各位老師好,一種骨骼牽引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)答辯 指導(dǎo)老師：,,,,,單元介紹：,01,1.課題論文介紹,目錄,課題的來(lái)源 課題的目的和意義 牽引技術(shù)的理論基礎(chǔ) 骨骼牽引機(jī)構(gòu)的組成 具體參數(shù)的確定 整體方案的確定 零件圖分析 機(jī)構(gòu)的裝配 機(jī)構(gòu)的調(diào)試 機(jī)構(gòu)的模型及視圖,課題的來(lái)源,近年來(lái),牽引技術(shù)在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。我國(guó)致力于將醫(yī)學(xué)理論與機(jī)械理論相結(jié)合，設(shè)計(jì)出有助于肢體需要康復(fù)治療的患者使用的牽引機(jī)構(gòu)。目前，在我國(guó)骨骼牽引機(jī)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣，也越來(lái)越現(xiàn)代化，而且國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)械的使用要求也越來(lái)越高，對(duì)骨骼牽引機(jī)構(gòu)的需求也越來(lái)越大。所以設(shè)計(jì)出全新的、現(xiàn)代化的牽引機(jī)構(gòu)時(shí)不我待。 本題目由導(dǎo)師主持的產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目為本課題的選題來(lái)源，并為課題研究提供有力支撐。,課題的目的和意義,本課題的目的是設(shè)計(jì)一種骨骼牽引與拉伸治療機(jī)構(gòu),讓手術(shù)后的患者或者需要進(jìn)行康復(fù)治療的病人可以更方便地進(jìn)行受傷肢體或關(guān)節(jié)的牽引拉伸,使病人患者的患肢能夠得到最及時(shí)的康復(fù)治療。經(jīng)過(guò)及時(shí)和恰當(dāng)?shù)目祻?fù)鍛煉，使患者能夠盡快地健康生活，恢復(fù)正常的工作和學(xué)習(xí)狀態(tài)。 所設(shè)計(jì)的骨骼牽引機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便,解決了肢體能夠得到康復(fù)鍛煉以達(dá)到牽引治療的難題。,牽引技術(shù)的理論基礎(chǔ),現(xiàn)代康復(fù)牽引技術(shù)是實(shí)現(xiàn)康復(fù)鍛煉和治療目的的一種治療方法。這種技術(shù)中的牽引力可通過(guò)手動(dòng)施加或者機(jī)械電器裝置進(jìn)行施加，通過(guò)以上方法將外力施加于患者的脊柱或者四肢，使脊柱或四肢關(guān)節(jié)組織發(fā)生一定的活動(dòng)，達(dá)到適當(dāng)?shù)臓恳屠熳饔谩?牽引療法的治療作用包括：消除部分肌肉腫痛、緩和痙攣狀況；緩解組織的各種粘連、牽引拉伸各韌帶關(guān)節(jié)；擴(kuò)大各關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍、改良或恢復(fù)脊柱的生理彎曲功能；擴(kuò)大脊椎的間隙和增加椎間孔以及椎管面積，緩解椎間盤(pán)內(nèi)的壓力，解除神經(jīng)上的刺激和壓力；,在患者病人進(jìn)行手術(shù)過(guò)后的康復(fù)治療過(guò)程中，目前多使用的是牽引技術(shù)，主要用于牽引脆弱的關(guān)節(jié)等部位。而在康復(fù)保健過(guò)程中，多用到牽伸技術(shù)，主要作用于人體的脊椎、脊柱和腰間椎，作用力通常為軸向的作用力，見(jiàn)下圖。,保健康復(fù)過(guò)程中的牽伸技術(shù)的受力一般則為切向受力，見(jiàn)下圖。,骨骼牽引機(jī)構(gòu)的組成,隨著制造技術(shù)的快速發(fā)展，許多具有優(yōu)秀性能的零部件均能夠生產(chǎn)出來(lái)，進(jìn)而裝配成理想的機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)的骨骼牽引機(jī)構(gòu)主要由：長(zhǎng)桿、圓柱扶手桿、扶手架、腳墊、支撐板、活動(dòng)板、電機(jī)、電機(jī)附件、驅(qū)動(dòng)連桿、擋板和多個(gè)螺栓組成。,零件材料的選擇,考慮到生產(chǎn)工藝性的各項(xiàng)要求，選取45鋼和硬鋁合金為主要材料。 采用45鋼加工制造的零件有：長(zhǎng)桿、腳墊、扶手架、圓柱扶手桿。 采用硬鋁合金加工制造的零件有：支撐板、活動(dòng)板。 