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随着数字技术和医疗技术的发展,新型医疗设备的研究日新月异。ICU(Intensive care unit:重症监护室)吊塔是医院现代化手术室必不可少的医疗设备,它既是手术平台,也用于手术室供氧、吸引、压缩空气、氮气等医用气体的终端转接。目前国内外许多医院所用的ICU吊塔大部分采用手动方式调整和控制旋转平台的方向和位置,不仅降低了医生做手术的效率,而且在手术过程中容易接触大面积的外物,造成细菌污染,从而给病人带来危害。本文以ICU垂直吊塔为研究对象,开发新产品ICU单臂电动吊塔,具体研究工作包括以下几个方面:1.ICU吊塔的结构建模与改进。利用SOLIDWORKS软件对ICU垂直吊塔进行三维建模,分析ICU垂直吊塔结构特点,对其进行结构改进。在ICU垂直吊塔结构的基础上增加悬臂结构、升降系统,并对旋转法兰进行改进,得到ICU单臂电动吊塔。建立ICU单臂电动吊塔进行三维模型,为其动力学仿真和静力学分析奠定基础。2.ICU单臂电动吊塔动态仿真分析。通过动力学软件ADAMS(Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems)对ICU单臂电动吊塔进行动力学分析。分析悬臂结构各零件间的受力情况,得出其最大受力位置。分析其运动过程,对比各构件的运动参数与实际运动过程,验证运动仿真过程与ICU单臂电动吊塔实际运动过程的一致性,确保产品设计的合理性。3.ICU单臂电动吊塔悬臂结构的静力学分析。利用ANSYS Workbench有限元分析软件,对悬臂在不同的工况下进行有限元分析仿真,并对其进行静强度和变形分析,确定其危险部位和材料富余情况,确保悬臂满足强度和刚度要求。4.ICU单臂电动吊塔悬臂结构尺寸优化。基于悬臂结构的应力应变和屈曲分析,对悬臂结构进行尺寸优化,对悬臂横截面进行优化设计。建立结构参数化模型,进行截面尺寸优化,获得悬臂的最佳截面参数,并对优化后结构进行静力学分析和稳定性分析验证校核,确定其优化方式的合理性。通过以上几个方面的研究,开发的新产品ICU单臂电动吊塔,具有功能更加齐全,调整速度快、效率高,操作更加灵活,升降范围大,定位精度高等优点。