作为一种医疗辅助器械,护理床已经广泛地应用在医院、疗养院、家庭等许多场合。本文针对需要护理的老年人以及下肢功能障碍者,基于模块理论,创新性地设计出一种多功能护理床。该护理床兼具翻背、侧翻身、整体升降以及下肢运动的功能,充分考虑了患者的下肢辅助锻炼和日常生活需求,具有功能可扩展、订制化程度高、侧翻身运动更可靠彻底、下肢运动灵活等特点。通过查阅资料,对国内、外护理床对比分析研究,确定了将模块化的设计思想引入护理床的设计中。避免设计的重复与功能的浪费,实现产品的快速“订制化”设计,缩短开发周期,增强护理床模块的互换性,便于产品的再设计、再制造。基于模块化设计方法,对护理床进行功能分析,确定护理床涵盖翻背、侧翻身、坐起、整体升降以及下肢运动的功能。结合护理床整体的结构组成,得到护理床模块的初步划分结果。在此基础上,对护理床进行整体方案设计,应用人体测量学,确定床的外形尺寸、活动床板尺寸及性能指标。设计出护理床各个功能机构构型,分配床下空间布局、确定驱动方式,最终建立护理床的三维模型。最后采用模糊聚类法对功能模块进行划分,与其初步划分进行比较,建立最终合理的护理床模块。完成了护理床主要模块的创新设计与分析。下肢运动机构的设计实现了抬腿、曲腿、交叉活动小腿多种功能,体现了护理与运动训练的统一。提出了一套侧翻身方案,并获得国家专利(专利号:ZL 2014 2 0214564.0)。侧翻身模块采用梳齿型床板,使侧翻身运动更加舒适、更加可靠彻底。从理论方面建立起各自机构的数学模型,利用MATLAB分析其运动参数与力学参数。其中,最为复杂、性能要求最高的下肢运动模块采用理论与仿真试验相对比的方法,利用ADAMS对重要参数进行仿真,经对比证明理论计算结果的正确性。对承载力要求最高的侧翻身模块进行了尺寸的优化和有限元分析,保证了运动的可靠性与床体的安全性。组装各模块,建立护理床全功能虚拟样机模型,并对整床从上坡、下坡、横向稳定性三方面进行整体分析,分析表明了该护理床在各状况下都具有很高的稳定性。利用ANSYS有限元法对重要承载结构床架进行分析。最终表明其结构刚度和强度完全能够满足护理床的使用要求。