数控三维正脊仪的计算机辅助测试和机械系统优化设计

摘要

ZJY-C型数控三维正脊仪是有北京中天普科技开发有限责任公司为满足临床对物理治疗动作精确控制、智能操作和开拓国内、国际高端医疗设备市场需求而精心设计的智能性高科技医疗设备.为确保该设备能在限定的时间内准确地完成医生设定的治疗动作,以计算机辅助测试系统为手段,对该设备整机运行状态进行在线综合测试与分析.检测了设备的现行运行状态及运动规律,确保治疗安全有效,并对设备优化设计提供更加科学、严谨的理论依据.用传递矩阵法简化了成角和转角驱动系统,并分析了该系统的固有频率,确保系统运动的频率远离其本身的固有频率,以免发生共振,降低整个系统的噪声.根据成角和转角驱动系统中传动级之间的扭矩和角速度的传递关系建立了两个系统的扭振数学模型,具体给出了扭转振动数学模型中各个参数的确定方法和应用状态空间法求解该系统扭振模型二阶微分方程的方法.在对成角和转角驱动系统的优化设计中,考虑了机械设计领域中许多不确定的因素,建立模糊优化数学模型,并运用MATLAB优化工具箱进行仿真求解.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1设备检测与故障诊断技术的发展概况

1.2齿轮传动振动研究概况

1.2.1齿轮传动系统振动特性的研究

1.2.2齿轮结构振动的研究

1.2.3齿轮动力学发展趋势

1.3齿轮传动优化设计的发展概况

1.4本文研究的内容

第二章三维正脊仪的计算机辅助测试与分析

2.1概述

2.2数控三维正脊仪的测试方法及内容

2.1.1测试的主要内容

2.1.2主要测试参数

2.1.3测点布置

2.1.4测量系统组成

2.3数控三维正脊仪的运动与动作分析

2.3.1数控三维正脊仪的主牵运动系统

2.3.2数控三维正脊仪的成角驱动系统

2.3.3数控三维正脊仪的转角驱动系统

2.4数控三维正脊仪测试结果与分析

2.4.1数控三维正脊仪的运动特性分析

2.4.2数控三维正脊仪的运动准确性分析

2.4.3数控三维正脊仪的载荷分析

2.4.4数控三维正脊仪的测试结论

2.5数控三维正脊仪优化设计的目标

第三章成角和转角驱动系统的固有频率分析计算

3.1概述

3.2成角和转角驱动器的简化及数学模型

3.2.1各轴等效刚度的确定

3.2.2齿轮的等效转动惯量的确定

3.3用传递矩阵法求解成角和转角驱动器的固有频率

第四章成角和转角驱动系统的扭振建模

4.1概述

4.2齿轮副扭振分析建模

4.3成角和转角驱动系统的扭振分析建模

4.4成角和转角驱动系统扭振微分方程的求解方法

第五章成角和转角驱动系统的优化设计

5.1概述

5.2成角和转角驱动电机的选择

5.2.1成角驱动电机的选择

5.2.2转角驱动电机的选择

5.3成角驱动系统的优化设计

5.3.1成角驱动系统第一级齿轮传动的优化设计

5.3.2成角驱动系统的第二级齿轮传动的优化设计

5.3.3成角驱动系统第三级齿轮传动的优化设计

5.4转角驱动系统的优化

5.4.1转角驱动系统第一级齿轮传动的优化设计

5.5优化结果分析

第六章结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