病理床液壓伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！ )摘要隨著我國(guó)醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及與提高，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于各行各業(yè)中，傳統(tǒng)的醫(yī)療器械已經(jīng)不能滿足患者的需求了。在此推動(dòng)下，醫(yī)療護(hù)理器械的開(kāi)發(fā)勢(shì)頭迅猛，但由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡性以及諸多人為因素的影響，致使許多先進(jìn)的醫(yī)護(hù)設(shè)備得不到應(yīng)用，給患者帶來(lái)了許多不便。為了克服這種困難，研制一套功能齊全、造價(jià)低廉的護(hù)理器械尤為重要，在這種背景下，計(jì)算機(jī)控制多功能病理床應(yīng)運(yùn)而生了。結(jié)合病人的需求，設(shè)計(jì)了一種能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)抬頭、屈腿、左右側(cè)翻以及同時(shí)實(shí)現(xiàn)抬頭和屈腿等功能的醫(yī)用多功能病理床?？紤]到該病理床要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，特將床板分割成八個(gè)

2、部分。驅(qū)動(dòng)方式上采用液壓驅(qū)動(dòng)方式，之所以選用液壓系統(tǒng)，是因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)速度平穩(wěn)，實(shí)用性強(qiáng)。每個(gè)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)都是由兩個(gè)液壓缸同時(shí)直接驅(qū)動(dòng)，上升和下降則通過(guò)改變換向閥方向來(lái)實(shí)現(xiàn)。整個(gè)設(shè)計(jì)分為三步進(jìn)行：首先設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求的液壓系統(tǒng)原理圖，根據(jù)要求選擇各標(biāo)準(zhǔn)件；其次，進(jìn)行液壓缸體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料的選擇；最后，做液壓站的總體設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 液壓系統(tǒng)；液壓驅(qū)動(dòng)；病理床AbstractWith the development of medical treatment and the improvement ofcomputers, computer control technique is more and

3、more applied to all kinds of industries, which results the sufferers don tsatisfy traditional medical instruments. Under the impulse of this, the research of medical instruments greatly engages people's attention. But because of the unbalance of regional economic progress and a great deal of fac

4、titious factor, many advancedmedical instrument are not suitably used, which brings a lot of inconveniences.In order to overcome difficulties, it is more important tostudy a suit of medical instrument that is multifunctional and cheap, so multifunctional pathological bed controlled by computer comes

5、 into being.A kind of multifunction turn-over bed for patients is introduced in this paper, which by both is making up of three steps .The first; we design the the and their materials. The last, we design the and its arrangement.Keywords Hydraulic System ;The Hydraulic Pressure; The Pathologic Bed;目

6、錄摘要. IAbstract .II第 1 章 緒論 .11.1液壓系統(tǒng)綜述 .11.2病理床國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .21.3課題研究的意義和目的 .2第 2 章 病理床液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .42.1設(shè)計(jì)要求 .42.2病理床液壓執(zhí)行元件載荷力計(jì)算 .42.2.1進(jìn)行工作情況分析 .42.2.2頭部運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況 .52.2.3膝部彎曲時(shí)的負(fù)載情況 .62.2.4軀干運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況 .72.3系統(tǒng)方案制定 .82.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 .82.3.2調(diào)速回路的選擇 .82.3.3換向回路的選擇 .82.3.4液壓源的選擇 .82.4動(dòng)作順序 .82.5 病理床液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算10各液壓缸的載

7、荷力計(jì)算10初選液壓缸工作壓力及液壓缸回油腔背壓力11液壓缸主要參數(shù)的確定11液壓缸實(shí)際工作壓力的確定15液壓缸實(shí)際所需的流量15液壓缸的輸出功率152.6 液壓元件的選擇16液壓泵的選擇16電動(dòng)機(jī)功率的確定17液壓閥的選擇18管道尺寸的確定19油箱有效容積的確定19液壓油的選定202.7 病理床液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算20液壓系統(tǒng)壓力損失20系統(tǒng)溫升驗(yàn)算222.8 本章小結(jié)23第 3 章 病理床所用液壓缸基本尺寸的設(shè)計(jì)243.1 液壓缸主要尺寸的確定24液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑的確定24缸筒壁厚的計(jì)算24缸體外徑的計(jì)算24液壓缸工作行程的確定24最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定25缸體長(zhǎng)度的確定263.2 液壓缸的

