床椅机器人结构设计（附开题报告、附Solidworks模型、CAD图纸）

摘要

随着我国老龄化进程的加速，老年人口和残疾人群体的护理需求日益增长，传统的人工护理方式已难以满足高效、便捷的护理需求。床椅一体化机器人作为一种集护理床与轮椅功能于一体的智能设备，正逐渐成为解决这一问题的关键。此类机器人不仅能够辅助老年人及残疾人士完成起床、如厕、移动等基本日常活动，还能有效减轻护理人员的负担，提高护理效率和质量。然而，目前市面上的床椅机器人普遍存在功能单一、造价高昂、用户体验不佳等问题。因此，开展对床椅机器人结构设计的深入研究，设计一款性价比高、功能全面、用户体验良好的床椅一体化机器人，具有重要的社会意义和实用价值。
本文针对床椅机器人的结构设计进行了系统研究，旨在设计一款符合人机工程学原理、具备高效安全特性的床椅一体化机器人。主要研究内容包括：首先，对床椅机器人的整体布局和主要技术参数进行了详细设计，确定了机器人的尺寸、重量、负载能力等关键指标；其次，重点设计了抬起机构、脚踏板机构和椅面变形机构等关键部件，确保了机器人在床椅状态转换过程中的平稳性和舒适性；同时，利用有限元分析软件对关键零部件进行了强度和刚度分析，验证了设计的可靠性；最后，通过运动学和动力学仿真，对机器人的运动性能和动态响应进行了优化，提高了机器人的使用性能。此外，本文还探讨了床椅机器人的控制系统设计，为机器人的智能化控制提供了技术支持。通过本文的研究，为床椅机器人的结构设计提供了理论依据和技术参考，有望推动智能护理设备的发展与应用。

关键词：老龄化社会；护理机器人；护理床；多功能轮椅

摘　　要 I
Abstract III
1 引言 1
1.1 研究背景及意义 1
2 总体方案设计 4
2.1 设计要求 4
2.1.1 功能设计要求 4
2.1.2 性能设计要求 4
2.1.3 安全与舒适性要求 5
2.2 总体结构设计 5
2.3 床椅机器人工作原理 6
3 床椅机器人的结构设计 7
3.1 侧翻机构设计 7
3.1.1 侧翻机构的结构和工作原理 7
3.1.2 侧翻机构的设计 7
3.2 抬背机构设计 8
3.2.1 抬背机构的结构和工作原理 8
3.2.2 抬背机构的设计 9
3.3 曲腿机构 10
3.3.1 曲腿机构的结构和工作原理 10
3.3.2 曲腿机构的设计 10
3.4 行走机构 11
3.5 四轮转向转向过程研究 13
4 床椅机器人运动学优化 18
4.1 运动学优化概述 18
4.2侧翻机构的运动学分析 18
4.2.1 侧翻机构在ADAMS中的建模 19
4.2.2 样机的参数化 22
4.3抬背机构的运动学分析 25
4.3.1 抬背机构在ADAMS中的建模 25
4.3.2 样机的参数化 26
4.4曲腿机构的运动学分析 28
4.4.1 曲腿机构在ADAMS中的建模 28
4.4.2 样机的参数化 29
5 力学分析与校核 31
5.1床底架杆校核 31
6.2.2 抬背杆校核 33
6 结论 35
参考文献 36
致谢 38