论文部分内容阅读
在医学高速发达的今天,对心脑血管患者急救搬运、脊柱损伤、骨外伤、需做CT检查的病人、术前术后需搬运的病人来说,目前仍未摆脱医护人员腰酸背痛地搬运病人,并很可能加重病人损伤的尴尬现状,而协助移位机器人的出现是上述难题的整体解决方案,使医院开启了转运床安全搬运的新时代,让医护人员搬运病人成为历史。基于人体工程学的原理,本文旨在设计一种新型的医疗辅助移位机器人,可根据使用对象的要求不与护理者直接接触完成身体的移位,有效降低医护人员的劳动强度,减少伤病的感染几率、人工移位的二次损伤。本文所设计的医疗辅助移位机器人主要由五大部分组成,分别是:伸缩移位机构、升降机构、八连杆姿态变换机构、移动底盘、控制系统,通过数学建模、软件仿真优化等理论分析进行研究。因医疗辅助移位机器人的直接作用对象是人,所以本文首先通过使用ANSYS有限元软件构建了简单的人体模型,仿真分析了移位过程中人体所受到的应力分布情况和人体的总变形。此外,通过对移位过程中的力学分析得出了移位对象移位时需抬起的角度与伸缩量的关系。基于人体工程学的原理,设计了八连杆坐卧姿态变换机构,利用Adams/View软件对八连杆机构进行了优化设计。全向移动底盘的设计采用了四个Mecanum轮设计,同时通过力学分析得出了重心调整模块伸缩量与移位机构伸缩量之间的关系来保证机构平衡。基于Pro/E三维设计软件完成了医疗辅助移位机器人的机械设计、三维视图以及工程图的绘制,并将零部件装配成装配体。论文详细介绍了医疗辅助移位机器人的伸缩移位模块、八连杆姿态变换机构、升降机构、全向移动底盘等主要模块的机械机构设计、工作原理以及安装方法,并对移位机器人的控制系统进行了设计。本文设计的医疗辅助移位机器人,不仅能实现使用对象的身体移位,还能人性化地进行姿态变换,防止行动不便的人群因长期卧床而产生褥疮的情况。行动不便的人群在静躺的情况下,通过医疗辅助移位机器人,无需医护人员辅助,能有效实现移位对象的安全换乘、自动升降、躺坐姿变换和全方位移动,达到了预期的设计要求。