创新设计大赛设计说明书.docx

编鄂创-06-号

编

鄂创-06-

号

计大赛暨

其次届全国大学生气械创设计大赛湖北分区预赛

多功能移动式残病人洗浴器

设计说明书

参赛者：徐蒙周长华杨溢申阳

指导教师： 郭柏林

武汉理工大学

二00六年五月

1徐蒙男机自0202

1

徐蒙

男

机自0202

机电学院

2

3

4

周长华

男

机自0301

机电学院

杨溢

男

机自0301

机电学院

申阳

男

机自0404

机电学院

指导教师：郭柏林机电学院副教授

联系方式：

具体通讯地址：武汉理工大学机电学院电子邮箱：

P

名目

1.创设计作品的主要功能指标及工作原理 4

2创构思，方案设计 4

创设计作品运动分析和动力分析及必要的设计计算

方案分析与比较 23

创设计作品与已有相近产品的异同与创之处- 23

对作品进展评价、比照、决策分析 24

有用化的可能性、本钱分析及应用前景 24

参考文献 24

洗浴器初装实物照片 25

创设计作品的主要功能指标及工作原理

主要功能

瘫痪残病人人数众多，他们承受着驱体残病苦痛的同时,也患病着多种生话不便之处，他们渴望享受到正常人的生活乐趣，固然也包括洗浴洁身的根本生活需求。多功能移动式残病人洗浴器是专为卧床不起的瘫痪残病人效劳的洗浴〔淋浴〕产品,适用于家庭与医院，同时又兼有室内轮椅和临时睡床的功能。

工作原理

图〔1〕

多功能移动式残病人洗浴器由组合浴缸、翻转机构和机架三局部组成，浴缸构造为组合式，按人体形态分为上身部缸体、腰部缸体和腿部缸体构造，浴缸主体为柏木或杉木,外表涂刷铜

油,造型别致，质地温顺。上身部缸体和腿部缸体构造可手动翻转；上身部缸体翻转机构由丝杆机构和摇摆导杆机构组合而成，使得所需翻转力矩最大时〔此时上身部缸体处于水平位

置〕，传动角等于90度,传力性能最正确；由人机工程学原理，翻转角度70度时，人靠在椅子上较舒适；腿部缸体翻转机构奇异的运用了双摇杆机构,凸轮机构和弹簧构成组合机构，当向上翻转至水平位置时，借助弹簧拉力与重力的平衡作用，使翻转操作轻松，同时利用死点使腿部缸体牢靠地定位在水平位置；向下翻转时，承受凸轮机构破坏死点位置，使腿部缸体在重力作用下向下翻转复位，而此时弹簧起缓冲作用。机架材料为不锈钢，防水防锈，外表亮丽美观；机架可移动，且能升降以适应不同家庭床面高度，同时承受了集水系统，保证洗浴时水不任意泄漏，集中排水，使得可在家庭不同地点洗浴。产品构造紧凑，可收缩成轮椅状，便于在场所狭小的家庭内推送。

创构思，方案设计〔留意多方案设计〕为了更好地完成这一设计，我们构思了多种方案，现列举两种如下:

方案一:

图〔2〕

万案一:

方案一与方案二的不同之处在于上身部翻转机构，方案一承受摇摆导杆机构和丝杆机构组合，方案二则承受双摇杆机构和丝杆机构组合，脚部缸体翻转机构均承受双摇杆机构、凸轮机构和弹簧组成，两方案的比照评价将在下节进展。

三创设计作品运动分析和动力分析及必要的设计计算〔几何尺寸确定与关键零部件强度校核〕

方案一运动分析

图(4)

上身部缸体连杆机构类型

该机构为摇摆导杆机构。其中AD杆为导杆，EB杆

为主动杆,BA 杆机架，D为滑块

上身部缸体摇摆导杆机构自由度分析

该机构有3个活动构件，其中转动副3个，移动副1个，共4个低副,无高副.以F表示自由度，PL表示低副个数，PH表示高副个数，n表示活动件数。

依据：F=3Xn-2XPL-PH

得: F=3X3-2X4-0=1

该机构主动件自由度数为1,故其具有确定运动

摇摆导杆主动杆G点与丝杆机构螺母铰接，上身部缸体可以依据预期要求运动,

-—70。间任意位置翻转并锁紧,其运动轨迹如图(4)所示。

方案一受力分析

上身部缸体分析上半身缸体总重量计算(设杉木的密度为380kgm3)

上身部两边杉木板质量：

M仁0.7X0.32X0.015X380X2+0.62X0.39X0.015X380=3.8kg

底板质量

M2=0.845X0.56X0.02X380=3.4kg

支架分为三个局部，质量分别为ml,m2m3且

m1=2.3 (0.038X0.025-0.035X0.022)X7800=3.1kgm2=1.8X0.0001X0.45X7800=0.6kg

m3=0.45X(0.025X0.025-0.023X0.023)X7800X2=0.6kgM3=m1+m2+m3=3.2+0.6+0.7=4.3kg

人按一般重量计算，设其上半身质量为 M4=40kg则上半身缸体总重量为

P=(M