8、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)27活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)27密封裝置27液壓缸的緩沖裝置28液壓缸主要零件的材料28液壓缸的安裝方法283.3 本章小結(jié)28第 4 章 病理床液壓站的設(shè)計(jì)294.1 油箱的設(shè)計(jì)29液壓油箱容積的確定29油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)304.2 液壓泵組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31布置方式31連接和安裝方式31防振降噪措施324.3 本章小結(jié)32結(jié)論33致謝34參考文獻(xiàn)35附錄 A36CONTENTSAbstract .IIChapter 1 Introduction .11.1Summary of the Hydrauliic System.11.2The Research of Path

9、ological Bed.21.3The Meaning and Purpose of the Research.2Chapter 2 The Design of Pathological Bed Hydraulic Servo System.42.1Design Requirements.42.2Pathological Bed Hydraulic Actuator Load Force Calculation.42.2.1Analysis of the Work.42.2.2Load of the Head Movement.52.2.3Load of the Knees Bent.62.

10、2.4Load of the Trunk Movement .72.3 System Programming.82.3.1The Choice of Implementing Ageny.82.3.2The Choice of Speed Control Loop.82.3.3The Choice of Trading to the Looop.82.3.4The Choice of Hydraulic Source.82.4 Sequence of Movement.82.5The Main Calculation of Pathological Bed Hydraulic System.1

11、010Hydraulic Cylinder Back to the Oil Chamber111115152.6 Choice of Hydraulic Components161617181919202.7 Pathological Bed Hydraulic System Performance Calculation2020222.8 Chapter Summary23Chapter 3 Design of Pathological Bed with the Basic Dimensions ofHydraulic Cylinders243.1 The Determine of Hydr

12、aulic Cylinder Size242424242425263.2 Design of the Structural of Hydraulic Cylinder272727272828283.3 Chapter Summary28Chapter 4 Design of Pathological Bed Hydraulic Station294.1 Design of Tank2929304.2 The Structural Design of the Hydraulic Pump Group313131324.3 Chapter Summary32Conclusion33Acknowle

13、dgements34References35AddendunA36第1章緒論1.1液壓系統(tǒng)綜述液壓傳動(dòng)是現(xiàn)代傳動(dòng)中的一門新技術(shù)，在工程機(jī)械中起著重要作用，是目前科研項(xiàng)目比較廣泛的課題。如果從十七世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳動(dòng)原理，十八世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有二三百年的歷史。然而，液壓傳動(dòng)的真正推廣使用卻是近三四十年的事情，十九世紀(jì)末，德國(guó)制成了龍門液壓刨床，美國(guó)制成了液壓六角車床和磨床，由于沒(méi)有成熟的液壓元件，一些通用機(jī)床到本世紀(jì)三十年代猜開(kāi)始使用液壓傳動(dòng)，并且仍不普遍。第二次世界大戰(zhàn)期間某些兵器上用了反應(yīng)快、動(dòng)作準(zhǔn)、功率大的液壓傳動(dòng)裝置，推動(dòng)了液壓技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)后，液壓

14、技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，在機(jī)床、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車行業(yè)中迅速推廣。本世紀(jì)六十年代以后，隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)等的發(fā)展，液壓技術(shù)得到了很大的發(fā)展，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中去，液壓技術(shù)得到了很大的發(fā)展，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中去。目前液壓技術(shù)向高高速、大功率、高效、地噪、經(jīng)久耐、高度集成化方向發(fā)展，同時(shí)，新的液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化，微機(jī)控制等工作，也日益取得顯著的成果。隨著應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算及技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料的發(fā)展和應(yīng)用，液壓傳動(dòng)技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。液壓傳動(dòng)技術(shù)已成為工業(yè)機(jī)械、工程建筑機(jī)械及國(guó)防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。而其向自

15、動(dòng)化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展，是不斷提高它與電傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵。液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各行各業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而且越先進(jìn)的設(shè)備，其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部分就越多，現(xiàn)代化產(chǎn)品的特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，因此必須采用電子和液壓這些先進(jìn)技術(shù)。然而如何將電子和液壓兩門技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以滿足自動(dòng)控制的更高要求，就成為當(dāng)代應(yīng)用技術(shù)的重大課題之一。液壓伺服技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。液壓伺服系統(tǒng)是控制領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分，它是在液壓傳動(dòng)和自動(dòng)控制技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門較新的科學(xué)技術(shù)。液壓伺服系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，其中最突出的就是響應(yīng)速度快、輸出功率大、控制精確性高，因而在航空、航天、軍事

