基于绳驱动的辅助站立装置设计与研究

针对社会老龄化带来的老年人独立困难问题,设计了一种基于绳驱动的辅助站立装置。分析绳驱动辅助站立装置结构组成及工作原理,计算装置核心部件驱动绳和椅板的尺寸,采用SolidWorks软件和Adams软件对其进行建模、仿真。结果表明,绳驱动辅助站立装置能满足老年人的使用需求,帮助用户独立站立,成本低且安全性高,具有一定的市场价值。     

卫生护理机器人辅助站立装置设计与研究

为解决卫生护理机器人在帮助老年人和下肢行动障碍者洗浴过程中站立困难和难以长久站立的问题,通过对人体自然站立运动过程的研究分析,结合人机工程学原理,设计了一种可适应人体体型差异的,可减轻人体自重的,满足卫生护理机器人要求的可调式起坐辅助站立装置。介绍了卫生护理机器人的研究意义和总体设计方案,重点介绍了对该机器人辅助站立装置的设计与研究。通过加工制作实验样机和对样机的实验调试,验证了控制系统的稳定性和整个辅助站立装置设计的合理性。     

辅助站立装置的研究现状与发展趋势

该文综述了国内外近些年来关于辅助老年人站立机械装置的研究成果,分析了现有研究成果的工作原理、结构特点以及性能优缺点,指出了辅助老年人站立在助老产业发展中的必要性,结合国内外辅助站立方式和辅助站立装置的研究现状,并且提出了辅助站立装置在发展中应思考的问题和发展趋势。     

老人椅辅助站立机构参数优化设计

简述了老人椅辅助站立机构的工作原理,并对辅助站立机构进行传力特性分析,得到机构传动角运动规律。针对传统辅助站立机构传力特性和机构效率较差的问题,利用多体动力学仿真软件ADAMS对该机构进行了运动仿真及参数化建模,然后以辅助站立四杆机构传动角取得最大值为目标进行优化分析,最终确定了影响传动角主要设计变量的参数。研究结果表明,通过优化后,辅助站立机构的传动角得到明显增加,提高了机构传力特性和机械效率,同时也增大了机构的前倾程度,有助于老人站立。     

辅助站立康复训练系统设计与实验研究

面向站立困难的脑卒中患者,研究一种辅助站立康复训练系统,帮助他们完成日常的康复训练治疗。在对人体正常站立运动轨迹分析基础上,设计一种两自由度辅助站立康复训练系统。通过采集患者康复训练前后胫骨前肌和腓肠肌的表面肌电信号,检验了辅助站立康复训练系统的康复效果。通过对患者进行一个月站立康复训练,系统运行正常,受训练患者肌力较康复前和未受训练患者都有明显提高。该康复训练系统康复效果良好,具有实际应用价值,有助于站立困难的脑卒中患者早期康复。     

膝关节辅助器械设计研究与分析

由于生理机能的衰退,部分老年人在诸如站立、上楼梯、如厕等日常行为方面都受到较大影响,大多数是由于膝关节损伤导致行动不便从而造成生活不能自理。从膝关节生理特征出发,研究了当前膝关节辅助器械的现状,分析了目前存在的问题,提出了设计制造辅助器械应当注意的要点。     

坐立卧式护理轮椅的结构设计及运动学仿真分析

为满足行动不便的老年人和残障患者的护理需求,设计了可辅助站立、辅助躺卧的坐立卧式护理轮椅.阐述了轮椅机构的设计方案和工作原理,并基于人机工程学原理,采用三维步态分析及运动系统分析了正常人体起立、躺卧过程中各关节的运动轨迹规律.建立轮椅机构间几何关系,并对机构进行了运动学分析;结合人体测量学数据,确定各构件参数并建立虚拟样机;运用Adams软件对机构进行了运动仿真,仿真中机构运行平稳.仿真结果表明,坐立卧式护理轮椅辅助人体坐、立、卧运动符合健康人体运动规律,验证了机构设计的合理性.     

