老人椅輔助站立機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
1.輔助站立機構(gòu)
輔助站立機構(gòu)作為老人椅的重要組成部分主要包括基板、上方管、下方管、連接板,輔助站立機構(gòu)一般采用雙搖桿機構(gòu),上方管和下方管均可繞基板轉(zhuǎn)動,連接板分別于上方管、下方管鉸接,并且與老人椅基架通過孔銷鎖定在一起帶動老人椅站立。其工作原理為:電動推桿作為主動件通過一組桿件機構(gòu)帶動下方管繞基板轉(zhuǎn)動,進而帶動連接板和上方管轉(zhuǎn)動,由于連接板與老人椅基架鎖定在一起,因此帶動老人椅基架抬升,提升輔助站立功能。
2.輔助站立機構(gòu)傳力特性分析
輔助站立雙搖桿四桿機構(gòu)不僅要考慮其運動要求,以提升預定的運動規(guī)律或者運動軌跡,還必須希望機構(gòu)的傳力性能良好,以使機構(gòu)的運行輕便。
3.輔助站立機構(gòu)的仿真分析
運動ADAMS/VIEW進行仿真分析,一般包括簡化模型、創(chuàng)建幾何體、添加約束、添加驅(qū)動和進行仿真分析等步驟。另外,在添加驅(qū)動時由于整體機構(gòu)比較復雜,ADAMS中的建模能力相對較弱,而通過其他三維軟件導入的模型無法進行后續(xù)的參數(shù)化設(shè)計。因此采用條用后處理曲線數(shù)據(jù)的方法來添加驅(qū)動,即通過給電動推桿添加正常驅(qū)動,測得下方管繞A點的角速度,導出其數(shù)據(jù)。
4.輔助站立機構(gòu)參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計
4.1模型的參數(shù)化
4.2優(yōu)化分析
5.總結(jié)
輔助站立四桿機構(gòu)的驅(qū)動特性參數(shù)是評價其工作性能好壞的,也是對機構(gòu)驅(qū)動角進行優(yōu)化的基本依據(jù),在通過作圖法分析該機構(gòu)兩個限位置驅(qū)動特性的基礎(chǔ)上,運用多體動力學仿真軟件ADAMS對輔助站立機構(gòu)虛擬樣機模型進行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,終確定了佳的機構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明,優(yōu)化后的機構(gòu)在運行過程各個時刻的驅(qū)動角都較大,大大提了機構(gòu)的驅(qū)動特性和機械效率,同時也增加了機構(gòu)前傾程度,能夠更好的幫助老年人站立。本研究也表明使用虛擬樣機技術(shù)相比傳統(tǒng)的設(shè)計方法更加簡單快捷,能夠大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和制造成本,也為同類機構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化提供了實用性的方法和參考。