多功能可分离助老床椅的结构设计与有限元分析

为改善行动能力受限的居家老人生活质量，解决其普遍存在的腰部力量不足、起身翻身困难、腿脚行动不便、夜间起身如厕及活动范围小等问题，文中设计了一款多功能可分离助老床椅。采用有限元软件ANSYS Workbench对助老床椅的关键构件进行了静力学和模态分析，获得了辅助坐立床板、辅助坐立电动推杆支撑横梁和电动推杆支撑底座的变形、等效应力和安全系数云图及床体框架的前6阶固有振型与频率，结果证明：关键构件的强度、刚度和安全系数均满足要求。再通过建立辅助曲腿机构的动力学方程，并采用MATLAB软件进行分析求解，验证了机构设计的合理性和可靠性；最后按1∶2的缩小比例完成了多功能可分离助老床椅模型样机制作，并进行了调试和功能测试，试验验证设计的助老床椅能够实现预定功能和目标，研究成果为居家助老装置的设计提供了技术参考，具有重要的现实意义。     

多功能护理床翻折机构设计与运动优化

为解决卧床病人的康复护理难题,基于人体工程学原理,设计了三种翻折机构,实现了护理床的抬背、翻身和曲腿功能;建立了翻折机构的运动学模型,对其运动状态进行了分析;利用ADAMS软件对各构件的结构尺寸进行了灵敏度分析,以翻折架最大角加速度最小化为目标,对机构的关键结构尺寸进行了优化;分别对优化前后的翻折机构进行了运动仿真,结果表明:优化后,机构运动更加平稳,舒适性更好。     

一种联动式护理床抬背机构的设计与研究

为解决现有护理床器械背板牵扯患者背部衣物而造成其不适难题,设计了一款护联动式理床抬背结构。该机构主要采用联动连杆滑块结构,实现患者起背过程中靠背板跟随患者背部的位姿变化而改变。依据矢量方程建立联动机构运动理论模型,并通过MATLAB仿真模块对联动机构进行了运动仿真实验,实验结果表明：仿真实验数据与理论计算结果整体趋势性较好,验证了结构设计的正确性和可行性。     

单自由度八杆起背机构的设计与研究

为提高可分离式护理床椅的舒适性与稳定性，设计了一种新型单自由度八杆起背机构。首先，结合人机工程学，以背部滑移量及滑移速度为参数，验证了腰背结合型背板相比传统单板型背板的起背运动更加符合舒适性的要求；其次，建立起背机构的运动学模型，并基于Adams软件对机构进行参数化建模，分析了各部件对起背过程中背板最大角加速度变化的灵敏度，以背板角加速度最大值最小为目标对机构关键尺寸进行了优化；然后，根据优化结果，应用SolidWorks建立机构的三维模型，并使用Adams与Workbench联合仿真，验证了机构的强度合理性；最后，制作实物样机，验证了机构的可行性。     

升降式移乘洗浴装置的机构设计及运动仿真

为解决残障者洗浴困难,运用人机工程学理论,设计一种洗浴装置,能实现室内移动,具备垂直升降功能,并能辅助使用者抬背、曲腿。分析了洗浴装置的机械结构组成及主要功能,采用矢量方程解析法对抬背、曲腿进行机构设计。运用Pro/E技术对洗浴装置进行三维建模,并进行运动学仿真分析。设计的样机可辅助残障者入浴、出浴及洗浴时的位姿变换。虚拟样机技术的运用缩短了洗浴装置的开发周期,并验证了洗浴装置设计的合理性和可行性。     

不同井窖孔制作机振动对比分析

为了降低井窖孔制作机工作时振动造成的操作不舒适感，以常见的三种类型井窖制作机为研究对象，利用DH5925动态信号测试分析系统对各井窖孔制作机的关键部件进行振动测试，分析其时域特性和频谱特性，研究归纳井窖孔制作机各关键测点工作时的振动特性，提出改进方案。测试结果表明：各机型把手处主要激振源来自成孔钻头，手提式、手握式及斜挎式机型把手处产生振动最大幅值分别为33.601m/s²、9.503m/s²、29.261m/s²；手提式与手握式背架振动总量相近，斜挎式靠腰处振动总量大于前二者；综合可得，手握式两测点振动较另外两种机型小，但仍未达到相关设备振动评价指南要求。可以从井窖制作机操作杆、背架等结构进行优化改良。     

