高蓬[1]2014年在《救护车载担架气动人工肌肉缓冲系统特性研究》文中认为救护车是用来运送病人或伤员的医疗卫生装备，它配备有急救器械、担架等设备，可以在运送途中对病人实施必要的救治处理。随着社会和医疗行业的发展，病人对救护车乘卧的舒适性的要求也在提高。目前，很多救护车是使用轻型卡车或SUV底盘改装，担架系统隔振装置也一般由弹性元件和减振器组成，减振效果不好。对于救护车底盘系统不好进行改动，因此，为了提高救护车担架上病人的舒适性，研制担架隔振缓冲装置就显得尤为重要。气动人工肌肉（Pneumatic Artificial Muscle，简称PAM，本文指Mckibben型PAM）是一种仿生学气动元件，它由两部分构成，一是中间的橡胶套筒，其外部由纤维编织网所包裹；二是其两端连接的接头。PAM具有如下优点:构造简单；输出力/重量比大；无粘着、爬行现象；刚度可变、响应快、动作平滑。本文将PAM应用于救护车担架缓冲系统中，建立了救护车上使用的担架缓冲平台，担架上车后，可快速刚性的锁定到隔振平台上，以此来缓冲车身传递到担架的振动。本文建立了“救护车—担架系统”振动模型和“救护车—担架—卧姿病人”系统振动模型，在Matlab/Simulink中，对两模型分别采用模糊PID和BP神经网络PID两种方法，分别对两个振动系统进行控制。对第一个振动系统，采用担架病人所承受的垂向振动加速度和俯仰角振动加速度作为评价标准；对第二个振动系统，采用卧姿病人的头部、臀部及腿部的垂向加速度作为评价指标。仿真结果表明：两种控制策略下，对应的评价指标幅值均有大幅度的降低，明显提高了乘卧病人的舒适度。
于德福[2]2012年在《救护车担架-卧位人体系统振动的仿真研究》文中认为救护车是配有急救器材、药品和担架等设备,用来运送紧急情况的危重病人并在途中实施救助处理的卫生装备。随着科学技术的发展和医疗卫生体系的不断完善,对救护车的性能要求越来越高。目前,救护车大多由轻型货车底盘或越野汽车底盘基础上改装而成,担架系统也普遍采用由弹性元件和减振器组成的隔振装置,这些无法满足病人对安全性和舒适性的要求。为了迅速安全地运送伤病员,使其在运送过程中不再增加痛苦,必须严格控制伤病员承受的振动负荷。本文提出了两种改进措施：一是采用性能优越的担架主动隔振系统,实现二次减振。主动隔振系统能根据振动系统的状态和当前的激励主动作出反应来控制系统的振动。二是改进救护车的悬架系统。采用半主动悬架的车辆来改装救护车,通过改善车辆行驶的平顺性来进一步减小路面不平度引起振动对病人的影响。本文以某型救护车为研究对象,对其担架-卧位人体系统的振动进行仿真分析。运用车辆动力学理论,建立救护车的行驶动力学模型,用MATLAB/Simulink进行仿真研究。以担架-卧位人体系统的垂向加速度和俯仰角加速度作为救护车平顺性的评价指标,通过仿真得到其在时域和频域内的动态响应。与传统的被动隔振系统相比,两种措施均能有效地改善了担架-卧位人体系统的垂直和俯仰振动,进一步降低了在相应频带的振动,明显避开了人体敏感频段,为改善救护车卧姿伤病员的运送平顺性提供了新的思路和方法。