水压升降如厕辅助装置的研制

为改善老年人如厕体验,针对市场上的坐便器结构固定、高度不能调整的问题,深入分析老年人坐立特征的转换过程,通过实验测试受力情况,完成模型运动方案设计。此外参考人机工程学的人体尺寸,通过有限元软件进行结构分析校核,完成辅助老年人如厕起身装置的模型搭建。通过试制论证和小批量生产试用反馈,该装置辅助老年人如厕站立效果较好。相比传统的如厕产品,此装置独立于已安装的马桶结构,不需要接入电源,可以在潮湿环境中使用,具有即装即用、操作简单可靠等优点。     

基于坐立转换的老人辅助站立装置的研究与设计

为了解决老人独自在家久坐或如厕后起身困难的问题,从生物力学角度对人体坐立转换行为进行分析,建立了老人坐立转换生物力学模型,并根据模型分析结果,设计了一种老人下肢坐立转换装置,包括框架、辅助站立机构、托举机构、便捷如厕机构。以两对电动推杆为动力,分别驱动辅助站立机构进行双臂伸展支撑、托举机构进行臀部托举。经实验证实：该装置可有效辅助老人进行坐立转换,对提高老人生活自理能力及生活质量具有重要意义。     

一种起身站立助老椅机构的设计

为了解决独居老人久坐后不易独自站立起来的问题,设计一种家用助老椅,可辅助久坐后的老年人独自起身站立.该助老椅由椅子本体、抬升翻转机构和防跌机构三部分组成.抬升翻转机构采用蜗轮蜗杆减速器和丝杆传动机构,具有自锁功能,能防止突然断电时座椅面板自动降落;防跌机构能有效防止老年人起身时身体向前倾倒.该助老椅结构简单,操作方便,性能可靠,具有一定的实用意义和推广价值.     

多功能助力起立器的设计

为解决独居老年人行动不便、起立困难的问题,在对同类产品比较的基础上,设计了 一款多功能助力起立器.介绍了这一助力起立器的结构,总结了设计的创新点.这一助力起立器应用机械原理和简单机械结构,可以协助老年人自主站立、行走,具有推广价值.     

“助老助残”多功能护理床的优化设计

为了优化“助老助残”护理床的结构和辅助功能,提高该床的安全性、智能化及功能的全面性,在“助老助残”护理床的基础上,对有安全隐患的部位加装警示鸣笛和制动传感器,当危险即将发生时,该护理床立即发出鸣叫通知护理人员前来,同时制动传感器切断护理床的电机,迫使护理床停止工作,阻止危险的发生;在床垫下铺设温度报警器,当使用者尿床后,湿度传感器会发出提示声,提示护理人员前来更换床单,这样可提高该床的智能化、便利性;同时基于人体自然站立过程的运动学特性,运用Solidworks创建三维模型,在下床后不用转身的情况下,为该床专门搭配设计辅助站立和复健的多功能轮椅,通过运动仿真,确定该多功能椅的运动参数和结构尺寸。通过计算和仿真运动模拟得出,该装置满足人体站立的自然规律,多项功能均可实现,可以应用在复健、辅助站坐,搭配同该护理床使用,为失能老年人上下床和有需求人士提供全面的上下床帮助。同时该多功能轮椅也可搭配在别的医用床上,应用范围较广,还可以助力未来的智享养老和智能养老院。     

多功能下肢康复训练辅具的结构设计及运动仿真

根据残障人或老年人日常生活自理的功能需求和下肢康复训练的要求,基于人机工程学的原理,开发了一款康复训练和自护一体化的新型康复辅具.介绍了该辅具的整体设计思路,根据功能需求对各子结构进行结构设计,应用Pro/E软件进行各子结构及整体结构的虚拟设计,并对其进行运动仿真的干涉验证.该新型辅具一方面可以辅助残障人或老年人进行减重康复训练,帮助他们恢复下肢的正常生理机能,另一方面可辅助他们完成日常行为活动,如辅助行走、起床或起坐、入厕和高处物品的取放等,帮助他们实现独立生活的能力.     

