АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МЕХАНИЗМА ПАССИВНОГО ДВИЖЕНИЯ
НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ 10
1.1 Анализ технического задания 10
1.2 Обзор аналогов медицинских стендов 11
1.2.1 Стол-вертикализатор «GR 9900» 11
1.2.2Стол-вертикализатор «ErigoBasic» 13
1.2.3Роботизированная система «LokomatPro» 15
1.2.4Немецкий тренажер «Motomed letto2» 16
1.3 Эскиз механизма движения ног 17
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 20
2.1 Кинематический анализ механизма сгибания ног 20
2.2 Структурный анализ механизма сгибания ног 21
2.3 Силовой расчет 22
2.3.1 Расчет массы нижних конечностей человека их длины и массы
конструкции 22
2.3.2 Силовой статический расчет 24
2.3.3 Нахождение начального минимального угла исходного положения
механизма 28
2.3.4 Подбор электрического линейного привода 29
2.4 Прочностной расчет кронштейна 30
3 ПРОЕКТРИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МЕХАНИЗМА ДВИЖЕНИЯ
НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ 37
3.1 Сборка рамы 37
3.2 Конструкция шарниров оси бедра 38
3.3 Прямоугольные трубы для сгибания нижних конечностей пациента 39
3.4 Сборка каретки 40
3.5 Линейный привод 41
3.6 Дополнительные элементы конструкции 43
3.7 Конструкция механизма движения нижних конечностей 44
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ СБОРКИ РАМЫ 46
4.1 Расчет коэффициента запаса прочности конструкции 48
4.2 Оптимизация коэффициента запаса прочности 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 57
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Расчет силы F в среде MathCad 60
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Спецификация рамы механизма 61
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Сборочный чертеж рамы механизма 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Спецификация рамы механизма с кронштейнами 64
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. рабочий чертеж кронштейна 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Сборочный чертеж рамы механизма с кронштейнами 66
ПРИЛОЖЕНИЕ К. Спецификация каретки 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Сборочный чертеж каретки 68
ПРИЛОЖЕНИЕ М. Спецификация двух общих прямоугольных труб 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Н. Сборочный чертеж двух общих прямоугольных труб 70
ПРИЛОЖЕНИЕ П. Спецификация механизма движения 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Р. Сборочный чертеж механизма движения 73
На сегодняшний день в мире более 20 млн. людей страдают нарушением опорно-двигательного аппарата в результате перенесенного инсульта и других заболеваний. Для восстановления функций ходьбы наиболее часто применяют пассивную реабилитацию на нижние конечности.
Суть данной реабилитации заключается в сгибании нижних конечностей в подколенной ямке, имитируя при этом ходьбу человека, но при этом больной, в половине случаев реабилитации, находится в лежачем положении на спине.
В практике ведущих зарубежных и отечественных реабилитационных центров (европейских, американских и южнокорейских) имеет место вертикализация, которая является одним из методов реабилитации больных с неврологическими нарушениями, приводящими к длительной неподвижности.
В настоящее время разработаны высокотехнологичные столы- вертикализаторы, которые кроме, собственно, придания телу больного вертикального положения, могут приводить в движение, как руки, так и ноги.
В результате пассивных движений нижних конечностей у пациента активируются соответствующие области головного мозга, при этом восстанавливаются разрушенные связи между нейронами или создаются новые, а также это является отличным способом устранения застойных явлений в мышцах и суставах ног.
В итоге у людей, пострадавших от инсульта или травм, возвращается подвижность ног, и, зачастую, восстанавливается поврежденный мозг [1].
Объектом исследования ВКР является механизм пассивного движения нижних конечностей пациента, который может быть использован как в составе вертикализатора, так и в качестве отдельного устройства.
Предметом исследования ВКР является разработка конструкции механизма пассивного движения нижних конечностей пациента.
Цель выпускной квалификационной работы - разработка конструкции механизма пассивного движения нижних конечностей, как составной части медицинского стенда вертикализации.
Задачи выпускной квалификационной работы:
• изучение и анализ необходимой литературы;
• обзор медицинских стендов для постинсультной реабилитации пациентов;
• выбор кинематической схемы механизма движения ног;
• разработка эскиза механизма движения ног;
• проектирование SD-модели механизма движения;
• выполнение рабочих и сборочных чертежей механизма движения;
• согласование модели с разработчиками других узлов и механизмов стенда.
1. Механизм движения нижних конечностей спроектирован так, что обладает одной степенью подвижности.
2. Новизна разрабатываемого механизма движения нижних конечностей заключается в конструкции, которая позволяет использовать данный механизм как автономно, так и в составе вертикализатора.
3. Проведен силовой расчет для выбора параметров изделия, в результате которого вычислили необходимую силу для сгибания нижних конечностей: F = 1 1 8 5 Н при начальном минимальном угле исходного положения механизма: Ю = 4°.
4. Проведен прочностной расчет кронштейна, который испытывает максимальную нагрузку, коэффициент запаса прочности которого составил: ту = 4.
5. Проведен оценочный прочностной расчет сборки рамы в среде SolidWorks с целью оптимизации поперечного сечения наиболее нагруженных деталей и узлов механизма, тем самым уменьшения металлоемкости.
6. Разработаны 3И-модель механизма, рабочие и сборочные чертежи, которые могут быть использованы для изготовления прототипа медицинского стенда и его последующего изготовления.
7. Конструкция механизма движения нижних конечностей спроектирована при взаимодействии других членов коллектива разработчиков и в полном соответствии с требованиями ТЗ.
Таким образом, все поставленные задачи решены и цель ВКР достигнута.