16、、冶金、交通、工程機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。人類使用水利機(jī)械及液壓傳動(dòng)雖然已有很長(zhǎng)的歷史，但液壓控制技術(shù)的快速發(fā)展卻還是近幾十年的事，隨著電液伺服閥的誕生，使液壓伺服技術(shù)進(jìn)入電液伺服時(shí)代，其應(yīng)用領(lǐng)域也得到廣泛的擴(kuò)展。1.2病理床國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)的病理床,多采用手動(dòng)裝置，其基本結(jié)構(gòu)是將床體分為兩部分，在護(hù)理人員的協(xié)助下，應(yīng)用絲杠螺母的傳動(dòng)原理，僅起到抬動(dòng)軀干的作用，不但功能單一，而且存在結(jié)構(gòu)銹蝕和振動(dòng)噪音等諸多問(wèn)題，不能適應(yīng)醫(yī)護(hù)人員遠(yuǎn)程控制的需要。國(guó)外，在90 年代電動(dòng)護(hù)理床開(kāi)始在醫(yī)療護(hù)理中暫露頭角，這其中當(dāng)屬日本生產(chǎn)的多功能電動(dòng)遙控護(hù)理床，它采用世界領(lǐng)先科技成果，在九十年代中期開(kāi)發(fā)成

17、功的新產(chǎn)品，暢銷日本及歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，深受消費(fèi)者喜愛(ài)，被譽(yù)為醫(yī)療及家庭護(hù)理領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。使用者通過(guò)該產(chǎn)品可以預(yù)防脊椎病、褥瘡等常見(jiàn)病的發(fā)生，擺脫長(zhǎng)年臥床的痛苦，享受生活的樂(lè)趣。此設(shè)備具有使用簡(jiǎn)單、操作自如、用者自理的特點(diǎn)，為中國(guó)護(hù)理行業(yè)帶來(lái)了全新的概念，也為中國(guó)中老年人和長(zhǎng)年臥床患者帶來(lái)了福音。1.3課題研究的意義和目的現(xiàn)代科技高速發(fā)展 ,醫(yī)療器械也日新月異 ,為使生活不能自理的病人得到最有效的治療 ,多功能智能病理床的研制被提上了日程,課題研究的意義是使患者能夠自己手控完成：坐起、抬腿及側(cè)翻身的動(dòng)作。課題完成后能使生活不能自理的病人得到最有效的治療。多功能病理床，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，采用計(jì)

18、算機(jī)控制技術(shù)，對(duì)液壓伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使之具備任意角度獨(dú)立翻轉(zhuǎn)和組合翻轉(zhuǎn)功能，具體為：1. 幫助病人抬頭或調(diào)節(jié)枕高；2. 幫助病人坐起或調(diào)節(jié)上身角度；3. 上身抬起時(shí)頭部可適度后仰；4. 幫助病人抬腿；5. 大腿抬起時(shí)小腿可適度彎曲；6. 形成座椅；7. 左、右側(cè)翻身。本文完成的是病理床液壓伺服設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成病理床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要完成床體的運(yùn)動(dòng)功能，在設(shè)計(jì)中采用液壓閥的方式，建立液壓控制臺(tái)，通過(guò)閥體運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)液壓缸前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)床體的升降功能。第2章病理床液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一臺(tái)針對(duì)腦出血病人，能夠幫助病人緩慢運(yùn)動(dòng)的病理床液壓伺服系統(tǒng)。根據(jù)病人情況能夠?qū)崿F(xiàn)以下動(dòng)作：

19、抬頭、頭和上身同時(shí)抬起、下肢可動(dòng)、左翻、右翻、彎膝。運(yùn)動(dòng)速度 0.4mmin，啟動(dòng)時(shí)間不大于 0.2s?？紤]到軀干抬起、下肢抬起、左右側(cè)翻四個(gè)動(dòng)作負(fù)載相差不多，所以采用三個(gè)相同的液壓缸，經(jīng)計(jì)算，得出數(shù)據(jù)為：頭部運(yùn)動(dòng)時(shí)： Fg2671N ，行程 L112.79mm膝部彎曲時(shí)： Fg2671N ，行程 L240.18mm軀干運(yùn)動(dòng)是： Fg2671N ，行程 L200.29mm下肢運(yùn)動(dòng)、左右側(cè)翻、與軀干運(yùn)動(dòng)時(shí)取同樣的數(shù)值，這樣便于生產(chǎn)加工，使原件標(biāo)準(zhǔn)化。動(dòng)作進(jìn)行中，突然斷電時(shí)保證安全可靠；工作速度平穩(wěn)可靠，前沖小。2.2病理床液壓執(zhí)行元件載荷力計(jì)算進(jìn)行工作情況分析液壓缸負(fù)載主要包括：工作載荷、摩擦載

