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《康復(fù)移位裝置多體動力學(xué)建模和力學(xué)響應(yīng)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、康復(fù)移位裝置多體動力學(xué)建模和力學(xué)響應(yīng)研宄任武張趙威唐宏賓于毅新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院中國科學(xué)院沈陽自動化研宄所機(jī)器人國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長沙理工大學(xué)汽車與機(jī)械工程學(xué)院摘要：為解決目前國內(nèi)外對移位機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)特性研究不足的問題，利用多體傳遞矩陣法建立液壓驅(qū)動移位機(jī)模型。模型屮采用彈簧阻尼對液壓缸進(jìn)行等效，把支撐臂和擺臂當(dāng)作Euler-Bernoulli柔性梁處理。利用90和120kg的質(zhì)量進(jìn)行不同人員乘坐模擬。計(jì)算結(jié)果表明：油缸部位最大受力達(dá)到1200和1400N，滿足部件的安全使用標(biāo)準(zhǔn)；以上兩種質(zhì)量人員移位機(jī)模型的末端振動位移
2、最大達(dá)到45和50mm,符合設(shè)備的抗變形能力。通過對移位機(jī)樣機(jī)上的60名樣本人員試驗(yàn)乘坐，顯示設(shè)計(jì)的產(chǎn)品符合乘坐需求和產(chǎn)品設(shè)計(jì)目的。多體傳遞矩陣法可為肢體康復(fù)移位機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供有效的參數(shù)化建模和計(jì)算條件，能滿足不同人員、不同型號產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，得出運(yùn)動過程中不同工況的動力學(xué)響應(yīng)，所得結(jié)果為移位機(jī)及臨床醫(yī)療設(shè)備的智能控制和患者乘坐的安全性、舒適性提供幫助。關(guān)鍵詞：康復(fù)移位機(jī);多體傳遞矩陣法;振動;ZL位移;作者簡介：于毅，E-mail:151022@xxmu.edu.cn收稿日期：2017-02-19基金：國家自然科學(xué)基金(61
3、305147)Multi-BodyDynamicsModelingandMechanicalCharacteristicsResearchofPatientRehabilitationTransferDeviceRenWuZhangZhaoweiTangHongbinYuYiSchoolofBiomedicalEngineering,XinxiangMedicalUniversity;TheStateKeyLaboratoryofRobotics，ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAca
4、demyofSciences;CollegeofAutomotiveandMechanicalEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology;Keyword：patientrehabilitationtransferdevice;multi-bodytransfermatrixmethod;vibration;force;displacement;Received：2017—02—19引言移位機(jī)可實(shí)現(xiàn)肢體康復(fù)患者康復(fù)，或者幫助行動不便的老年人在床上、臥室、餐廳、浴室、衛(wèi)
5、生間方便轉(zhuǎn)移，它在康復(fù)和養(yǎng)老領(lǐng)域扮演著重要角色。根據(jù)現(xiàn)有國內(nèi)外公開發(fā)表的文獻(xiàn)，對移位機(jī)的研宄主耍有：1975年，美國的Brown在其設(shè)計(jì)專利中介紹了一種定位升降或變速的運(yùn)動裝置，可用于患者移動，減輕了護(hù)理人員的工作量U1。1979年，Liko公司開始了移位機(jī)市場研發(fā)。1996年，Capaldi等在房頂安裝丫導(dǎo)軌，可使患者在室內(nèi)進(jìn)行任意位置的改變，這在固定式移位機(jī)設(shè)計(jì)中具有重要意義位1。2000年，Simon提出了一種用于提升和轉(zhuǎn)移患者的便攜式升降裝置，在移位機(jī)多功能化進(jìn)程上起了重要作用位1。2001年，Hakamiun等設(shè)計(jì)了
6、一種可以稱重的電動移位機(jī)，通過吊兜將患者方便地升起或降低Ill。2003年，美國的Moffa等提出了一種支撐腿可線性伸縮、角度轉(zhuǎn)換的患者提升裝置狂1。2009年，Patterson等開發(fā)丫一類方便床上移動到檢查床或手術(shù)臺上的帶萬向輪的移位機(jī)M。2014年，Martin等設(shè)計(jì)了一種考慮患者感覺并能平穩(wěn)安全使用的移位裝置U1。國內(nèi)，2002年高進(jìn)欽等設(shè)計(jì)了防止患者身體后傾的電動移位機(jī)，代替了人工手搖升降方式M。2006年，馬玉龍?zhí)岢隽艘环N患者移位機(jī)，采用托夾板、夾鉗方式將人固定后利用滾輪移動，這增加了移位機(jī)的安全性m。2009年，
7、劉珊等設(shè)計(jì)了一種重癥患者托起懸掛的移動裝置，減少了護(hù)理人員工作量［10］。2011年，馬江等開發(fā)了一種由彈性芯板構(gòu)成的搬運(yùn)器，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方便的特點(diǎn)Uil。2012年，王英會推出移位機(jī)，采用Z字型結(jié)構(gòu)座椅和護(hù)肩，減少了吊兜式穿戴的不便度［12］。2013年，周玉亮設(shè)計(jì)了渦輪蝸桿驅(qū)動的新型人體移位機(jī)，增加了運(yùn)動安全性［13］。2014年，張秋子等提出了一種康復(fù)患者可稱重的移位機(jī)U41。關(guān)立軍、南方等在醫(yī)療設(shè)備的力學(xué)分析上做了相應(yīng)的研究，為生物力學(xué)計(jì)算提供了幫助［15-16］。多位學(xué)者對移位機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用屮做丫探索［
8、17-21］。傳遞矩陣法(transfermatrixmethod)于20世紀(jì)20年代被提出，主要研宄申聯(lián)彈性構(gòu)件的線性振動問題。2006年以來，多體傳遞矩陣法與有限元技術(shù)結(jié)合日益緊密M。多體傳遞矩陣法一般應(yīng)用于軍事、工程領(lǐng)域，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還沒有應(yīng)用的先例。筆者利用多體傳遞矩陣