多方位助力式老年人如厕辅助装置设计与测试

针对老年人如厕困难等问题,设计了一种从不同方位助力的如厕辅助装置。在分析老人如厕过程中的行为动作基础之上,提出一种包含不同助力机构的总体设计方案,通过设计y向扶手运动机构、z向扶手运动机构和坐垫升降机构分别实现对老人手腕部、腋部和臀部助力,辅助完成弯腰、下蹲、起身等动作;通过设计折叠结构实现整个机械装置折叠。对主要机械结构进行设计计算,并利用MATLAB对z向扶手和坐垫升降机构形成的联动机构的杆件尺寸进行优化设计,同时利用ANSYS对整体结构进行有限元分析,确保设计的安全性。最后,对文中设计的老年人如厕辅助装置进行实验样机的制作和测试,结果表明该装置运行稳定可靠,实现了不同方位助力,整个助力过程所需时间为45 s,并能够对称折叠,节约占用空间,适用于不同规格的坐便器或蹲便器。     

基于CROE的助老机械装置的有限元分析及优化设计

为了解决老年人由于膝关节老化而难以起身站立的问题，该文基于机械连杆原理、利用CROE软件完成了一种新型助老机械装置的三维模型设计，并对该机械装置的水平状态和起升状态进行有限元分析。针对该装置中起升板的最大变形不满足工作要求的问题，该文以起升板的厚度和侧孔深度为变量，探究其最大应力和最大位移的关系曲线，最后以装置质量最小为优化目标，获得最大变形小于等于0.1 mm的设计参数。以此设计出符合老年人需求的新型助老机械装置。     

安装于电动轮椅上轻型作业臂的研制及评价

以残障人士和老年人最常见的10项日常活动作为辅助目标,研制了一款安装于电动轮椅上的6自由度轻型作业臂。文中对作业臂的本体、末端手爪和控制器进行了详细设计。对该作业臂安装于轮椅上可操作度的分析表明:作业臂在常见作业点上具有良好的操作性能;典型喝水服务试验则表明该作业臂能辅助残障人士和老年人的日常生活,为带作业臂智能轮椅系统进入残疾人和老年人的生活奠定了基础。     

老年助行机器人结构设计及仿真分析

目前,我国已进入老龄化阶段,为了缓解老年人日常行走不便带来的问题,设计了一款可以辅助老年人日常行走的助行机器人。对现有助行机器人结构上存在的问题进行分析,提出了一种可升降结构的助行机器人设计方案,并结合人机工程学设计原则,运用UG软件进行结构设计和运动仿真。该助行机器人的升降结构仅用了一个直线电机就可以实现。仿真结果证明了机构的合理性,可以用于老年人日常行走辅助工具。     

基于UG的辅助老人起坐的轮椅设计与实现

针对部分需要轮椅辅助生活的老年人存在难以从轮椅上独立坐下与起立的问题,设计了一款能辅助老人起坐的轮椅。该设计主要包括支撑结构、升降平台机构和坐垫前倾机构。利用UG软件对轮椅进行建模和装配,确定合理可靠的电子样机,并对电子样机进行了仿真分析。仿真结果说明:该轮椅结构能够满足辅助老人起坐的需求。此外,根据仿真结果制造了辅助老人起坐的轮椅样机,具有结构合理、运转灵活以及运行平稳等特点,能够起到很好的辅助作用。     

医用宝智能药箱的设计

为解决独自在家的老年人出现忘吃药、吃错药的概率不断增加等问题,设计了一款辅助老年人用药的智能药箱——医用宝,从而降低老年人用药的风险,进而保证老年人的生命安全.     

辅助站立机构刚柔耦合动力学仿真分析研究

针对柔性小、受力大的零件作为纯刚体进行分析时,其结果与实际情况有较大偏差的问题。首先简述辅助站立机构的工作原理,并运用ADAMS与ANSYS联合仿真建立辅助站立机构刚柔耦合动力学仿真模型。基于该仿真模型,得出辅助站立机构一个运动周期中上方管的动态应力,进一步确定整个时间历程中上、下方管应力最大对应的时刻,并与Workbench中对应时刻计算的准动态应力进行分析比较。研究结果表明,在误差允许的情况下,二者基本吻合。验证了基于刚柔耦合动力学仿真模型的理论计算动态应力方法的准确性;同时相较于有限元法,刚柔耦合动力学仿真模型的分析结果能够更加准确的反映机构真实性能。