畢業(yè)設(shè)計（畢業(yè)論文）開題報告
學(xué) 院
機械與汽車工程學(xué)院
專 業(yè)
機械工程及自動化
班級學(xué)號
學(xué) 生
指導(dǎo)教師
題 目
水平與垂直轉(zhuǎn)換機構(gòu)設(shè)計
任務(wù)實際
進行日期 自 日止
1課題背景及意義
本題目由導(dǎo)師主持的產(chǎn)學(xué)研項目，此課題來源于正在研發(fā)的創(chuàng)新機械產(chǎn)品“醫(yī)用智能床”，結(jié)合優(yōu)化設(shè)計與實際應(yīng)用，為此課題提供了有力的支撐。
目前，我國的人口分布逐漸趨向于老齡化，老年人的數(shù)量呈逐漸上升趨勢。根據(jù)2017年末的人口統(tǒng)計，2017年年末中國大陸總?cè)丝跒?39008萬人，而其中16至59周歲的勞動年齡人口為90199萬人，占總?cè)丝诘谋戎貫?4.9%；60周歲及以上人口24090萬人，占總?cè)丝诘?7.3%，其中65周歲及以上人口15831萬人，占總?cè)丝诘?1.4%。與此同時，老年人的人數(shù)還在逐年上漲，加速加深。2017年，全國人口中60周歲及以上人口24090萬人，占總?cè)丝诘?7.3%，其中65周歲及以上人口15831萬人，占總?cè)丝诘?1.4%。60周歲以上人口和65周歲以上人口都比上年增加了0.6個百分點。預(yù)計到2020年，老年人口達到2.48億，老齡化水平達到17.17%，其中80歲以上老年人口將達到3067萬人；2025年，六十歲以上人口將達到3億，成為超老年型國家。考慮到70年代末，計劃生育工作力度的加大，預(yù)計到2040我國人口老齡化進程達到頂峰。
而伴隨著老年人數(shù)量的大量增長，為老年人提供配套服務(wù)的產(chǎn)品的需求也就大量提高。我們的目標(biāo)產(chǎn)品——自動化醫(yī)用智能床就是其中一種。眾所周知，老年人由于年齡偏大，機體能力減弱，可能存在著很多身體上的問題，需要常年臥床，進行相應(yīng)的醫(yī)療活動。而我們的產(chǎn)品便是致力于提供最好的臥床條件給他們，包括最好的舒適度，最方便的醫(yī)療條件等，醫(yī)療床通過易移動，便于懸掛輸液，便于醫(yī)生檢查等特性，和通過電子控制方便老年人獨立調(diào)整姿態(tài)，獨立排便等功能，試圖為醫(yī)療市場提供革新級的便利條件。同時，此產(chǎn)品對一些普通病人，如心臟病患者，車禍傷員，骨折患者等病人也有著非同凡響的意義。
此次設(shè)計的內(nèi)容是水平與垂直轉(zhuǎn)換機構(gòu)的設(shè)計，主要應(yīng)用于醫(yī)用智能床的屈腿機構(gòu)，此機構(gòu)可以通過設(shè)計幾塊板子的運動，滿足使用者的日常姿態(tài)轉(zhuǎn)換，同時可以通過規(guī)律的往返運動對下肢運動不便的患者進行康復(fù)鍛煉，達到促進血液循環(huán)，加速康復(fù)的效果。由此可見，水平與垂直轉(zhuǎn)換機構(gòu)是產(chǎn)品的核心機構(gòu)之一，起到了相當(dāng)重要的作用。
2文獻綜述
2.1醫(yī)用智能床的現(xiàn)實需求
首先，伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，醫(yī)療水平也在逐步提高，人們對醫(yī)療器械的使用要求也越來越高。而醫(yī)療護理病床是就醫(yī)過程中最常見也是最不可或缺的醫(yī)療器械之一。通過一系列對醫(yī)療護理床的用戶的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存醫(yī)療護理床存在諸多缺陷，因此根據(jù)用戶需求對醫(yī)療護理床進行設(shè)計創(chuàng)新將助力于我國醫(yī)療水平的整體提升。 其次，醫(yī)療護理床的用戶大多是生活無法自理的老年人及需要臥床休養(yǎng)的病人，由于這類用戶長期臥床導(dǎo)致身體機能退化，各關(guān)節(jié)活動能力也大大降低，翻身、上廁所、清洗等都需要護理人員的協(xié)助，并且存在著一定的安全隱患。目前，最常見的醫(yī)療護理床并沒有排便設(shè)備，因此護理人員必須將臥床病人從腰部托起，將便盆放入病人身下幫助病人方便。整個過程不僅病人痛苦不堪，也大大增加了醫(yī)護人員的護理負(fù)擔(dān)。 最后，本選題符合自己專業(yè)研究方向，更出于自己的一份社會責(zé)任心與榮辱感。通過對使用頻率最高、就醫(yī)過程中最不可或缺的醫(yī)療護理病床的設(shè)計創(chuàng)新來減輕用戶的不便。 本文通過對“用戶體驗”理論的初探以及對多功能醫(yī)療護理床的設(shè)計分析，將“用戶體驗”融入到多功能醫(yī)療護理床的設(shè)計之中，尋求研究方法，創(chuàng)新設(shè)計思路，從而探索多功能醫(yī)療護理床的設(shè)計新方向，使產(chǎn)品的設(shè)計理論與功能實踐結(jié)合的更加完美。
