟件 完成虛擬動畫 4 撰寫畢業(yè)設計說明書 5 翻譯相關英文科技文獻 1 篇 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 3 對畢業(yè)設計課題成果的要求 包括畢業(yè)設計 圖紙 實物樣品等 1 設計的救護擔架車全套圖紙 2 畢業(yè)設計說明書 1 份 3 相關科技文獻英文翻譯 1 份 結構設計合理 能達到使用要求 圖紙規(guī)范 正確 附帶光盤 4 畢業(yè)設計課題工作進度計劃 起 迄 日 期 工 作 內 容 2 月 29 日 3 月 21 日 熟悉課題 搜集資料 進行設計構思 寫出開題報告并進行相關論文的英文翻譯 3 月 30 日 5 月 10 日 確定設計方案 完成全套設計圖紙 5 月 11 日 6 月 1 日 撰寫設計說明書等 6 月 1 日 6 月 5 日 查漏補缺 答辯 學生所在系審查意見 同意下發(fā)任務書 系主任 2016 年 2 月 29 日 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 1 結合畢業(yè)設計情況 根據所查閱的文獻資料 撰寫 2000 字左右的文 獻綜述 文 獻 綜 述 1 1 設計依據 當今世界 科學技術不斷的發(fā)展 為了趕上時代的節(jié)奏和腳步 實用技術不斷推 陳出新 其中救護擔架車也不例外 不斷升級和創(chuàng)新 技術也逐漸成熟 又由于醫(yī)療 設備的創(chuàng)新發(fā)展 國內外救護擔架車結構各式各樣 各有優(yōu)點和缺點 擔架車作為搬 運病人的主要工具 對其使用歷來已久 人們根據各個時期對擔架車提出的使用要求 與功能 不斷的對其進行改進 使其功能越來越強大 越來越完善 目前 已經開發(fā) 出一些輔助搬運器械來解決不能獨立行走病人搬運的問題 這大大降低了護理人員的 工作強度及運送過程中可能對病人造成的二次傷害系數 1 2 國內研究現(xiàn)狀 戚鵬飛等研制的多功能醫(yī)用擔架車 其設計的擔架車可以通過控制裝置轉換為輪 椅車 這標志著我國對擔架車的研究由使用階段轉變到了開發(fā)設計階段 下樓式越障擔架車 采用推車形式 把擔架車分為上中下三層結構 上層為傷員 承載面 中間為急救與生命支持單元 下層為移動支撐單元 上中下層采用模塊化靈 便組合 使之不但可作為普通擔架使用 更可與下層移動支撐單元組合為擔架車 從 而使整套擔架車作為專業(yè)的轉運工具既具有擔架的靈活和輕便性 又具有擔架車的省 力 承載能力高的性能 從而更好的適應各種復雜環(huán)境 下樓式越障擔架車不但能應 用于各種復雜的環(huán)境 降低救護人員的勞動強度 而且隨車攜帶的各種急救醫(yī)療器材 保證需要救助的病人在轉運途中得到最有效 最基本的救助 使擔架車的功效得到了 的最有效的發(fā)揮 1 3 張彥恩等人在其專利申請中介紹了一種帶斜板式病院轉移裝置 該裝置通過滾軸 滑板和斜板的配合使用 在進行有高度差的床面與推車間的病人搬移時 只需將斜板 在不同的高度進行固定 而后利用滑板將病人沿斜板進行推運到擔架車上 此種搬運 方法可實現(xiàn)病人的快速有效搬運 除此以外 該裝置還具有結構簡單 價格低等優(yōu)點 免搬運擔架車 該車升降系統(tǒng)采用液壓控制 平移板縱向可分成兩部分且前部分 能折下折平 后半部分能在擔架車上橫向移動 當搬運病人時 利用液壓控制系統(tǒng)對 車面高度進行調節(jié) 當車面與病床或者手術床大致等高時 即可通過板的橫向移動來 進行病人床位轉移操作 該車利用液壓系統(tǒng)進行控制 當時在國內已達領先水平 且 搬運病人容易方便 節(jié)省了時間和人力 該車還配有減震系統(tǒng) 減少了病人的顛簸之 苦 2002 年周志坤等人在總結了前人的研究成果的基礎上 研制了一種運送病人水平 擔架車 該擔架車采用新的結構形式 在以前的擔架車的裝置上增加了輸液架 引流 裝置 床板減震裝置 衣櫥等裝置 這給醫(yī)護人員帶來很大的便利 使他們在工作過 程中能利用擔架車為病員做及時有效的護理工作 12 15 楊月誠等人在其專利全自動直推式擔架車中提出了一種利用四桿機構進行控制的 可全自動直推式上下救護車的擔架車 擔架車上車時 前撞桿撞到救護車底板時自動 收攏 繼續(xù)推擔架車 后撞桿也與救護車底板相撞 也同樣會自動收起 下車過程與 上車過程剛好相反 該擔架車可實現(xiàn)單人直推 