45鋼在現(xiàn)代生產(chǎn)制造行業(yè)內(nèi)用用極為廣泛。45鋼可通過(guò)一些熱處理的方法實(shí)現(xiàn)良好的強(qiáng)度和較好的切削加工性要求。 為了減少患者感染的風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)又要滿足機(jī)械性能，支撐板和活動(dòng)板不選用45號(hào)鋼，由于與患者的肢體直接接觸，不能單方面的考慮結(jié)構(gòu)和制造成本方面的需要，所以選用了硬鋁合金。 硬鋁合金具有很多的優(yōu)質(zhì)品質(zhì)，比如密度較低，強(qiáng)度較高，塑性較好，有很好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗腐蝕性，在工業(yè)制造中應(yīng)用極其廣泛。,主要參數(shù)的確定,經(jīng)過(guò)去病房的實(shí)地考察，確定出該醫(yī)院病床的床桿長(zhǎng)650mm，床身長(zhǎng)450mm。為了能夠讓各種患者的肢體能夠妥善的放在上層支撐板上，決定將上層支撐板與腳墊和地面的高度定在450mm左右。四根長(zhǎng)干的高度統(tǒng)一，經(jīng)過(guò)有效的調(diào)研和計(jì)算，長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度取為550mm，決定二層板的高度比上層板低200mm左右，這個(gè)距離是為了讓電機(jī)附件和驅(qū)動(dòng)連桿能夠毫無(wú)干涉地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。成年男子的大腿最寬可達(dá)180mm，活動(dòng)板又要與人體想接觸，中間必然要放置一些襯墊等隔離屋，而且擋板也要與人體相接觸，所以決定留下約250mm的空間，足以放置肢體和墊子等。,整體方案的確定,主框架結(jié)構(gòu)采用框型，由四根長(zhǎng)桿、四個(gè)腳墊、一個(gè)圓柱扶手桿和兩塊扶手架組裝而成。第一層支撐板的四個(gè)邊角有與螺紋孔嚙合的伸出卡槽，中間有兩個(gè)燕尾槽和一塊鏤空的區(qū)域，這塊區(qū)域用來(lái)放置活動(dòng)板，燕尾槽中用來(lái)放置擋板。下層也是一塊支撐板，結(jié)構(gòu)與上層板類似，功能為放置電機(jī)，板上設(shè)有螺紋孔，與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)進(jìn)行裝配。電機(jī)還有電機(jī)附件，與驅(qū)動(dòng)連桿相連，帶動(dòng)上層活動(dòng)板，進(jìn)而起到上下活動(dòng)的作用。,零件圖分析,本次設(shè)計(jì)所采用的零件結(jié)構(gòu)、功能簡(jiǎn)單。主要介紹以下幾個(gè)零件：,由于要與人的肢體直接接觸，所以其加工所用材料為硬鋁合金。有圖清晰可見(jiàn)，這塊板分為三個(gè)部分，左右兩個(gè)部分為防止固定板的位置所在，作用是固定放置在中間的患者肢體，中間部分則是一塊空缺，是用來(lái)安裝活動(dòng)板的?；顒?dòng)板并非直接焊接在支撐板上，為了能夠達(dá)到上下運(yùn)動(dòng)的目的，巧妙地采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件的鉸鏈，將活動(dòng)板與上層支撐板相連接。牽引力可由定滑輪上的重物隨意配置，以滿足不同使用者的要求。定滑輪裝置與平面角度定位45度。,活動(dòng)板是整個(gè)機(jī)構(gòu)的核心，因?yàn)樵摬糠钟脕?lái)放置病人的受傷肢體，考慮到這點(diǎn)，其材料采用硬鋁合金，具有一定的強(qiáng)度和脆性，與人的肢體長(zhǎng)期接觸也不會(huì)發(fā)生發(fā)炎或者腐爛等不良現(xiàn)象。 由于是主要受力的部位，所以也要對(duì)其進(jìn)行有限元的分析，看是否達(dá)到強(qiáng)度的要求。,機(jī)構(gòu)的裝配,首先需要將骨架裝配好，先將長(zhǎng)桿與腳墊用螺栓固定好，接著將扶手板與圓柱扶手桿配合，將扶手板與長(zhǎng)桿配合。 再將兩層支撐板上的零件裝配完成，上層板中的擋板與燕尾槽進(jìn)行轉(zhuǎn)配固定，活動(dòng)板用標(biāo)準(zhǔn)件鉸鏈進(jìn)行連接。下層板上的電機(jī)通過(guò)螺栓與下層板連接固定，再連接好驅(qū)動(dòng)連桿，上端接上活動(dòng)板。 最后將兩塊板通過(guò)卡槽與長(zhǎng)桿上對(duì)應(yīng)的螺栓孔相連接，固定。