电动老人椅的结构设计与研究

发布时间：2017-10-23 14:03

  本文关键词：电动老人椅的结构设计与研究

  更多相关文章： 电动老人椅 结构设计 仿真分析 优化改进 试验测试

【摘要】：随着我国老龄化的不断加剧,社会对老年人产业的重视程度也越来越高,电动老人椅产品应运而生。目前我国电动老人椅产品和国外相比在产品工艺、质量、创新等方面有一定的差距。本文根据国内外研究现状,针对市现有产品的不足,设计出一款既能实现搁脚抬伸、靠背倾仰、辅助站立、防倾倒等功能,又能满足座椅贴墙摆放要求的电动老人椅。本文首先从人机工程学的角度出发,确定了老人椅的功能参数要求,并进行功能分解。针对各个功能模块,提出多种机构方案并依次进行分析和比较,最终确定老人椅的总体方案并进行结构设计。其次对老人椅装置进行仿真分析。参照QB/T 4191-2011标准,运用ADAMS软件对老人椅装置姿态转换过程进行运动学仿真,验证其运动规律和性能指标的合理性,同时对老人椅进行静止、运动状态的稳定性分析。再运用ANSYS Workbench软件对老人椅相应姿态进行静力学、疲劳寿命以及瞬态动力学分析,对不满足要求的部件进行结构改进。最后制作了物理样机并进行试验测试。参照测试标准,对老人椅样机相应姿态进行耐久性测试、座框抗冲击测试和搁脚板抗冲击测试,对其力学性能进行验证,获得了满意的结果。
【关键词】：电动老人椅 结构设计 仿真分析 优化改进 试验测试
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH789;TB18
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题的来源11
• 1.2 课题研究的背景及意义11-14
• 1.2.1 我国老龄化社会现状及趋势预测11-12
• 1.2.2 老龄化产业12-13
• 1.2.3 研究的意义13-14
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势14-19
• 1.3.1 国内外研究现状14-18
• 1.3.2 发展趋势18-19
• 1.4 老年人特征与老年产品设计的特殊要求19
• 1.5 论文的主要研究内容19-21
• 第2章 电动老人椅的设计21-47
• 2.1 电动老人椅设计的人机工程学原则21-26
• 2.1.1 人机工程学研究的目的和内容21-22
• 2.1.2 影响座椅设计的坐姿生理学及坐姿生物力学因素22-23
• 2.1.3 老年人人体模型尺寸23-25
• 2.1.4 老人椅基本尺寸的确定25-26
• 2.2 电动老人椅的功能分析及设计要求26-30
• 2.2.1 老人椅功能分析26-28
• 2.2.2 老人椅功能设计要求28-30
• 2.3 电动老人椅的结构设计30-46
• 2.3.1 搁脚机构的比较、选择及结构确定30-34
• 2.3.2 座面平移-靠背倾仰联动机构的比较、选择及结构确定34-38
• 2.3.3 辅助站立机构的比较、选择及结构确定38-42
• 2.3.4 防倾倒机构设计42-43
• 2.3.5 传动机构设计43-45
• 2.3.6 电动老人椅装置结构模型及整体效果图45-46
• 2.4 本章小结46-47
• 第3章 电动老人椅的运动学仿真及稳定性分析47-61
• 3.1 虚拟样机技术47
• 3.2 电动老人椅虚拟样机模型建立47-49
• 3.2.1 模型的简化和导入47-48
• 3.2.2 约束及运动副的添加48
• 3.2.3 载荷及驱动的确定48-49
• 3.3 电动老人椅姿态转换过程运动学仿真49-56
• 3.3.1 坐姿至休闲姿仿真50-52
• 3.3.2 休闲姿至躺姿仿真52-53
• 3.3.3 坐姿至站姿仿真53-54
• 3.3.4 老人椅重要位移参数总结及电动推杆的选型54-56
• 3.4 电动老人椅的稳定性分析56-60
• 3.4.1 老人椅静止、运动状态稳定性分析56-58
• 3.4.2 改进后老人椅静止、运动状态稳定性分析58-60
• 3.5 本章小结60-61
• 第4章 电动老人椅的力学分析61-73
• 4.1 有限元法介绍61
• 4.2 电动老人椅装置静力学分析及疲劳寿命评估61-66
• 4.2.1 老人椅坐姿静力学分析61-63
• 4.2.2 老人椅休闲姿、躺姿、站姿静力学分析63-65
• 4.2.3 老人椅疲劳寿命评估65-66
• 4.3 电动老人椅瞬态动力学分析66-72
• 4.3.1 冲击载荷的分析与确定66-68
• 4.3.2 座框瞬态动力学分析68-69
• 4.3.3 搁脚板瞬态动力学分析及结构改进69-72
• 4.4 本章小结72-73
• 第5章 电动老人椅的样机制作及力学性能试验测试73-83
• 5.1 电动老人椅的制作流程73-76
• 5.2 老人椅力学性能试验测试76-81
• 5.2.1 老人椅耐久性测试77-78
• 5.2.2 座框抗冲击性测试78-79
• 5.2.3 搁脚板抗冲击性测试79-80
• 5.2.4 试验测试报告80-81
• 5.3 本章小结81-83
• 第6章 结论与展望83-85
• 6.1 结论83-84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-91
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果91

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