脊柱理疗设备结构设计与控制系统研究

发布时间：2017-07-06 14:14

  本文关键词：脊柱理疗设备结构设计与控制系统研究

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【摘要】：本文以脊柱理疗设备为研究对象,深入分析脊柱类疾病的发病原因与趋势,并详述国内脊柱理疗产品市场情况。通过全面深入的需求分析,确定脊柱理疗产品的总体设计方案。完成整机结构设计,综合采用虚拟样机技术与理论分析进行动力元件选型。利用有限元分析完成关键零件的分析与优化设计,并设计控制系统。(1)脊柱理疗设备的需求分析。简介医学模式发展趋势,调研脊柱理疗产品与方法,结合产品类型与目标用户,确定需求分析,完成总体方案设计。(2)脊柱理疗设备的结构设计。首先确定尺寸,然后进行具体结构设计,包括：靠背机架,颈部、腰部升降机构(包括电机选型),靠背长度调节机构；脚垫机架,摆动机构、抖动机构；座面与承重部分。(3)脊柱理疗设备动力元件选型。利用ADAMS动力学仿真脊柱理疗设备一个理疗过程,完成摆动、抖动电机的选型。结合受力分析完成电动推杆选型。(4)脊柱理疗设备关键零部件分析与优化设计。首先确定关键零部件及所需分析类型。横梁进行静力分析,增大截面尺寸。座面模态分析对比优化前后固有频率。支撑轴采用显示动态分析,保证较大安全系数。(5)脊柱理疗设备控制系统设计。首先进行整体设计,然后进行电器选型并确定硬件系统设计流程。具体设计各功能模块并整合为整体电路,完成电路板制作。确定脊柱理疗设备工作流程,设计液晶显示界面,实现语音播报功能与通信。
【关键词】：脊柱理疗 结构设计 动力学仿真 有限元 控制系统
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 选题背景8-9
• 1.2 选题意义9
• 1.3 国内外研究现状9-11
• 1.4 本论文研究的主要内容11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 2 脊柱理疗设备需求分析与总体设计13-22
• 2.1 脊柱理疗设备需求分析13-17
• 2.1.1 脊柱理疗方法简介13-14
• 2.1.2 功能需求分析14-15
• 2.1.3 基于人机工程学的使用需求分析15-17
• 2.2 脊柱理疗设备总体设计17-21
• 2.2.1 脊柱理疗设备最大载重m18
• 2.2.2 摆动模块设计18-19
• 2.2.3 牵引模块设计19-20
• 2.2.4 颈部、腰部升降机构设计20
• 2.2.5 抖动模块设计20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 脊柱理疗设备结构设计22-34
• 3.1 脊柱理疗设备整体尺寸确定22-23
• 3.2 脊柱理疗设备结构设计23-32
• 3.2.1 靠背设计24-29
• 3.2.2 脚垫设计29-32
• 3.2.3 座面与承重支架设计32
• 3.3 脊柱理疗设备总装图32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 脊柱理疗设备动力元件选型34-44
• 4.1 脊柱理疗设备虚拟样机建立34-35
• 4.1.1 ADAMS简介34
• 4.1.2 基于ADAMS的脊柱理疗设备虚拟样机构建34-35
• 4.2 电机与电动推杆选型35-43
• 4.2.1 摆动电机与抖动电机选择35-37
• 4.2.2 电动推杆选型37-43
• 4.3 本章小结43-44
• 5 脊柱理疗设备关键零部件分析与优化设计44-55
• 5.1 脊柱理疗设备关键零部件分析44-45
• 5.1.1 脊柱理疗设备关键零部件确定44
• 5.1.2 关键零部件有限元分析需求44-45
• 5.2 横梁静力学分析45-48
• 5.2.1 静力学分析理论基础45-46
• 5.2.2 横梁静力学分析46-47
• 5.2.3 横梁尺寸确定47-48
• 5.3 座面模态分析48-51
• 5.3.1 模态分析理论基础48
• 5.3.2 座面模态分析及优化设计48-51
• 5.4 摆动机构支撑轴显示动态分析51-54
• 5.4.1 显示动态分析理论基础51-52
• 5.4.2 支撑轴显示动态分析52-53
• 5.4.3 支撑轴优化设计53-54
• 5.5 本章小结54-55
• 6 脊柱理疗设备控制系统设计55-74
• 6.1 脊柱理疗设备控制系统整体设计55
• 6.2 硬件系统设计55-65
• 6.2.1 单片机选型55-56
• 6.2.2 液晶显示模块选型56-57
• 6.2.3 语音模块选型57
• 6.2.4 硬件系统功能设计及流程57-58
• 6.2.5 硬件系统原理图设计58-63
• 6.2.6 硬件系统PCB布图与制版63-65
• 6.3 软件系统设计65-73
• 6.3.1 脊柱理疗设备工作流程65-68
• 6.3.2 液晶显示模块68-70
• 6.3.3 语音模块70-71
• 6.3.4 通信部分71-73
• 6.4 本章小结73-74
• 7 总结与展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录79

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本文编号：526518