現(xiàn)如今，我國經(jīng)濟已進入穩(wěn)步發(fā)展階段，全民上下也開始越來越關(guān)注醫(yī)療體系的漏洞等問題政府部門已加大了對醫(yī)療體系改革的監(jiān)督，將醫(yī)改落實到實處。目前，醫(yī)療硬件設(shè)備成為醫(yī)療體系的一個薄弱環(huán)節(jié)。醫(yī)療設(shè)備的落后及缺陷使百姓在患病時不但要經(jīng)受病痛的折磨還要忍受因為醫(yī)療設(shè)備的不合理設(shè)計所帶來的不便。因此，通過與用戶（醫(yī)生、病患及家屬）的跟蹤調(diào)查，分析總結(jié)出現(xiàn)存醫(yī)療護理床在使用過程中出現(xiàn)的問題及不足，并進行了深入的研究與創(chuàng)新。 多功能醫(yī)療護理床的使用對象主要是生活無法自理的老年人、因疾病導(dǎo)致行動不便的病人和殘疾人等。因此多功能醫(yī)療護理床的功能需要根據(jù)這類用戶群的特殊需求設(shè)計創(chuàng)新。根據(jù)目前的市場分析，背部調(diào)節(jié)、腿部調(diào)節(jié)、排便設(shè)備是獲得呼聲最高的需求。多功能醫(yī)療護理床的存在是為了滿足不能自理者的生活需求，通過對護理床的控制來完成一系列的動作，不僅可以安撫病人的消極心理，同時也可以降低護理人員的工作強度。此外，多功能醫(yī)療護理床的設(shè)計應(yīng)按照不同的使用環(huán)境來進行分類設(shè)計，這樣更能夠體現(xiàn)人性化理念。
2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
根據(jù)目前國外醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀而言，其生產(chǎn)設(shè)計水平較國內(nèi)相比具有一定的落差。特別是德、日兩國為代表，其醫(yī)療器械的設(shè)計生產(chǎn)能力已達到一定高度，從功能完善到設(shè)計理念都已趨于成熟。目前國外生產(chǎn)技術(shù)已實現(xiàn)了聲控、自動翻身、全程生命體征監(jiān)控、娛樂設(shè)備附帶等功能。并且，研究人員已開始探索研究新的研究課題。
但我國目前的設(shè)計生產(chǎn)水平遠不及國外的生產(chǎn)能力，國內(nèi)醫(yī)療護理床生產(chǎn)企業(yè)很大程度上還保留著傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，技術(shù)水平與設(shè)計能力都不夠成熟，并且國內(nèi)很多生產(chǎn)廠家都在只注重短暫的利益回報，幾乎忽視了用戶體驗在產(chǎn)品設(shè)計中的重要性。由于經(jīng)濟條件制約，這種情況導(dǎo)致普通家庭只能選擇使用普通醫(yī)療護理床，在護理者的協(xié)助下對病人進程看護。
經(jīng)過實地走訪記錄，我們不難發(fā)現(xiàn)，在目前的醫(yī)療器械市場上，醫(yī)療護理床的品牌多樣，但是品牌的個性缺乏，在外形及功能上并沒有太多差異。市面上銷售的醫(yī)療床基本都是可調(diào)的三折床板設(shè)計，功能單一、結(jié)構(gòu)簡單，外觀也相差無幾，根本談不上人性化設(shè)計。 多功能醫(yī)療護理床作為醫(yī)療器械行業(yè)中最常見的產(chǎn)品之一，其研究意義巨大。一方面體現(xiàn)了我國于醫(yī)療行業(yè)的關(guān)注及改革力度，可以說是一項關(guān)鍵的民生工程。另一方面，反應(yīng)出了我國醫(yī)療行業(yè)的專業(yè)性與實力。然而就目前的情況來看，我國醫(yī)療器械行業(yè)的發(fā)展仍處于起步階段，能力水平還有待進一步提高。我們應(yīng)多學(xué)習(xí)國外研究思想，引進國外先進生產(chǎn)技術(shù)，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才從質(zhì)變影響量變，加快發(fā)展腳步，促進我國醫(yī)療行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。
