开题报告-水平与垂直转换机构设计

毕业设计（毕业论文）开题报告学 院 机械与汽车工程学院专 业 机械工程及自动化班级学号学 生指导教师题 目 水平与垂直转换机构设计任务实际进行日期 自 日止1 课题背景及意义本题目由导师主持的产学研项目，此课题来源于正在研发的创新机械产品“医用智能床”，结合优化设计与实际应用，为此课题提供了有力的支撑。目前，我国的人口分布逐渐趋向于老龄化，老年人的数量呈逐渐上升趋势。根据2017年末的人口统计，2017年年末中国大陆总人口为139008万人，而其中16至59周岁的劳动年龄人口为90199万人，占总人口的比重为64.9%；60周岁及以上人口24090万人，占总人口的17.3%，其中65周岁及以上人口15831万人，占总人口的11.4%。与此同时，老年人的人数还在逐年上涨，加速加深。2017年，全国人口中60周岁及以上人口24090万人，占总人口的17.3%，其中65周岁及以上人口15831万人，占总人口的11.4%。60周岁以上人口和65周岁以上人口都比上年增加了0.6个百分点。预计到2020年，老年人口达到2.48亿，老龄化水平达到17.17%，其中80岁以上老年人口将达到3067万人；2025年，六十岁以上人口将达到3亿，成为超老年型国家。考虑到70年代末，计划生育工作力度的加大，预计到2040我国人口老龄化进程达到顶峰。而伴随着老年人数量的大量增长，为老年人提供配套服务的产品的需求也就大量提高。我们的目标产品自动化医用智能床就是其中一种。众所周知，老年人由于年龄偏大，机体能力减弱，可能存在着很多身体上的问题，需要常年卧床，进行相应的医疗活动。而我们的产品便是致力于提供最好的卧床条件给他们，包括最好的舒适度，最方便的医疗条件等，医疗床通过易移动，便于悬挂输液，便于医生检查等特性，和通过电子控制方便老年人独立调整姿态，独立排便等功能，试图为医疗市场提供革新级的便利条件。同时，此产品对一些普通病人，如心脏病患者，车祸伤员，骨折患者等病人也有着非同凡响的意义。此次设计的内容是水平与垂直转换机构的设计，主要应用于医用智能床的屈腿机构，此机构可以通过设计几块板子的运动，满足使用者的日常姿态转换，同时可以通过规律的往返运动对下肢运动不便的患者进行康复锻炼，达到促进血液循环，加速康复的效果。由此可见，水平与垂直转换机构是产品的核心机构之一，起到了相当重要的作用。2 文献综述2.1医用智能床的现实需求首先，伴随着我国经济的高速发展，医疗水平也在逐步提高，人们对医疗器械的使用要求也越来越高。而医疗护理病床是就医过程中最常见也是最不可或缺的医疗器械之一。通过一系列对医疗护理床的用户的跟踪调查发现，现存医疗护理床存在诸多缺陷，因此根据用户需求对医疗护理床进行设计创新将助力于我国医疗水平的整体提升。 其次，医疗护理床的用户大多是生活无法自理的老年人及需要卧床休养的病人，由于这类用户长期卧床导致身体机能退化，各关节活动能力也大大降低，翻身、上厕所、清洗等都需要护理人员的协助，并且存在着一定的安全隐患。目前，最常见的医疗护理床并没有排便设备，因此护理人员必须将卧床病人从腰部托起，将便盆放入病人身下帮助病人方便。整个过程不仅病人痛苦不堪，也大大增加了医护人员的护理负担。 最后，本选题符合自己专业研究方向，更出于自己的一份社会责任心与荣辱感。通过对使用频率最高、就医过程中最不可或缺的医疗护理病床的设计创新来减轻用户的不便。 本文通过对“用户体验”理论的初探以及对多功能医疗护理床的设计分析，将“用户体验”融入到多功能医疗护理床的设计之中，寻求研究方法，创新设计思路，从而探索多功能医疗护理床的设计新方向，使产品的设计理论与功能实践结合的更加完美。 现如今，我国经济已进入稳步发展阶段，全民上下也开始越来越关注医疗体系的漏洞等问题政府部门已加大了对医疗体系改革的监督，将医改落实到实处。目前，医疗硬件设备成为医疗体系的一个薄弱环节。医疗设备的落后及缺陷使百姓在患病时不但要经受病痛的折磨还要忍受因为医疗设备的不合理设计所带来的不便。因此，通过与用户（医生、病患及家属）的跟踪调查，分析总结出现存医疗护理床在使用过程中出现的问题及不足，并进行了深入的研究与创新。 多功能医疗护理床的使用对象主要是生活无法自理的老年人、因疾病导致行动不便的病人和残疾人等。因此多功能医疗护理床的功能需要根据这类用户群的特殊需求设计创新。根据目前的市场分析，背部调节、腿部调节、排便设备是获得呼声最高的需求。多功能医疗护理床的存在是为了满足不能自理者的生活需求，通过对护理床的控制来完成一系列的动作，不仅可以安抚病人的消极心理，同时也可以降低护理人员的工作强度。此外，多功能医疗护理床的设计应按照不同的使用环境来进行分类设计，这样更能够体现人性化理念。 2.2 国内外研究现状根据目前国外医疗器械行业发展现状而言，其生产设计水平较国内相比具有一定的落差。特别是德、日两国为代表，其医疗器械的设计生产能力已达到一定高度，从功能完善到设计理念都已趋于成熟。目前国外生产技术已实现了声控、自动翻身、全程生命体征监控、娱乐设备附带等功能。