不必手動調節(jié)上下車裝置 操作迅速 質輕平穩(wěn) 節(jié)省救護時的人力和時間等一系列優(yōu)點 軌道側移式病員搬運轉運擔架車 換床單架車與 2007 年的一種方便病人搬運的擔 架車 都能實現(xiàn)擔架板相對車架的側向滑移 將病人進行床位轉換 孫建研究的擔架 車利用手搖裝置和齒輪驅動主擔架在支撐擔架上進行平移 利用液壓控制系統(tǒng)進行升 降控制 此外 該擔架車還配備了供氧裝置 儲物柜 可移動儲物筐 輸液架 彈簧 式減震器等輔助裝置 該車運轉平穩(wěn) 功能完善 推進方向一人可控 但由于使用了 液壓控制 相對于純機械 可能有漏油現(xiàn)象且該車結構較復雜 華婷研制的擔架車利 用上下滑塊的相對滑動進行擔架床面的平移 搬運病人時 先調節(jié)升降車高度以適應 搬運需求 而后只需將擔架面沿水平推出即可實現(xiàn)搬運 該車利用防傾覆護欄減少了 搬運過程中傾倒的可能性 該車結構合理 進行病人床位轉移時操作簡便 徐于保利 用傳送帶的形式進行病人的搬運且床面可與擔架車成一定角度轉換 其研制的擔架車 可便捷的搬運病人 4 6 1 3 國外發(fā)展狀況 國外的研究人員將工作重心轉移到了機電一體化產品開發(fā)上 因此各種輔助搬移 病人的機電設備應運而生 典型設備有由 FUJIDA 提出的 Torancemover 該設備主 要是由安裝在擔架車上的驅動電機和控制器來驅動安裝在上下兩金屬板上的皮帶旋轉 來搬移病人 TAKAOKA 等和 KAKUTANI 等開發(fā)了一種助力搬移設備 這種設備主要是利用 控制桿來控制搬移金屬板進行病人的搬運 7 日本 DAIHEN 公司開發(fā)的擔架與搬運車分離的搬運設備 該擔架車采用傳送帶傳送 形式 利用控制算法驅動電機對傳送帶進行控制 此搬運裝置有兩種類型 1 KASAGAMI 等提出的插入板較厚的搬移設備 2 王洪波 笠上文男提出的插入板較薄 的搬移設備 第二種采用能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的模塊化設計和體積小 功能 多 高智能的嵌入式控制系統(tǒng)使設備能平穩(wěn)的插入病人身下對病人實行平移搬運 該 設備搬運時分為抬升 移動 放下三部分 通過控制不同驅動電機的運轉情況進行皮 帶的驅動 這樣既可以實現(xiàn)三個工作部分的有機結合 通過臨床試驗 該設備護士的 可操作性高 可實現(xiàn)病人不變體位進行床位轉移 大大減少護士的體力勞動 8 參考文獻 1 許致華 半自動擔架車的運動仿真 J 中國民航學院學報 2003 21 1 36 38 2 許致華 王立文 傅強一種新型救護擔架車運動過程的分析與研究 J 哈爾濱工業(yè) 大學學報 200335 4 433 436 3 倪涌猛 擔架平推車的人性化改進 J 中國醫(yī)療器械雜志 2003 27 6 462 463 4 王志學 劉一鳴 賈連斌 王鳳蘭 折疊式擔架車機構創(chuàng)新設計 J 機械設計 2010 27 8 95 96 5 袁承浪 官春紅 敖惠萍 簡易過床擔架的設計與應用 J 井岡山學院學報 2007 28 6 121 6 王洪波 笠上文男 病人搬移設備的機電一體化設計和應用 J 機械工程學報 2009 45 7 68 74 7 FUJIDAM AMIZUHO Torancem over system used forpatient transfer in hospital J The Japanese Journal of Medical Instrumentation 1994 64 11 517 8 TAKAOKAD IWAKIT YAMADAM etal Development of a transfer supporting equipment applying power assist control C Proc 4 thInt Workshop on Advanced MotionControl Mie Japan March18 21 1996 1 92 96 9 李向前 病員搬運擔架車 中國 94204319 7 P 1994 11 23 2010 10 16 10 田慶彬 顧榮林 多功能擔架車 中國 94209770 X P 1995 03 15 2010 10 16 11 潘秉章 孫剛等 床面可移動的擔架車 中國 97245154 4 P 2000 