20、荷、慣性載荷等。1工作載荷：病人與床的重力所產(chǎn)生的載荷Fg2摩擦載荷： F f0.2Fg（2-1）3慣性載荷： FaFgu（2-2）g2t取 u 0.006m / s t0.1s根據(jù)以上分析，可以計(jì)算出液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段中的負(fù)載頭部運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況頭部運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況見(jiàn)表2-1表 2-1 頭部運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況表工況計(jì)算公式上升啟動(dòng)加速階段FwFgF fFa上升穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)階段FwFgF f上升減速制動(dòng)階段FwFgF fFa下降啟動(dòng)加速階段FwFgF fFa下降穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)階段FwFg F f下降減速制動(dòng)階段FwFgF fFa液壓缸的負(fù)載320732053204208220812080根據(jù)上表分析，為便于

21、分析及計(jì)算液壓系統(tǒng)，繪制出液壓缸的負(fù)載圖和速度圖，見(jiàn)圖 21。負(fù)載圖速度圖圖 2-1 頭部運(yùn)動(dòng)時(shí)液壓缸的負(fù)載圖和速度圖膝部彎曲時(shí)的負(fù)載情況膝部彎曲時(shí)的負(fù)載情況見(jiàn)表22工況上升啟動(dòng)加速階段上升穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)階段上升減速制動(dòng)階段下降啟動(dòng)加速階段下降穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)階段表 2 2 膝部彎曲時(shí)的負(fù)載情況表計(jì)算公式FwFgF fFaFwFgF fFwFgF fFaFwFgF fFaFwFgF f液壓缸的負(fù)載20712070206913811380下降減速制動(dòng)階段FwFgF fFa1379根據(jù)上表分析，為便于分析及計(jì)算液壓系統(tǒng)。繪制出液壓缸的負(fù)載圖和速度圖，見(jiàn)圖 22。負(fù)載圖速度圖圖 2 2 膝部運(yùn)動(dòng)時(shí)液壓缸的負(fù)載圖和

22、速度圖軀干運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況軀干運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況見(jiàn)表23表 2 3 軀干運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載情況表工況計(jì)算公式液壓缸的負(fù)載上升啟動(dòng)加速階段FwFgF fFa6440上升穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)階段FwFgF f6437上升減速制動(dòng)階段FwFgFfa6434F下降啟動(dòng)加速階段FwFgF fFa4294下降穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)階段FwFgF f4291下降減速制動(dòng)階段FwFgF fFa4288根據(jù)上表分析，為便于分析及計(jì)算液壓系統(tǒng)，繪制出液壓缸的負(fù)載圖和速度圖，見(jiàn)圖 23。負(fù)載圖速度圖圖 2 3 軀干運(yùn)動(dòng)時(shí)液壓缸的負(fù)載圖和速度圖2.3系統(tǒng)方案制定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇本機(jī)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)均為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，各直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用單活塞桿雙作用液壓缸

23、驅(qū)動(dòng)。調(diào)速回路的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求使進(jìn)給速度平穩(wěn)，到位時(shí)不前沖，可選用調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路，見(jiàn)附錄A 原理圖。換向回路的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求使進(jìn)給速度平穩(wěn)，到位時(shí)不前沖，可選用調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路，見(jiàn)附錄A 原理圖。液壓源的選擇由設(shè)計(jì)要求可知，工作過(guò)程中負(fù)載過(guò)大，速度變化小，才用了變量葉片泵。同時(shí)為了保證系統(tǒng)的安全性，仍可在泵的出口處并聯(lián)一個(gè)溢流閥起安全作用。2.4動(dòng)作順序該系統(tǒng)完成頭部抬起、軀干抬起、左翻、右翻、下肢抬起、膝部彎曲的六個(gè)動(dòng)作，六個(gè)動(dòng)作油路如下：1. 頭部抬起單向閥開(kāi)啟， 1DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，活塞向左推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，1