刘淑英[3]2000年在《救护车担架减振系统的研究》文中进行了进一步梳理救护车的用途在于运送病人或严重伤残人，为了避免使病人在运送过程中病情或伤势的恶化，运动要求平稳且速度高。据资料表明，10％左右的病人在途中不可避免的病情有些恶化，其主要原因是担架直接与救护车车体相连，车辆在运行过程中的上下颠簸和汽车启动、刹车、加速、减速产生的冲击直接作用于病人，给病人带来种种不安全因素，为此人们已作了各种各样的尝试，试图使车辆的振动或冲击给病人带来的不利影响降至最低。 本课题利用现代设计方法研究开发了一种质优价廉、满足市场需求的产品，并对其减振系统进行了理论分析和计算。主要研究内容如下：（1）利用系统化的设计方法，对救护车担架减振系统进行方案设计。（2）研究设计气体弹簧，利用其低刚度获得较低的共振频率，从而获得舒适的 运送效果。（3）根据阻尼减振的特点，采用阀控两种不同截面积的阻尼孔产生气流阻尼衰 减振幅，使减振效果达到最佳。（4）以救护车底板有上下颠簸和前后俯仰作为振动输入，建立计算模型，进行 振动分析。 本设计方法和计算方法具有较普遍的意义，为其它振动系统的设计计算提供了理论基础。
于德福, 符朝兴, 杨德超, 王硕[4]2011年在《救护车担架-卧位人体系统振动主动控制研究》文中研究表明针对救护车担架-卧位人体系统,建立了六自由度主动减振系统的数学模型,并采用模糊控制的方法研究了救护车担架—卧位人体系统振动的主动减振问题。以担架质心处垂向速度、俯仰角速度及其变化率作为模糊控制器输入,使用双模糊控制器实现担架减振装置的主动控制,达到改善担架垂直和俯仰振动的综合减振目的。用Matlab语言及其Simulink工具箱进行了仿真,结果表明,主动控制的减振系统能有效地降低救护车担架-卧位人体系统垂直振动和俯仰振动,从而在改善救护车减振性能方面具有重要的应用价值。
杨猛[5]2016年在《履带急救车非线性减振系统振动特性分析与结构优化研究》文中提出履带急救车能通过山地、丛林、沙漠、沼泽、冰雪地等复杂地形运送伤病员,并能对伤病员实施除颤监护、呼吸吸引、输液供氧等途中紧急救治,是我军军事斗争和非战争军事行动中卫勤保障力量的重要组成部分。由于履带急救车主要应用在路况较差的地形,振动环境较为恶劣,如果其车载减振系统不能有效地抑制由路面不平度引起的振动现象,将极易引发伤病员的二次伤害。因此,对履带急救车非线性减振系统进行性能优化具有重要的现实意义。本文综合运用智能优化算法、多尺度法、精细积分法等方法,对履带急救车非线性减振系统进行振动特性分析与优化研究,主要工作和结论如下:(1)根据《GB/T1394-1990汽车道路行驶试验方法》、《GJB59.15-88装甲车辆试验规程——野外振动试验》等标准,在汽车试验场对履带急救车进行野外行驶振动试验,获得了履带急救车后车底盘纵梁、大板车厢底板、医务人员座椅和担架台在越野路(18km/h)、起伏路(15km/h)、砂石路(20、30、40km/h)和水泥路(30、40、50km/h)条件下的振动加速度信号,所获振动信号全面反映了履带急救车后车的振动情况,为本文后续研究奠定了良好的数据基础。(2)针对履带急救车非线性减振系统结构参数不明的问题,提出了一种新型多目标参数辨识方法,由改进的分块增维精细积分法和NSGA-II(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II)组成。应用该方法,以担架台垂向振动加速度功率谱密度和概率分布为评价指标,对履带急救车非线性减振系统两自由度模型进行参数辨识,获得了其在越野路(18km/h)、起伏路(15km/h)、砂石路(40km/h)和水泥路(40km/h)四种路况下的等效物理参数,并对辨识结果进行了准确性检验。结果表明:辨识结果与试验结果的概率分布吻合程度高,功率谱密度的峰值位置和变化趋势一致性好,幅值略有差别,但在允许范围之内,辨识结果满足使用要求。由此也证明了本文所提出的新型多目标参数辨识方法的有效性。(3)对研究非线性振动的解析方法和数值方法进行了对比研究。