01 05 12 陳洪濤 一種醫(yī)用液壓自動搬運車 中國 00236930 3 P 2001 03 28 13 鄭中富 免搬動病人擔架車的研制 J 醫(yī)療設備信息 2001 4 14 52 53 14 周志坤 崔勇 孫君榮 一種運送病員水平擔架車 中國 02269500 1 P 2003 08 13 2010 10 16 15 楊月誠 熊磊等全自動直推式擔架車 中國 200420086231 0 P 2006 02 01 2010 10 16 16 張其江 一種醫(yī)用電動擔架車 中國 200520080389 1 P 2006 05 17 2010 10 16 17 孫建 軌道側移式病院搬運轉運擔架車 中國 200520072872 5 P 2006 08 09 2010 10 16 18 華婷 換床擔架車 中國 200620076561 0 P 2007 09 19 2010 10 16 19 29 陸濤 呂國平 石延軍等全機械手動換床擔架車的研制 J 醫(yī)療衛(wèi)生裝備 2008 29 1 50 51 20 陸濤 呂國平 石延軍等重癥患者轉運擔架車的研究與應用 J 東南國防醫(yī)藥 2007 9 5 344 345 畢業(yè)設計開題報告 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段 途徑 2 1 本課題要研究或解決的問題 盡管國內對救護擔架車的技術還不成熟 但仍有不少國內研究人員在不斷進行技 術創(chuàng)新和革新 從而救護擔架車的發(fā)展 綜合國內外救護擔架車研究現(xiàn)狀 國內外企 業(yè)都將救護擔架車技術列為重點發(fā)展的高技術 智能化 多功能化和舒適化 將逐步 取代傳統(tǒng)的機械式 單一功能式技術 而各外救護擔架車廠商在性能上的比拼 將提 升外救護擔架車的技術含量 降低生產成本 并推動新的技術革命 在救護擔架車方 面而言 以歐美等國的技術最為先進 國外救護擔架車推廣應用時間長 產品技術成 熟 國外一些企業(yè)已經研發(fā)出幾代救護擔架車產品 國內開發(fā)出救護擔架車 研發(fā)投 入少 市場份額小 產品應用推廣面窄 故本課題研究希望設計出一種性能優(yōu)越的救 護擔架車 初步確定的救護擔架車方案是救護擔架車自重不超過 15kg 最大載重 100kg 設 計一款救護擔架車 能實現(xiàn)擔架車的折疊與直推功能 車腿能根據救護車高度變化做 相應調節(jié) 能實現(xiàn)自動收腿 自鎖功能 具體要求 1 了解救護擔架車的基本工作原理 2 研究現(xiàn)有救護擔架車裝置的性能 優(yōu)缺點及適應性 確定救護擔架車的總體結構 方案 3 設計校核救護擔架車的主要零部件 正確規(guī)范繪制相關圖紙 使用相關軟件完成 虛擬動畫 解決的問題 1 實現(xiàn)怎樣的功能 怎樣實現(xiàn) 2 機構設計 裝配圖 二維零件圖的繪制 3 理論知識到實際中的運用能力 2 2 擬采用的研究手段 途徑 1 制定救護擔架車功能和方案 2 根據制定的方案 進行救護擔架車總體的結構設計 3 總體結構的功能分塊 進行各功能塊 實現(xiàn)機構 運動方式的選擇 4 救護擔架車總體的初步設計 繪制測試原理框圖 結構簡圖 5 救護擔架車外觀設計 6 救護擔架車強度 穩(wěn)定性校核 6 詳細設計 進行具體的結構設計 繪制測試裝置的零件圖和裝配圖 7 進行評價方法的理論分析 優(yōu)化步驟和流程 2 3 技術路線 2 4 實施計劃 第 1 2 周 閱讀相關文獻 翻譯英文文獻 是 否 是否滿足要求 救護擔架車性能檢測 確定救護擔架車設計參數 結論與建議 關鍵部件設計研究 CAD 出圖 明確研究任務 查閱資料 調研 研究方案設計 計算與校核救護擔架車的分析研究 第 2 3 周 完成文獻綜述 第 3 4 周 明確畢業(yè)設計研究方向與內容 完成開題報告 第 5 6 周 救護擔架結構結構和外觀設計 第 7 8 周 完成救護擔架構結構分析方案 繪制救護擔架結構結構三維圖 第 8 9 周 完成所有裝配圖和零件圖 第 10 周 產品的優(yōu)化設計和改進 第 11 周 撰寫畢業(yè)論文 第 12 周 畢業(yè)設計答辯 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 指導教師意見 郭子涵同學在查閱了大量的和畢業(yè)設計工作有關的資料 