24、3DT 、 14DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。2. 頭部下降單向閥開(kāi)啟， 2DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的有桿腔，活塞向右推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。3. 軀干抬起單向閥開(kāi)啟， 3DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，活塞向左推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 、 14DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。4. 軀干下降單向閥開(kāi)啟， 4DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的有桿腔，活塞向右推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。5. 下肢抬起單向閥開(kāi)啟， 5DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油

25、進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，活塞向左推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 、 14DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。6. 下肢下降單向閥開(kāi)啟， 6DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的有桿腔，活塞向右推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。7. 左翻升單向閥開(kāi)啟， 7DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，活塞向左推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 、 14DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。8. 左翻降單向閥開(kāi)啟， 8DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的有桿腔，活塞向右推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。9. 右翻升單向閥開(kāi)啟， 9DT 得

26、電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，活塞向左推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 、 14DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。10. 右翻降單向閥開(kāi)啟， 10DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的有桿腔，活塞向右推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。11. 小腿抬起單向閥開(kāi)啟， 11DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，活塞向左推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 、 14DT 得電，油經(jīng)背壓閥流回油箱。12. 小腿下降單向閥開(kāi)啟， 12DT 得電，壓力油經(jīng)三位四通閥進(jìn)入調(diào)速回路，油進(jìn)入液壓缸的有桿腔，活塞向右推動(dòng)機(jī)構(gòu)升起，13DT 得電，油經(jīng)

27、背壓閥流回油箱。2.5病理床液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算各液壓缸的載荷力計(jì)算表 2 4 各液壓缸的載荷力液壓缸名稱工況液壓缸外載荷 FW活塞上載荷 F頭部運(yùn)動(dòng)缸上升32073563下降20822313膝部運(yùn)動(dòng)缸上升20712301下降13811534軀干運(yùn)動(dòng)缸上升64407156下降42944771各液壓缸的活塞上的載荷力FFW（23）取液壓缸的機(jī)械效率為0.9。各液壓缸的載荷力見(jiàn)表24。初選液壓缸工作壓力及液壓缸回油腔背壓力1. 初選系統(tǒng)工作壓力按載荷選定工作壓力。表 25按載荷選擇工作壓力載荷 kN<5510102020303050>50工作壓<0.811.522.533445&

28、gt;5力 MPa參考表 25 初步確定系統(tǒng)工作壓力，各液壓缸的工作壓力見(jiàn)表2 6。表 26各液壓缸的工作壓力頭部運(yùn)動(dòng)時(shí)F3563 NP11MPa膝部運(yùn)動(dòng)時(shí)F2301NP11MPa軀干運(yùn)動(dòng)時(shí)F7156 NP12MPa2. 背壓的確定一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)P20.5MPa液壓缸主要參數(shù)的確定根據(jù)工作情況，液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)FFWP2 A2(2-4)P1 A1式中 A14D 2 無(wú)桿腔活塞有效作用面積（ M2 ）A2( D 2d 2 ) 有桿腔活塞有效作用面積（M 2 ）4P1 液壓缸工作腔壓力（Pa ）P2 液壓缸回油腔壓力（Pa ）D 活塞直徑（ M ）d 活塞桿直徑（ M ）VFWD

29、dA1A2P1P2圖 24 單活塞桿液壓缸計(jì)算示意圖1. 頭部運(yùn)動(dòng)液壓缸主要參數(shù)的確定令桿徑比 dD,按工作壓力取0.5按 P2=0.5pa，油缸的機(jī)械效率 =0.9，將數(shù)據(jù)代入下式：D4Fp2 (12 ) p1(25)43563D0.085m10 60.5106 (10.52 )1根據(jù)液壓缸尺寸系列表26，將直徑圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑 D80mm 。表 2 6 液壓缸尺寸系列表81012162025324050638090100110取 d D0.5 ，則活塞桿直徑d0.58040mm 。按活塞桿系列表。取d 40mm。按最低速度要求驗(yàn)算液壓缸尺寸，A qmin0.00005 11.9cm2vmin

30、0.42式中 qmin 是 由產(chǎn)品 樣本 查得 調(diào) 速閥 2FRM6-30 的最小穩(wěn) 定流 量為0.05Lmin。本系統(tǒng)的調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應(yīng)選取液壓缸有桿腔的實(shí)際面積，A( D 2d 2 )4(2-6)A(0.0820.04 2 ) 0.0038m 238cm24可見(jiàn)上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。2. 膝部運(yùn)動(dòng)液壓缸主要參數(shù)的確定令桿徑比 dD,按工作壓力取0.5按 P2=0.5，油缸的機(jī)械效率 =0.9，將數(shù)據(jù)代入下式：D4F2 ) p1 p2 (1D423010.068m10 60.5106 (110.52 )根據(jù)液壓缸尺寸系列表27，將直徑圓整