3 研究內(nèi)容和方法
3.1 研究內(nèi)容
本文著重研究醫(yī)療護理床設(shè)計中用戶體驗的理念。以用戶的生理、心理、行為與對醫(yī)療護理床的使用為研究切入點，深入分析用戶在使用醫(yī)療護理床時所產(chǎn)生的問題。通過對問題的整理分析，歸納總結(jié)出用戶的需求以及多功能醫(yī)療護理床的設(shè)計理念。本文由六大章節(jié)構(gòu)成，從“用戶體驗”理論初探入手，對醫(yī)療護理床進行結(jié)構(gòu)及使用現(xiàn)狀分析，并對多功能醫(yī)療護理床的用戶進行走訪調(diào)研，歸納出用戶的需求與訴求，依據(jù)提出問題、分析問題、解決問題的思路展開，提出了用戶體驗在多功能醫(yī)療護理床的設(shè)計過程中的重要性及現(xiàn)實意義。具體內(nèi)容如下：
第一章：緒論部分，提出論文選題的產(chǎn)生，介紹論文的研究背景及意義，提出論文的研究內(nèi)容、研究方法及創(chuàng)新點；
第二章：用戶體驗理論初探，分析了用戶體驗的概念、屬性、要素及特點歸納總結(jié)了體驗的方法分類，簡要論述用戶體驗在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的應(yīng)用；
第三章：垂直與水平轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的概述，分析垂直與水平轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在不同環(huán)境下的使用狀況與需求來引出本文的重點——創(chuàng)造用戶滿意喜歡的醫(yī)療護理床，使用戶在使用醫(yī)療護理床時更加順心。本章內(nèi)容著重于提出問題與分析問題；
第四章：垂直與水平轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計流程，通過前三章的分析，歸納總結(jié)出基于用戶體驗的垂直與水平轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計原則，為后面自己的設(shè)計提供理論依據(jù)。
第五章：設(shè)計實踐，提出自己的設(shè)計思路，并拿出自己的設(shè)計方案。
第六章：結(jié)論部分，提出自己對設(shè)計方案的總結(jié)以及未來的展望。
3.2 研究方法
本課題研究的產(chǎn)品面向人群為癱瘓老人，針對其特點和護理需求，將進行多功能護理床的結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析。本課題研究的主要內(nèi)容如下：多功能護理床的總體方案設(shè)計，主要內(nèi)容有：
4 技術(shù)路線
1.分析病人的特點和護理需求，依據(jù)其特點、需求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定護理床的設(shè)計要求和設(shè)計指標(biāo)；完成護理床的總體設(shè)計，包括護理床的總體布局，選取各功能模塊的機構(gòu)形式，選取合適的驅(qū)動和控制方式。
2.通過動力學(xué)分析對護理床水平與數(shù)值轉(zhuǎn)換機構(gòu)的力學(xué)性能進行設(shè)計計算。
3.通過三維建模，完成水平與數(shù)值轉(zhuǎn)換機構(gòu)的設(shè)計。
5預(yù)期成果
（1）完成水平與垂直轉(zhuǎn)換機構(gòu)的力學(xué)分析與計算
（2）完成對完成水平與垂直轉(zhuǎn)換機構(gòu)的三維建模；
（3）完成整體作品以及總結(jié)報告。
6 進度安排
1.第1～4周：文獻檢索與收集，完成開題報告，翻譯外文資料。
2.第5～8周：設(shè)計方案制定月確定，進行設(shè)計計算。3.第9～12周：電氣圖設(shè)計、繪圖。
3.第9～12周：草圖繪制，進一步分析優(yōu)化。
4.第13～14周：進行三維建模。
5.第15～17周：撰寫論文。
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