并且，研究人员已开始探索研究新的研究课题。 但我国目前的设计生产水平远不及国外的生产能力，国内医疗护理床生产企业很大程度上还保留着传统的生产模式，技术水平与设计能力都不够成熟，并且国内很多生产厂家都在只注重短暂的利益回报，几乎忽视了用户体验在产品设计中的重要性。由于经济条件制约，这种情况导致普通家庭只能选择使用普通医疗护理床，在护理者的协助下对病人进程看护。经过实地走访记录，我们不难发现，在目前的医疗器械市场上，医疗护理床的品牌多样，但是品牌的个性缺乏，在外形及功能上并没有太多差异。市面上销售的医疗床基本都是可调的三折床板设计，功能单一、结构简单，外观也相差无几，根本谈不上人性化设计。 多功能医疗护理床作为医疗器械行业中最常见的产品之一，其研究意义巨大。一方面体现了我国于医疗行业的关注及改革力度，可以说是一项关键的民生工程。另一方面，反应出了我国医疗行业的专业性与实力。然而就目前的情况来看，我国医疗器械行业的发展仍处于起步阶段，能力水平还有待进一步提高。我们应多学习国外研究思想，引进国外先进生产技术，培养专业技术人才从质变影响量变，加快发展脚步，促进我国医疗行业的稳步发展。 3 研究内容和方法3.1 研究内容本文着重研究医疗护理床设计中用户体验的理念。以用户的生理、心理、行为与对医疗护理床的使用为研究切入点，深入分析用户在使用医疗护理床时所产生的问题。通过对问题的整理分析，归纳总结出用户的需求以及多功能医疗护理床的设计理念。本文由六大章节构成，从“用户体验”理论初探入手，对医疗护理床进行结构及使用现状分析，并对多功能医疗护理床的用户进行走访调研，归纳出用户的需求与诉求，依据提出问题、分析问题、解决问题的思路展开，提出了用户体验在多功能医疗护理床的设计过程中的重要性及现实意义。具体内容如下： 第一章：绪论部分，提出论文选题的产生，介绍论文的研究背景及意义，提出论文的研究内容、研究方法及创新点； 第二章：用户体验理论初探，分析了用户体验的概念、属性、要素及特点归纳总结了体验的方法分类，简要论述用户体验在产品创新设计的应用； 第三章：垂直与水平转换系统的概述，分析垂直与水平转换系统在不同环境下的使用状况与需求来引出本文的重点创造用户满意喜欢的医疗护理床，使用户在使用医疗护理床时更加顺心。本章内容着重于提出问题与分析问题； 第四章：垂直与水平转换系统的设计流程，通过前三章的分析，归纳总结出基于用户体验的垂直与水平转换系统的设计原则，为后面自己的设计提供理论依据。 第五章：设计实践，提出自己的设计思路，并拿出自己的设计方案。 第六章：结论部分，提出自己对设计方案的总结以及未来的展望。 3.2 研究方法本课题研究的产品面向人群为瘫痪老人，针对其特点和护理需求，将进行多功能护理床的结构设计和分析。本课题研究的主要内容如下：多功能护理床的总体方案设计，主要内容有：4 技术路线1.分析病人的特点和护理需求，依据其特点、需求以及相关标准确定护理床的设计要求和设计指标；完成护理床的总体设计，包括护理床的总体布局，选取各功能模块的机构形式，选取合适的驱动和控制方式。2.通过动力学分析对护理床水平与数值转换机构的力学性能进行设计计算。3.通过三维建模，完成水平与数值转换机构的设计。5 预期成果（1）完成水平与垂直转换机构的力学分析与计算（2）完成对完成水平与垂直转换机构的三维建模；（3）完成整体作品以及总结报告。 6 进度安排1.第14周：文献检索与收集，完成开题报告，翻译外文资料。2.第58周：设计方案制定月确定，进行设计计算。3.第912周：电气图设计、绘图。3.第912周：草图绘制，进一步分析优化。4.第1314周：进行三维建模。5.第1517周：撰写论文。参考文献1梁凌风 等 轮椅担架一体化护理机器人设计 J 机械设计与研究 2018.10 2刘福民 等 一种新型紧急救护搬运椅 J 河北农机 2018.93廖晓辉 等 智能轮椅的研究现状与关键技术分析 J 制造业自动化 2008.4 4杜勇 智能护理轮椅系统的研究与设计 J 电子技术设计与应用 2018.85顾绮芳 一种坐卧变换式轮椅的设计 J 电脑知识与技术 2018.86石成瑜 面向瘫痪老人的多功能护理床设计与研究D.大连交通大学.2012. 7李森林 等360度翻转笔记本电脑转轴力学性能研究及优化 J 中国水运 2018.108刘红亮 双臂手救援工程机械转台设计与优化 D 大连理工大学 2012.69周美施 等 基于梁单元和版壳单元混合建模的折叠椅轻量化设计 J信息技术2018.1010陈琛 基于用户体验的多功能医疗护理床设计研究D2014.5.11张渤海 多功能康复床的设计与研究D.天津科技大学 2019.12刘倩倩. 多功能护理床的结构设计与力学分析D. 中国地质大学(北京), 2011.13李鑫鑫,张娜.康复护理床设计研究J.科技经济导刊,201614 TODOH Masahiro Development of Electric Wheel Chair with Active Seat for Level Holding J J-stage 2005