转运护理机器人系统的设计与研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:longshentailang
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尽管当前医疗器械行业发展迅猛,但对于年迈的卧床患者以及下肢伤残人士来说,仍缺少一种可以帮助他们离开病床、便捷出行的辅助医疗设备。传统的转运方式存在许多安全隐患,同时给使用者带来疼痛与不适感,也加重了看护人员的劳动强度。此外,传统的出行工具电动轮椅在移动方面具有局限性,容易受到空间的束缚。本文致力于研制一款能够帮助卧床老人和下肢残疾人士离开病床、便捷出行的转运护理机器人。首先,明确了在设计时应该遵循的基本原则、相关技术指标及转运护理机人应该具备的基本功能。对转运护理机器人在机械上实行分块设计,转运模块用于实现患者搬移,户外模块用于实现折叠、升降和行走。设计了能够实现双面搬移的转运模块,该模块包括具有抬放、调整体姿功能的上行走部分和具有于行走、调整姿态功能的下行走部分,对转运模块搬移原理进行了描述。其次,进行了户外模块的设计与分析。设计了用于实现折叠和升降功能的机构,确定了相关参数和运动形式,对关键动力部件进行了选型。对户外模块全向移动系统进行了结构设计、减振设计,选取了满足设计要求的电机和减速器。对全向移动平台进行了动力学分析,分析了在不同运动形式下滚轮的运动,确定了实际运动时的修正系数,明确了滚轮摩擦力对运动的影响。再次,分析了户外模块在运动和驻坡时的静态稳定性、动态稳定性,验证了行驶过程中的安全性。对户外模块的主要承重件全向移动平台架、折叠过程主要受力件背板支架和腿板支架进行了有限元分析,对结构进行了优化,验证了结构的合理性和安全性。最后,对转运护理机器人控制系统进行了设计,设计能够满足转运护理机器人各项功能的主控器。同时,设计了用于实现转运护理机器人功能集成的无线遥控器并利用超声波测距模块实现了变形面与床面的衔接。然后,对本文提出的出行方案进行验证。
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