31、成標(biāo)準(zhǔn)直徑D63mm 。表 27 液壓缸尺寸系列表81012162025324050638090100110取 d0.5，則活塞桿直徑 d 0.5 63 61.5mm。按活塞桿系列表。D取 d 32mm 。按最低速度要求驗(yàn)算液壓缸尺寸，A qmin0.00005 11.9cm2vmin0.42式中 qmin 是 由產(chǎn)品 型號(hào)查得 調(diào)速閥 2FRM6-30 的最小穩(wěn) 定流 量為0.05Lmin。本系統(tǒng)的調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應(yīng)選取液壓缸有桿腔的實(shí)際面積，A(D 2d 2 )4A(0.06320.0322 ) 0.0023m223cm24可見(jiàn)上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)

32、到所需低速。3. 軀干運(yùn)動(dòng)液壓缸主要參數(shù)的確定令桿徑比 dD,按工作壓力取0.5按 P2=0.5，油缸的機(jī)械效率 =0.9，將數(shù)據(jù)代入下式：D4F p1p2 (12 )D471560.075m 21060.5 106 (1 0.52 )根據(jù)液壓缸尺寸系列表28，將直徑圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑D80mm 。表 28 液壓缸尺寸系列表81012162025324050638090100110取 d D0.5 ，則活塞桿直徑d0.58040mm 。按活塞桿系列表。取d 40mm。按最低速度要求驗(yàn)算液壓缸尺寸，A qmin0.00005 11.9cm2vmin0.42式中 qmin 是 由產(chǎn)品 樣本 查得 調(diào)

33、速閥 2FRM6-30 的最小穩(wěn) 定流 量為0.05Lmin。本系統(tǒng)的調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應(yīng)選取液壓缸有桿腔的實(shí)際面積，A(D 2d 2 )(0.0820.042 ) 0.0038m238cm244可見(jiàn)上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。液壓缸實(shí)際工作壓力的確定按最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算出各工況時(shí)液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力，見(jiàn)表 29。工況液壓缸名稱頭部運(yùn)動(dòng) 頭部運(yùn)動(dòng)缸膝部運(yùn)動(dòng) 膝部運(yùn)動(dòng)缸軀干運(yùn)動(dòng) 軀干運(yùn)動(dòng)缸表 2 9 液壓缸實(shí)際工作壓力載荷背壓力工作壓力計(jì)算公式NMPaMPa35620.51.09F P2A2P123010.51.08A171560.5

34、1.81液壓缸實(shí)際所需的流量按最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸及運(yùn)動(dòng)速度，計(jì)算出各工況時(shí)液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作流量，見(jiàn)表2 10。表 2 10 液壓缸實(shí)際所需的流量工況液壓缸名稱運(yùn)動(dòng)速度結(jié)構(gòu)參數(shù)流量頭部上升頭部運(yùn)動(dòng)缸0.007msA10.005m 20.035 Ls頭部下降0.009msA20.0038m20.0342 Ls膝部上升膝部運(yùn)動(dòng)缸0.007msA10.0032m20.0224 Ls膝部下降0.009msA20.0023m20.0207 Ls軀干上升軀干運(yùn)動(dòng)缸0.007msA10.005m 20.035 Ls軀干下降0.009msA20.0038m20.0342 Ls液壓缸的輸出功率按最后確定的液壓缸的流量及工作壓力，計(jì)算出各工況時(shí)液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作流量，見(jiàn)表 211。表 2 11 液壓缸的輸出功率工況液壓缸名稱流量工作壓力輸出功率頭部上升頭部運(yùn)動(dòng)缸0.035 LsP1.09MPa0.0381 kW頭部下降0.0342 Ls0.0372 kW膝部上升膝部運(yùn)動(dòng)缸0.0224 LsP1.08MPa0.0242 kW膝部下降0.0207 Ls0.0223 kW軀干上升軀干運(yùn)動(dòng)缸0.035 LsP1.81MPa0.0634 kW軀干下降0.0342 Ls0.0619 kW2.6液壓元件的選擇液壓泵的選擇1. 液壓泵工作壓力的確定PPP1P（27）P1 液壓缸的最大工作壓力，對(duì)于本系