,機(jī)構(gòu)的調(diào)試,調(diào)試的內(nèi)容包括：圓柱扶手桿和腳墊的固定情況、電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)板運(yùn)動(dòng)時(shí)是否會(huì)與上層板發(fā)生干涉，驅(qū)動(dòng)桿是否轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。調(diào)試工作是整個(gè)工藝的最后一步，是一道關(guān)鍵的工序，必須引起重視。 通過(guò)系統(tǒng)的分析，腳墊與地面之間的摩擦力足以能夠使整個(gè)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定下來(lái)，能夠保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，可供使用者正常使用。 當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)連桿，能夠完整的運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生任何干涉，活動(dòng)板也可以靈活自由上下活動(dòng)，并且不會(huì)與上層板之間發(fā)生任何干涉，符合使用要求。,機(jī)構(gòu)的模型及視圖,所設(shè)計(jì)出的骨骼牽引機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所采用的零件均是工業(yè)生產(chǎn)中較為常見(jiàn)的通用零件。,經(jīng)過(guò)繪制，畫(huà)出了機(jī)構(gòu)的三視圖。,2.課題難點(diǎn),,課題的難點(diǎn)在于如何才能實(shí)現(xiàn)所要求的牽引功能，其理論與現(xiàn)實(shí)依據(jù)如何尋找，怎樣才能將康復(fù)治療與機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)恰當(dāng)結(jié)合已達(dá)到任務(wù)書(shū)中康復(fù)治療的要求是本次設(shè)計(jì)中的最大難點(diǎn)。 其次，如何才能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，怎樣才能將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)在沒(méi)有任何其他零件干涉的情況下實(shí)現(xiàn)是具體設(shè)計(jì)過(guò)程中又一大難點(diǎn)。,3.課題創(chuàng)新點(diǎn),整個(gè)骨骼牽引機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn)在于便攜與拆裝的改進(jìn)?，F(xiàn)代生活中越來(lái)越重視空間的重要性，在不使用的情況下，可對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆卸，然后進(jìn)行放置，最大程度的節(jié)省了空間。 同時(shí)兼?zhèn)浜?jiǎn)單鍛煉功能降低了牽引治療的難度，能夠使病人患者或者老年人得到最適當(dāng)?shù)目祻?fù)鍛煉，有助于患者更好的恢復(fù)。,此次十七周的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)中為期最長(zhǎng)的一次作業(yè)，我的課題要求涉及到大量的專業(yè)知識(shí)，例如控制、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)、電機(jī)、電工電子等等。一次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)便將我這4年所學(xué)的知識(shí)都串聯(lián)在了一起，使我對(duì)我的專業(yè)有了新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也讓我溫故了以前學(xué)的知識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成離不開(kāi)程武山老師對(duì)我的指導(dǎo)。在整個(gè)課題的設(shè)計(jì)和論文的編寫(xiě)過(guò)程中，程老師給了我許多啟發(fā)、幫助以及建議，衷心地感謝他在我畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的關(guān)心和支持。,4.課題總結(jié)與致謝,感謝觀看 THE END 答辯人：張亞飛,