交变磁场作用下的10 kV电缆微振动仿真研究

随着城市电力负荷的迅速增加，地下电缆逐渐成为电力输送的主要手段。在长期的电力运行中，电缆中间接头易出现间隙、裂痕等缺陷，为分析电缆中间接头在运行中微动磨损的振动来源及大小，通过对10 kV电缆线路中的三相线相间电磁力进行分析，建立10 kV电缆物理模型，仿真计算120 mm²电缆本导体及其附件的振动信号，并对比分析在不同载流量下的振动信号特征，为电缆中间接头在相间电动力振动下的可靠性研究提供理论基础。研究结果表明：在分量上电缆相间振动频率为工频的2倍，即为100 Hz;相间电动力应力集中在相间区域，该处振动最大位移为9.52×10^-7 mm,最大加速度为0.267 mm/s²;铜线芯振动最大位移为1.63×10^-6 mm,最大加速度为0.391 mm/s²。     

多功能护理床抬背机构设计与仿真

基于人机工程学的原理,提出了三种抬背机构备选构型,经过分析和对比,选择最佳构型,完成了多功能护理床抬背机构的设计与分析。运用SOLIDWORKS软件建立起机构的模型,按照驱动需要,完成了控制电路的设计,经过详细的数学计算和数据分析,并采用MATLAB软件对机构的运动状态进行仿真,确定了机构的运动范围,基本达到了预定的设计要求,从而验证了设计的可行性,并为进一步的电动推杆的选型打下基础。     

医用剪叉式升降床升降机构分析与优化

以医用剪叉式升降床升降机构为研究对象,描述了其结构特点,并分析了设计参数。利用虚功原理结合推杆安装位置参数的讨论得到了电动推杆最大推力的表达式;通过对推杆系列行程下满足机构不干涉的推杆安装位置参数可行域的分析,得到了满足要求的推杆行程。利用MATLAB优化工具箱以最大推力最小为优化目标对推杆安装位置参数进行优化。分析和优化得到的结果为电动推杆的选型和安装提供了理论依据。     

剪式治疗床升降机构的模糊PID控制系统

剪式治疗床升降运动是治疗床性能影响最大的主运动,提高剪式治疗床升降运动精度与稳定性,对于治疗患者有着极其重要的作用。通过对剪式治疗床的升降机构特点的研究,提出了利用模糊控制的适应能力,设计模糊PID控制系统,并进行MATLAB仿真研究,仿真结果表明采用模糊PID控制,无超调现象,达到稳定状态的时间短,约为1.3s。模糊PID控制器消除了剪式治疗床升降运动不稳定现象,稳定精度得到提高,为其在剪式治疗床升降机构上的应用提供理论依据。     

一种家用多功能助老装置的设计

设计了一种能够帮助老年人完成躺卧、升降以及挪动的机械装置.研究了一种可实现大力矩起背、躺位与坐位能够双向连续变形的隐藏式杠杆机构;选用双列剪叉式机构作为升降机构,保证装置整体平稳升降;选用麦克纳姆轮作为移动部分,可实现装置多方位移动;制作样机,通过测试数据,检验了装置的工作性能.     

电动汽车涡旋压缩机变工况背压平衡系统研究

电动涡旋压缩机始终在频繁变化的工况条件下运行,变工况背压平衡性能的优劣对电动涡旋压缩机的安全运行至关重要,而现有电动涡旋压缩机的背压平衡性能普遍欠佳。首先,以某样机的单回路供油系统为研究对象,分别利用数值计算和模拟计算计算了其背压力,发现2种算法所得结果吻合良好,同时发现其背压平衡性能欠佳;然后,选取背压油路中对背压力影响最大的局部结构进行了优化,得到了满足3 000,8 000 r/min转速工况下的背压油路;接着,提出了转速分区循环供油模式,同时设计了将转速分为2个区间的油路结构、切换供油通道的电磁阀结构、驱动模块及驱动软件;最后,利用Matlab编程计算了不同转速工况下,润滑油经过不同油路后所得的背压力,依据最佳背压力值确定出了转速分区值及各分区油路适用的转速范围。研究所得数据及结论为设计电动涡旋压缩机提供了可靠依据。     

多功能护理翻身床的设计

设计出一种能够实现侧翻、曲腿和支背三种动作的多功能自动翻身床.首先,进行机构方案设计和机构干涉问题的解决,并在此基础上用MATLAB对理论机构进行运动学和动力学的分析.然后建立虚拟样机,并用ADAMS对其进行仿真,证明理论计算的准确性.最后加工制造出实物样机,进一步验证整个设计方案的可行性和有效性.     