書籍后 對課題研究內 容和研究方法有了較明確的認識和理解 較好地完成了課題前期的準備工作 開題報告語言通順 格式規(guī)范 文獻綜述 部分對救護擔架車裝置國內外的發(fā) 展現(xiàn)狀進行了較為詳細的敘述 有一定的深度 本課題要研究或解決的問題和擬采 用的研究手段 途徑 部分中 捉出問題還需更明確 希望繼續(xù)努力查閱相關專業(yè) 資料 圓滿完成本次畢業(yè)設計工作 同意開題 指導教師 2016 年 3 月 22 日 所在系審查意見 同意開題 系主任 2016 年 3 月 22 日 I 救護擔架車的設計 摘要 現(xiàn)有的救護擔架車有一些優(yōu)點 也有一些缺點 而這些缺點有時是致命的 結構復雜 外觀笨重 基本沒有減震性能 不適合在在大型災難現(xiàn)場和大型事故現(xiàn)場 使用 非常容易對病人和傷員造成二次傷害 為了提高救護擔架車的穩(wěn)定性 抗震性 和舒適度 我對擔架車進行了全方位的重新設計 設計的擔架車結構簡單 操作簡便 減小了震動帶來的沖擊力 使病人免受顛簸之苦 空間占用小 方便攜帶 人員占用 小 一個人就可以完成操作 關 鍵 詞 救 護 擔 架 車 連 桿 機 構 懸 架 系 統(tǒng) II Ambulance stretcher car design Abstract Existing ambulance stretcher has some advantages There are some shortcomings and these shortcomings are sometimes fatal complex bulky appearance basically no damping properties not suitable for use in large scale and large scale disaster scene of the accident scene is very easy to sick and wounded cause secondary damage To enhance the stability vibration resistance and comfort ambulance stretcher the stretcher I conducted a comprehensive re design simple design stretcher structure easy operation reducing the vibration force of the impact so that the patient suffer from bumps Small footprint easy to carry takes up a small staff one person can complete the operation Keywords Emergency stretcher Linkage mechanism Suspension III IV 目 錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 1 緒論 1 1 1 救護擔架車產生的背景 1 1 2 救護擔架車的意義 1 2 現(xiàn)有擔架車的分析 3 2 1 現(xiàn)有擔架車的折疊機構 3 2 2 現(xiàn)有擔架車的折疊過程 4 2 3 目前擔架車的優(yōu)缺點 5 2 4 設計的目標 5 3 新型救護擔架車的工作原理 7 3 1 新型救護擔架車的結構組成 7 3 2 新型救護擔架車的基本參數 8 3 3 新型救護擔架車結構計算 11 3 3 1 自重計算 11 3 3 2 彎矩剪應力計算 11 4 減震系統(tǒng)設計 13 4 1 懸架的功能和組成 13 4 2 懸架的設計方案與彈性特性 14 4 2 1 懸架的彈性特性 14 4 2 2 彈簧的選擇 15 5 設計總結 16 參考文獻 17 致謝 18 1 1 緒論 1 1 救護擔架車產生的背景 救護擔架車是日常生活中常見的一種用于救護病人或傷員的器械 具有使用簡便 實用性強的特點 隨著科學技術的發(fā)展 救護擔架車也在不斷進步 在國外的一些科 技發(fā)展領先的國家 救護擔架車已經發(fā)展的相當成熟 主要表現(xiàn)在兩個方面 一是二 次傷害小 病人和傷員躺在擔架車上會非常安全 