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急救医疗体系,是人们通过对战争、自然灾害中伤病员实施抢救而逐渐发展起来的一种特殊医疗体系,即急救医疗中心或急救站。医疗车作为急救医疗体系中关键的途中救护及运输工具,其作用在于运送病人或对严重伤残人员进行应急救治。相较于其他稳定平台,并联稳定平台采用并联机构作为基础机构,具有机构承载大、刚度高、累计误差小、易于实现多轴耦合驱动等优点,既可以实现快速动态响应,又能够保证运动装备获得较高的稳定精度。医疗车在车辆行进的过程中产生的多自由度运动会直接影响到医用担架上的病患,无法为病患提供一个稳定的急救和运输环境。针对这个问题,本文基于3-RPS并联机构设计了一种能够为医疗车担架提供良好稳定性的医疗车稳定平台,并且对该医疗车稳定平台开展了基础理论分析及仿真研究。论文的主要内容如下:(1)基于3-RPS并联机构设计医疗车担架稳定平台,利用Solid Works建立3-RPS并联稳定平台的三维模型;利用ANSYS对上平台、铰支座等关键件进行静力学分析,校核结构的刚度和强度;设计6-SPS并联机构并建立三维模型,用于后续模拟路面使医疗车产生的多维运动。(2)采用矩阵分析方法,推导出动坐标系和静坐标系间的变换矩阵以及稳定平台隔离医疗车运动的条件,建立3-RPS并联稳定平台的运动学逆解数学模型,得到各支链驱动杆伸缩量的计算公式;并分析并联稳定平台基本运动指标及工作空间,验证该平台总体结构设计是否满足实际工作需求。(3)将3-RPS并联稳定平台以及6-SPS路面模拟机构的三维模型分别导入MATLAB/Simulink中,生成对应的Sim Mechanics模块。在Sim Mechanics Second Generation的仿真环境中,将稳定平台置于模拟平台上,对各支链的添加驱动模块以及基本PID控制模块。通过输入单自由度运动激励来控制模拟平台进行升降、俯仰以及侧倾运动,对系统的仿真运动轨迹和相关参数进行分析,验证所设计的稳定平台结构及控制方案的可行性。(4)提出逆解误差二次反馈法并设计模糊PID控制器,搭建优化后的联合仿真系统。通过6-SPS路面模拟机构的升降、俯仰、侧倾以及多维运动组合的复合运动仿真实验,验证模糊PID控制模块与逆解误差二次反馈法对该联合仿真系统的优化控制效果。仿真结果表明该控制策略有效减少了救护车对担架造成的多维扰动,并降低了动力学模型误差的影响,可使该3-RPS并联稳定平台获得更高的调姿精度和稳定跟踪控制精度。