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机械传动2024年第07期:新型可减小压背感的抬背机构设计与优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:潘澳;俞成涛;孙学斌;黄光铭;周翔宇;

单位:江苏理工学院机械工程学院;

摘要:为解决护理床抬背过程中给使用者造成的压背感问题,创新性地设计了一种可联动腰板的新型抬背机构。首先,利用多连杆机构,在抬背过程中实现腰板的联动,填补了抬背过程中腰部的三角悬空区域,从而可为腰部提供支撑、减少压背感;在起背状态时,抬起的腰板充当靠垫,更加符合坐起状态下的人体工程学要求;结合人体尺寸参数,对新型抬背机构与传统抬背机构的背部受力进行分析对比,验证说明新型抬背机构可减少压背感;其次,对抬背机构进行运动学理论分析,并且进行参数化建模,以背板角加速度最大值最小为优化目标进行了尺寸优化设计。然后,对机构进行动力学仿真,得到运动过程中受力最大值,导入Ansys中进行静力学仿真,验证了抬背机构的安全稳定性。最后,进行了样机试验,通过角度传感器验证了背板抬起角度以及抬背过程中的平稳性。

关键词:多杆机构;;抬背机构;;压背感;;尺寸优化;;运动学分析;;有限元分析;;样机试验

基金资助:江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师项目(202111);; 校研究生实践创新计划项目(XSJCX22_22)