二是擔架車初步實現(xiàn)了智能化 數 字化 加入了一些高科技元素 大大加強了救護擔架車的功能性 在運送病人的同時 醫(yī)護人員就可以利用擔架車上的一些設備對病人進行簡單的救治 但是 在一些科技 水平落后的國家和地區(qū) 擔架救護車還只是簡單的純機械設備 還有很大的改進空間 目前 我國的擔架車和國外發(fā)達國家相比 同樣存在很多不足 在日常的使用中 不僅給醫(yī)生帶來了一些不方便 而且偶爾也會對病人造成二次傷害 擔架車這種很常 見的器械 為什么國內沒有跟上國外的腳步呢 這個問題困擾了我很久 所以我決定 設計一種簡單的擔架車 在我國現(xiàn)在使用的擔架車中 大部分的是四輪的 當然也有 一些三輪的 在我的走訪調查中發(fā)現(xiàn) 這些擔架車用了很多年 但是問題還是很多 有一些缺點很嚴重 比如輪子的材料不好 很容易摩擦損壞 又比如說擔架車的減震 效果不好 遇到戶外一些不平的路面 顛簸的很厲害 非常容易發(fā)生意外 對病人或 傷員造成二次傷害 隨著社會的進步 人們的生活水平在不斷提高 但是隨之而來的一些安全隱患也在 威脅著人們 各種安全事故層出不窮 近幾年 中東地區(qū)的局勢也極其動蕩 戰(zhàn)爭紛 起 恐怖分子橫行 再加上一些自然災害 這些威脅每時每刻都關系到了我們的生命 安全 而且往往一次事故一次戰(zhàn)爭會造成大量的傷員 醫(yī)護人員本就人數缺乏 如果 再沒有一個好的擔架車 那真是雪上加霜 因此 急需一種簡便又功能強大的擔架車 所以 我設計了一種專門用于救災現(xiàn)場和大型事故現(xiàn)場的緊急救護用擔架車 1 2 救護擔架車的意義 最近幾年 全世界的各種災難事故一直在發(fā)生 這些問題已經嚴重影響到了全人類 的安全 各國人民也非常重視 我們中國每年也會因為這些安全問題損失慘重 比如 08 年的汶川地震 前幾年的沉船事故等等 這些重大安全事件不僅奪去了很多人的生 命 同時也造成了很大的經濟損失 我國每年因為這些事故損失的 GDP 達到了 6 在 2 這些安全事件發(fā)生的現(xiàn)場 路面往往都受到了很嚴重的損害 救護車一般很難到達第 一線 這就需要救護人員用擔架車到現(xiàn)場把傷員運送到救護車的位置 這段路程對擔 架車有很高的要求 非常容易發(fā)生意外 對病人或傷員造成二次傷害 所以 各種救援現(xiàn)場對擔架車有著很高的要求 首先擔架車不能太過笨重 必須具 有重量輕 可折疊 方便使用的特點 而且使用擔架車的醫(yī)護人員盡可能的少 這樣 才能做到人員最大使用率 在很短的時間運送傷員 其次還必須有良好的減震系統(tǒng) 保證傷員和病人在凹凸不平的路面不會受到二次傷害 3 4 2 現(xiàn)有擔架車的分析 2 1 現(xiàn)有擔架車的折疊機構 圖 2 1 機構運動簡圖 現(xiàn)在常用的擔架車的機構運動簡圖如上圖 臺板是病人躺下的地方 臺板上通過多 個轉動副連接了幾個支桿 支桿之間又有連桿 這種擔架車一共有兩組輪 張開狀態(tài) 用一組 折疊以后還有一組 一組 4 個輪子 一共八個 都是萬向輪 可以任意旋轉 這種擔架車有兩種工作狀態(tài) 展開狀態(tài)和折疊狀態(tài) 展開狀態(tài)是在急救時推病人前進 時所用 而折疊狀態(tài)是用來上車和抬病人時用的 展開工作狀態(tài) 當醫(yī)護人員將傷員救出事故現(xiàn)場時 打開旁邊的 掛鉤 然后扣動觸板連桿 此時 內部的支桿展 開 然后再次轉動掛鉤 將其插入銷中鎖死 擔 架車此時展開 可以向前推行 醫(yī)護人員人員可 以非常方便的救助病人 折疊工作狀態(tài) 此時兩套支桿都并攏在一起 擔架車處于折疊 折疊時 擔架車上有 4 個車輪工作 和展開時不 是同一組 這時再旋轉掛鉤進行鎖死操作 在收 到外力的作用下不會自動展開 因為擔架車通常 使用的地方是在地面凹凸不平的地面上 所以減 5 震很差 表 2 1 兩種工作狀態(tài) 2 2 現(xiàn)有擔架車的折疊過程 折疊擔架車步驟 1 旋轉掛鉤 7 2 向前推擔架車 這時 支桿 3 碰到車邊 扣向里面 E 點此時會向右上方移動 連桿 6 被帶動 同時帶動 3 桿 3 受力后會向內扣 3 然后 b 點到達左上方 支桿 6 被拉動 同時 又給支桿 3 受力 向內移動 這 時就完成了擔架車的折疊 4 擔架車折疊完成后 旋轉掛鉤 插到柱銷上 實現(xiàn)鎖死 其示意圖如圖 2 2 