行星轮式爬楼梯轮椅的设计与分析

针对老年人和身体残障人士安全地爬楼和在地面上高效移动的需求,设计了一种行星轮式电动爬楼梯轮椅,详细介绍了该轮椅机构组成、控制系统及其功能特点。通过建立基于拉格朗日方程的行星轮组动态模型,研究了不同等效转矩下行星轮组的角加速度曲线,详细分析了轮椅在爬楼梯过程中的稳定裕度。研究表明,防倾翻支架能有效地提高轮椅爬楼的稳定性。该行星轮式爬楼梯轮椅能够安全有效地帮助老年人和身体残障人士,满足日常出行与攀爬楼梯的实际需求。     

航空飞行器用超高速角接触球轴承的研制与试验验证

针对某航空飞行器轴承工作转速120 000 r/min, 30次循环启停,寿命50 h的设计要求,开发了超高速角接触球轴承。通过动力学模型得到该轴承最大接触应力为2 200 MPa,钢球最大旋滚比为0.5,保持架最大碰撞力为18 N,保持架最大打滑率为8%,轴承疲劳寿命为55 h。试验表明该轴承振动加速度不高于19.6 m/s²,最高温度不高于100℃。动力学分析和试验结果均说明轴承满足设计要求。     

医用床多功能结构设计分析研究

医用床是一种能承载患者,协助患者调整体位,恢复身体机能,方便理疗人员实现治疗操作的一种机械设备。但目前医用床结构简单,功能单一,为实现功能的多样性,本文根据设计要求,确定医用床的总体尺寸,并对其支背结构、屈腿结构、侧翻结构、升降结构进行选型设计及运动坐标分析。     

不同灌溉定额对春玉米农艺性状影响试验研究

通过覆膜玉米膜下滴灌试验研究,采用随机区组试验设计,覆膜不同灌溉定额处理4 800 m³/hm2(T1)、4 200 m³/hm²(T2)、3 600 m³/hm²(T3)春下玉米全生育株高、茎粗以及玉米叶面积指数变化密切相关。结果表明,T2和T1处理在灌水定额分别为4 200 m³/hm²、4 800 m³/hm²的情况下,均能保持较高的土壤蓄水量,CK处理水分浪费明显。灌浆期之后,玉米叶面积指数随时间推移都逐渐减小,T2处理变化幅度最大。研究结果表明吐丝扬花期玉米覆膜滴灌灌溉定额控制在300 m³/hm²左右较为合适。     

姿态可调型智能护理轮椅床的设计

根据老年人和残障人士的身体状况,设计了一种能够实现姿态调整、危险预警和短信求助的智能护理轮椅床。介绍了护理轮椅床的机械结构和电气控制两部分,设计了床体折曲机构和可变轴距机构实现床椅姿态切换,设计了紧急情况报警电路和障碍物检测提醒电路。与市场上普通电动轮椅相比应用前景很广,实用性强。     

关于驱动轴引起的整车抖动问题研究分析

针对某新能源车中油门开度加速过程,整车后排有明显抖动进行问题排查。根据排查结果可知：后排抖动主要由于驱动轴的0.3阶激励引起的,通过对比TJ节型和高效AAR节型的工作特性,提出将原TJ普通节改为AAR高效节,对调整后的车辆进行路试试验、频谱分析等。结果表明：更改驱动轴节型后,0.3阶振动峰值由5.95m/s²降为1.86m/s²,极大的改善了车辆的NVH性能。     

基于虚拟样机的电动公交车充电弓装置优化设计

为提高电动公交车充电弓装置的工作性能,利用机械动力学软件ADAMS对电动公交车充电时充电弓装置中双排平行六连杆升降机构的主要铰接点进行参数化设计,建立双排平行六连杆升降机构的参数化模型;采用ADAMS/View软件中提供的Design Study(设计研究)与Optimization(优化分析)2种参数化分析方法以及OPTDES-SQP优化算法,以充电弓装置中滚珠丝杠提升力最小为优化目标,对充电弓装置进行优化设计。优化结果表明,充电弓装置中双排平行六连杆升降机构的各连杆在铰接点位置处的受力在优化后均减小了10%以上,滚珠丝杠最大提升力降低了17.0%,大大增加了滚珠丝杠的安全余量,有利于提高机构的可靠性,延长充电弓装置的使用寿命。