老龄化进程中,老龄人群的护理问题日益成为突出的社会问题,多功能护理床为解决该问题提供了有效方案。多功能护理床能帮助老龄人口及肢体障碍患者实现自动支背、侧翻、屈腿、接便等功能,能在很大程度上缓解医疗资源紧张并减轻护理人员工作负担,提高护理质量。随着物质生活水平的提高,人们对护理床提出了更高要求,一方面要求其功能更加完善、结构更加合理、重量更加轻盈;另一面要求其控制系统更加智能化、人性化。为进一步提高护理质量,本文基于人机工程学设计了一款功能丰富的多功能电动护理床,并对关键机构的尺寸和零件的形貌进行了优化,同时开发了一套智能化、人性化控制系统。本文完成的主要工作如下:(1)查阅国内外相关文献,总结现有产品的优缺点,基于市场调研结果和护理床设计标准(YY0003-1990、YY/T0571-2005)确定功能要求和设计指标,对多功能护理床进行机构选型和尺寸设计,完成多功能护理床结构设计。(2)基于ADAMS分别建立支背机构和屈腿机构的参数化模型,研究各机构中关键部件的角加速度曲线,得到对角加速度曲线影响较大的设计变量,优化设计变量的取值,降低了关键部件的角加速度曲线最大值和均值,完成各机构的尺寸优化。(3)根据护理床功能要求和设计指标完成控制方案设计,以控制方案为指导,采用GX Works2编写护理床控制程序实现支背、屈腿、侧翻、接便等主运动功能和大小便监测、位置监测等监测反馈功能。基于组态王软件和C语言开发多功能护理床控制界面,关联控制界面和控制程序,将控制界面进行远程发布,实现护理床远程控制监测功能。对控制程序、控制界面进行了试验验证,结果符合预期。(4)利用ABAQUS建立护理床有限元模型,研究了床架极限受力状况下应力分布,对关键零件进行了拓扑优化,优化后零件的应变能、体积全部降低,承载能力、结构刚度提升。