所示 1 臺板 2 萬向輪 3 支桿 4 觸板連桿 AB 5 短連桿 BC 6 長連桿 BH 6 長連桿 DE 5 短連 桿 EF 4 觸板連桿 GE 7 鎖死掛鉤 3 支桿 圖 2 2 擔架車折疊情況示意圖 擔架車展開步驟 1 旋轉 L 點處掛鉤 向靠外的方向扣動下方的觸板連桿 6 2 如果扣動連桿 4 短連桿 5 和 4 這時會到達同一直線上 支桿 3 受力后會展開 h 點向靠下的方向移動 同時聯(lián)動 4 和 5 組成的一條直線 3 展開 3 這時擔架車處于展開狀態(tài) 將掛勾插入柱銷中 完成鎖死 其示意圖如圖 2 3 所示 圖 2 3 擔架車折疊 2 3 目前擔架車的優(yōu)缺點 優(yōu)點 1 該擔架車能實現(xiàn)折疊功能 而且結構簡單 操作簡便 空間占用也很小 攜帶方便 擔架車的折疊和展開都非常迅速 能夠快速使用 實用性強 又能推又能 抬 在救災中能夠非常迅速的將病人抬出 大大的節(jié)約了救援時間 為病人創(chuàng)造了良 好的生存機會 2 能夠鎖死 而且很簡單 只需要把掛鉤旋轉 然后扣動觸板連桿 鎖死之后穩(wěn) 定性好 在劇烈的運動中也能保持穩(wěn)定性 不會自己打開 3 價格低廉 性價比高 缺點 1 沒有減震設計 如果遇到路況差的時候 很有可能會對病人造成二次傷害 加 重病情 2 功能少 結構簡單帶來的是功能單一 沒有輸液桿和輪子自鎖功能 擔架車在 坡上容易溜坡 安全性很不合理 2 4 設計的目標 如何采取更簡單的機械結構實現(xiàn)救護擔架車的全部功能 減輕車體重量 采取什么 樣的避震設計才能使擔架車在凹凸不平的路面上減少顛簸 避免二次傷害 這是目前 7 面臨的一個難題 擔架車是用來運送病人和傷員的 平穩(wěn)是最重要的一點 要求使用 簡單功能強大的同時 更應該保證病人和傷員的舒適度 不論是地面推行時還是隨車 行駛時 根據我的走訪調查和圖書館查閱資料 結合醫(yī)護人員的使用習慣和實際使用過程中 病人和傷員遇到的問題 我設計了一種新的救護擔架車 該擔架車能夠實現(xiàn)折疊 自 動收腿 自鎖等非常實用的功能 而且很關鍵的是我設計了非常強大的減震系統(tǒng) 讓 病人和傷員舒適了很多 減少了發(fā)生二次傷害的可能 我設計的擔架車的結構也很簡 單 操作簡便 一般只需要 1 2 人即可完成操作 大大減少了需要的人數 8 3 新型救護擔架車的工作原理 3 1 新型救護擔架車的結構組成 圖 3 1 和圖 3 2 為新型救護擔架車的機構運動簡圖 其中 A 為救護擔架車擔架部 分 b 為定位塊定位部分 c 為鎖死機構定位 BE 為前車腿 AF 為后車腿 CD 為前 后連桿 DG 為限定為桿 其中 G 點裝有滑塊 可在 b 上水平滑動 HJ HK 分別為臥 立限定為卡 HI 為手柄 GL 位復位彈簧 12 圖 3 1 新型救護擔架車的立式機構運動簡圖 圖 3 2 新型救護擔架車的臥式機構運動簡圖 工作原理 1 立式 臥式 患者上擔架 9 操作者控制手柄 HI 向右推動手柄并稍用力下壓擔架車 后腿 AF 通過連桿 CD 帶動 前腿 BE 向后方收回 當滑塊 G 移動到限位 J 處時被限制 達到臥式狀態(tài) 2 立式 臥式 擔架上車 當擔架車前腿 BE 接觸到救護車尾時 操作者控制手柄 HI 向右推動并向前推動擔 架車 前腿 BE 收回 通過連桿 CD 帶動后腿 AF 同時收回 當滑塊 G 移動到限位 J 處 時被限制 達到臥式狀態(tài) 3 臥式 立式 患者上擔架之后 患者下車過程 操作者控制手柄 HI 向右推動并向左或左上方拉動擔架車 車子在復位彈簧 GL 的 作用下自動抬起 當擔架車達到 K 點時被限定位 擔架車達到立式狀態(tài) 3 2 新型救護擔架車的基本參數 產品 最大載重 自重 立式尺寸 臥式尺寸 主材料 新型救護 擔架車 100kg 15k g 1950 600 600 900 1950 600 28 0 380 鋁合金 表 3 1 擔架車基本參數 圖 3 2 新型救護擔架車裝配圖 擔架車最大載重為 100KG 自重 15KG 擔架車基本參數如表 3 1 所示 車架主要 10 材料采用結構穩(wěn)定且自重較輕的鋁合金結構 床面及護欄采用具有柔性的人體工程學 塑料 擔架車結構如圖 3 2 所示 1 為輸液桿 2 為減震簧 3 為護欄 4 為低位保護輪 5 為前車腿 6 為前輪 7 為連桿 8 為后輪 9 為制動踏板 10 為后腿 11 