随着超声诊断技术的快速发展,医学超声检查已成为疾病检测最重要的手段之一。然而,在使用超声诊断设备对患者进行检查时,存在不同病患之间交叉感染的风险。为解决这个问题,国内有些企业生产一次性的隔离套,通过医务人员手动将其包覆在探头表面进行超声检查,虽然能够避免交叉感染出现的可能,但是手动挂套会增加医务人员的劳动强度,效率低下。为此,本文以隔离套为研究对象,设计一种超声探头隔离套自动撑挂装置。根据自动撑挂装置的技术要求,提出总体设计方案,并进行运动机理分析,其工作原理为:将隔离套和套盒装入自动送套机构,实现隔离套的连续供给;利用撑套机械手将隔离套移至挂套机械手的位置,并撑开一定尺寸;将超声探头放置在撑开后的隔离套上方,挂套指令发出后,挂套机械手开始运动,钩爪将隔离套两侧边缘钩起并运动一段距离后释放,在隔离套自身弹力的作用下,包覆在超声探头表面。在隔离套和套盒设计基础上,对自动撑挂装置核心机构进行设计。核心机构包括自动送套机构、撑套机构和挂套机构,具体的设计方法为:通过对隔离套传送路径的规划,设计自动送套机构;通过对撑套轨迹的分析,设计基于剪式连杆机构的撑套机械手,建立机构末端执行件的运动方程,通过MATLAB进行运动轨迹的仿真验证;分析手动挂套的运动机理,提取特征点运动轨迹,采用丝杠导轨和路径规划技术相结合的方法,设计挂套机械手。最后对自动撑挂装置各核心机构进行空间布局,完成虚拟样机整机装配。运用矢量解析法建立剪式连杆机构的数学模型,利用Adams软件对撑套机械手进行运动仿真分析,验证了撑套机械手在撑套过程中具有良好的运动学特性;对撑套机械手进行动力学仿真分析,建立连杆机构参数化模型,基于广义梯度算法进行优化设计,得到连杆机构最小驱动力矩及各构件优化尺寸。对自动撑挂装置进行受力分析及计算,运用ANSYS软件进行有限元分析,验证是否满足强度和刚度要求。在不影响使用性能的条件下,对关键零部件导轨板进行拓扑优化,对撑爪臂进行轻量化设计。