创新设计大赛设计说明书

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1、编号鄂创新-06-2006年湖北省高校大学生机械创新设计大赛暨第二届全国大学生机械创新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作詁名称：多功能移动式残病人洗浴器学校名称：武汉理工大学参赛者：1徐蒙男机自0202机电学院2周长华男机自0301机电学院3杨溢男机自0301机电学院4申阳男机自0404机屯学院指导教师：郭柏林机电淫院副教授联系方式：详细通讯地址：武汉理工大学机电学院电话：87862280屯子邮箱：guobailink@163.com

2、Pizza20@163.com1.创新设计作品的主要功能指标及工作原理42创新构思，方案设计43.创新设计作品运动分析和动力分析及必要的设计计算54.方案分析与比较235.创新设计作品与已有相近产品的异同与创新之处236.对作品进行评价、对比、决策分析247.实用化的可能性、成本分析及应用前景24&参考文献249.洗浴器初装实物照片25一创新设计作品的主要功能指标及工作原理1.主要功能瘫痪残病人人数众多，他们承受着驱体残病痛苦的同时，也遭受着多种生话不便Z处，他们渴望享受到正常人的生活乐趣，当然也包括洗浴洁身的基本生活需求

3、。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服务的洗浴（淋浴）产品,适用于家庭与医院，同吋又兼有室内轮椅和临吋睡床的功能。2.工作原理多功能移动式残病人洗浴器由组合浴缸、翻转机构和机架三部分组成，浴缸结构为组合式，按人体形态分为上身部缸体、腰部缸体和腿部缸体结构，浴缸主体为柏木或杉木,表面涂刷铜油，造型别致，质地温和。上身部缸体和腿部缸体结构可手动翻转；上身部缸体翻转机构由丝杆机构和摆动导杆机构组合而成，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,传力性能最佳；由人机工程学原理，翻转角度

4、70度时，人靠在椅子上较舒服；腿部缸体翻转机构巧妙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，使翻转操作轻便，同时利用死点使腿部缸体可靠地定位在水平位置；向下翻转时，采用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，同吋采用了集水系统，保证洗浴吋水不任意泄漏，集屮排水，使得可在家庭不同地点洗浴。产品结构紧凑，可收缩成轮椅状，便于在场所狭小的家庭内推

5、送。二创新构思，方案设计（注意多方案设计）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）方案二方案一与方案二的不同之处在于上身部翻转机构，方案一采用摆动导杆机构和丝杆机构组合，方案二则采用双摇杆机构和丝杆机构组合，脚部缸体翻转机构均采用双摇杆机构、凸轮机构和弹簧组成，两方案的对比评价将在下节进行。三创新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）1方案一运动分析—^A1(A2A3)1〈B2B3)图（4）（1）上身部缸体连杆机构类型该机构为摆动导杆机构。其中AD

6、杆为导杆，EB杆为主动杆，BA杆机架，D为滑块。（2）上身部缸体摆动导杆机构口由度分析该机构有3个活动构件，其中传动副3个，移动副1个，共4个低副，无高副•以F表示口由度，PL表示低副个数，PH表示高副个数，n表示活动件数。根据:F二3Xn-2XPL-PH得：F=3X3-2X4-0=1该机构主动件口由度数为1,故其具有确定运动。（3）摆动导杆主动杆G点与丝杆机构螺母饺接，上身部缸体可以根据预期要求运动，在0。——70°间任意位置翻转并锁紧，其运动轨迹如图（4）所示。2方案一受力分析（1）上身部缸体分析上半身缸体总重量计算（

7、设杉木的密度为380畑/加'）上身部两边杉木板质量：Ml=0.7X0.32X0.015X380X2+0.62X0.39X0.015X380=3.8kg底板质量M2=0.845XO.56X0.02X380=3.4kg支架分为三个部分，质量分别为ml,m2,m3,口ml=2.3(0.038X0.025-0.035X0.022)X7800=3.1kgm2=l.8X0.0001X0.45X7800=0.6kgm3二0.45X(0.025X0.025-0.023X0.023)X7800X2=0.6kgM3=ml+m2+m3=3.2+

8、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二(M1+M2+M3+M4)X10二(3.8+3.4+4.3+40)X10=515N(2)当整个洗浴器处于洗浴状态时①受力分析图（5）如图（5）上身部刚体简图，冇：AM二920mm,AD二600mm,DE二