為緩沖桿 12 為滑塊滑槽 13 為高低位調節(jié)手柄 14 為扶手 15 護欄鎖 16 為滑塊限制裝置 13 其中輸液桿可以起落 在不使用時可以放倒在車旁 不影響車輛正常使用 護欄也 可起落 傷員上車時可以降下 上車后升起防止傷員滾下 其左后腿 左后輪和剎車 結構如圖 3 3 所示 圖中 1 為后腿主腿 2 為副腿 主腿和副腿為套管形式 在主腿上 有間隔相等的銷眼 方便后腿的長短調節(jié) 進而調節(jié)車體高度 3 是制動踏板轉動軸 4 是后輪軸 5 是后輪 6 是后輪架 7 是制動片 左后輪采用萬向結構 方便擔架車 轉向 當后面的醫(yī)護人員遇到緊急情況需要制動時只需用腳踩動制動踏板即可制動車 輛 右后輪采取凹槽結構 當踩下右后輪后踏板時可鎖死右后輪 從而使車輪不會轉 動 當需要車輛移動時可踩下右后輪前踏板 松開鎖死結構 14 右后輪結構如圖 3 4 所示 圖 3 3 擔架車左后輪 11 圖 3 4 右后輪及鎖死結構 圖 3 5 為前腿及前輪 車輪均采取 尼龍輪 輕便且穩(wěn)定 主前腿上有銷子 孔 方便調整車輛高度 前輪方向向前 固定 轉向輪為后輪 其中前后輪均采 取 100mm 直徑車輪 輪寬 50mm 圖 3 6 為擔架車懸架上的滑槽 滑塊和彈簧 通過回位拉簧及滑塊上方的滑塊限制結 構 使擔架車可停留在高位與低位 此 外 回位拉簧還可在車輛從低位到高位 的運動時 起到助理作用 不會使救護 人員過于用力 滑塊被牢牢限制在滑槽 圖 3 5 前腿及前輪 中 起到了穩(wěn)定車身的作用 15 滑塊于下方的緩沖桿相連 緩沖桿連接后腿并通過前 后連桿連接前腿 使車輛整體不論高位低位前后輪均處于同一平面上 圖 3 6 滑槽 滑塊及回位拉簧 12 如圖 3 7 所示為左后方視 圖 圖中 1 為滑塊限制裝置 2 為滑槽 3 為滑塊限制裝置固定 軸 4 為減震簧 5 為護欄限制 裝置 6 為車架 7 為護欄 8 為扶手 其中滑塊限制裝置與 后方的手柄相連 通過手柄控 制裝置上下移動起到限制滑塊 移動作用 護欄限制裝置可沿 軸旋轉 通過旋轉到上下位置 鎖死護欄 防止護欄翻下 16 圖 3 7 新型救護擔架 車左后視圖 3 3 新型救護擔架車結構計算 3 3 1 自重計算 經查數據有 25 25 2 5mm 鋁合金方管質量為 0 675kg m 20 20 1 2mm 鋁合金方管 質量為 0 271kg m 經分析擔架車共使用 25 25 2 5mm 鋁合金方管約 13m 使用 20 20 1 2mm 鋁合金方管約 2m 則質量 317 92 0675 13kgm 加上人體工程學塑料床板和尼龍輪 螺栓 銷釘等 質量可保證在 15kg 以下 符 合要求 3 3 2 彎矩剪應力計算 在此擔架系統(tǒng)中 車腿采用 25 25 2 5mm 的鋁合金方管套 20 20 1 2mm 的鋁合金 方管的套管結構 以實現(xiàn)高度調節(jié) 連接腿與主架結構的軸是最容易出問題的 前后 腿上的四個軸承承受了所有的壓力 軸的直徑 根據老師給出任務書的要求 mD10 擔架車的最大載重為 100kg 自重為 15kg 每條腿受力相同 設 為承重是主軸1NF2 壁對軸的作用力 為腿對軸的支撐力 則 1F2 875 4028 91521FN 13 軸面積 1085 70 5 1432 2 mRW 所以軸的最大剪應力為 MPaaF max 所以軸的選擇符合要求 后腿上部采用 25 25 2 5mm 的方管 當后腿為最大伸長距離且車輛最大載重時則 75 2841kgP a5 0mc 15 0mcaL 有后腿上部彎矩 19 75 07 28 kgLPM 則 3 2 0 5 02 19 MPaWF 有 Pa13 符合標準 后腿下半部分采用 20 20 1 2mm 的方管 當后腿為最大伸長距離且車輛最大載重 時則 kg75 28 ma1 0c4 5 041 mcaL 有后腿下部彎矩 320 7528 kgPM 則 5 1 01 2 0 3 MPaWF 有 Pa7 已知整車裝備質量 從上文 4 3 1 可以得到簧上質量為 5kg 簧下質量 為 10kg 空載前軸單輪軸荷取 60 5 12 601kg 滿載前軸單輪軸荷取 50 滿載時車上一名病人 2 6 2 km 重 100kg 懸架剛度 82 1436 7952 mNfgFCc 4 2 2 彈簧的選擇 假設選擇彈簧鋼絲直徑 d 4mm 彈簧外徑 D 20mm 彈簧有效工作圈數 n 10 因 為彈簧的剪切彈性模量 MPaG4103 8 則有 彈簧剛度 符合要求 22 2 323 43 CmNnDdCs 17 5 設計總結 這次我的畢業(yè)設計為救護擔架車的設計 我設計的救護擔架車相比較現(xiàn)有的擔架車 來說 具有很多的優(yōu)點 安全系數很高 病人在車上的舒適度非常好 在救護車上時 病人的舒適程度甚至能和司機一樣 這樣的擔架車我非常滿意 相比于傳統(tǒng)的擔架車 主要優(yōu)點如下 1 我設計的擔架車使用了全新的機械結構 材料使用了鋁合金材料 質量輕 大 概在 10kg 15kg 非常方便攜帶 一個人就能拿好幾個 整個擔架車按照現(xiàn)在的市場價 格 加上制造的成本大概在 650 元左右 如果聯(lián)系廠商進行批量生產 哪么價格肯定 還會更低 而在我的實地調查下 發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在醫(yī)院常用的擔架車價格大多在 1000 元左右 有的甚至更貴 我的擔架車 簡單的設計 低廉的價格 性價比非常高 一旦進入市 場 一定會收到歡迎 對于生產廠商和醫(yī)院來說都是一件好事 2 我設計的擔架車 不僅能夠折疊 方便攜帶 而且還能良好的減震 節(jié)約了急 救的時間 而且對于病人和傷員來說 也給他們帶來了很好的舒適度 極大的減少了 發(fā)生二次傷害的概率 18 參 考 文 獻 1 王慶吾 于集 江蕙等 汶川大地震四川省醫(yī)療救治工作紀實 J 中國醫(yī)學志 2008 8 10 797 802 2 章包開 多功能擔架車 J 醫(yī)療衛(wèi)生裝備 2009 2 3 溫新 一種新型擔架車的研制 J 中國醫(yī)學文獻 2008 2 0 3 279 280 4 安辰洋 半自動救護擔架車的研制與應用 J 第四軍醫(yī)大學學報 2006 24 9 863 864 5 吾學記 擔架車的人性化改進 J 中國醫(yī)學雜志 2009 27 6 462 463 6 張建剛 王回春 李季蘭 張瑤 折疊式擔架車的設計 J 機械設計 2012 27 8 95 96 7 陳健年 張?zhí)烀?專用救護車的設計 J 特殊車輛 2010 2 46 8 趙高枝 平面進桿機構 M 北京 高等教育出版社 1999 138 45 9 江天天 吾笑成 平面連桿機構 M 北京 高等教育出版社 1990 10 醫(yī)療器械行業(yè)標準 GB GB T 19001 ISO9001 YY T 1000 2005 11 陳濤 許健斌 杜基健等 災難現(xiàn)場擔架車的研究 J 醫(yī)學研究出版社 2007 9 5 344 12 申永勝 機械原理 M 北京 清華大學出版社 1991 34 69 12 陳智慧 李曉鋼 機械設計基礎 M 北京 高等教育出版社 1988 11 9 30 13 王蒙 周杰 機械震動學 M 浙江大學出版社 2000 12 3 14 郝天強 郭偉鋼 汽車機械基礎 M 同濟大學出版社 2001 1 6 15 同濟大學力學教研室 理論力學 M 第 6 版 高等教育出版社 16 東南大學機械原理及機械零件教研室 機械設計 M 第八版 高等教育出版社 17 Jae Wook Jeon Efficient acceleration and deceleration technique for short distance movement in CNC machine tools M ELECTRONICS LETTERS 13th April 2000 16 17 18 Jae Wook Jeon Yun Ki Kim FPCA based acceleration and deceleration circuit for industrial robots and CNC machine tools J Mechatronics12 2002 63 65 19 ADAMS User Guide J Mechanical Dynamics Inc 1998 20 Mechanical Dynamics Inc M Getting started using ADAMS Hydraulics V11 0 21 Diederich J Artificial neural Networks J concept teaming IEEE computer so cietypress 1990 19 致 謝