解析方法采用多尺度法,数值方法采用改进的分块增维精细积分法,并以Runge-Kutta法作为数值方法的对比算法。对比研究的结果表明:解析方法和数值方法在分析履带急救车非线性减振系统两自由度模型时能够获得基本相同的结论,所求得的幅频响应曲线在主共振位置吻合程度较高,这说明两种方法在对低自由度非线性振动系统进行定量分析计算时是基本等效的,但是解析方法在求解过程中限制条件较多,并且很难求解非线性系统在随机激励下的解析解,而数值方法则不受这些条件的限制,所以本文后续研究均以数值方法为基础展开。(4)分析了履带急救车非线性减振系统在随机激励下的振动特性,并对其减振性能进行了优化。首先,应用sobol法研究了履带急救车非线性减振系统各参数对于担架台垂向振动加权加速度均方根值的全局灵敏度,获得了参数的重要性排序:c2、k2、c1、ks、kz,其中,ks、kz、c1为零刚度减振器的线性刚度、三次非线性刚度和阻尼,k2、c2为橡胶阻尼减振器的刚度和阻尼。然后,应用改进的分块增维精细积分法对履带急救车非线性减振系统进行振动特性分析,获得了减振系统各参数对于担架台垂向振动加权加速度均方根值的影响规律。最后,应用遗传算法对履带急救车非线性减振系统进行参数优化,使担架台垂向振动加权加速度均方根值下降了27.6%、担架台垂向振动加速度在-0.12m/s2至0.12m/s2范围内的概率增加了9.8%,减振系统的性能得到了明显改善。(5)对履带急救车非线性减振系统进行了结构优化研究。首先,在借鉴动力吸振器原理的基础上,提出了两种担架台结构优化方案,分别为线性优化方案和非线性优化方案,并以担架垂向振动加权加速度均方根值为评价指标,对两种结构优化方案进行了对比研究,结果显示线性优化方案的加权加速度均方根值比结构优化前下降了23.3%,而非线性优化方案的下降幅度为19.1%,线性优化方案优于非线性优化方案,而且线性优化方案的垂向安装尺寸小于非线性优化方案,所以本文选择线性优化方案为最终优化方案。此外本文还在冲击激励下对线性优化方案进行了验证,结果表明线性优化方案对于冲击激励的衰减效果明显好于结构优化前。其次,应用sobol法研究了结构优化后减振系统各参数对于担架垂向振动加权加速度均方根值的全局灵敏度,获得了参数的重要性排序:c2、c1、k2、kd、ks、cd、kz,其中,kd和cd为储物箱悬挂刚度和阻尼。然后,应用改进的分块增维精细积分法对结构优化后的减振系统进行振动特性分析,获得了减振系统各参数对于担架垂向振动加权加速度均方根值的影响规律。最后,应用nsga-ii对结构优化后的减振系统进行参数优化,使担架垂向振动加权加速度均方根值下降了12.1%,担架与储物箱之间的相对位移的均方根值下降了16.8%,减振系统的性能得到了进一步的改善。本文的创新点主要在于提出了一种新型多目标参数辨识方法和基于“动力吸振器”原理的担架台结构优化方案。前者不需要设定初值,目标函数的个数也不受限制,可以在任意激励下对线性/非线性系统进行参数辨识,适用范围非常广泛;后者将储物箱从担架台中分离出来,形成“动力吸振器”,这样不仅增加了储物箱吸振一级,而且减小了减振器直接承载的质量,适应于各类对于振动环境具有特殊要求、并且带有较大附属质量的台体结构优化。
王福强[6]2003年在《三平移磁悬浮式隔振器的设计与应用研究》文中研究指明救护车担架隔振装置可以衰减在运送途中车身底板通过“病员—担架”系统传给人体的振动和冲击，不致再增加伤员的痛苦和使病情恶化，便于医务工作者实施必要的急救工作，因此它在改进救护车平顺性方面有其特有的作用。但目前国内现有的担架支架隔振装置都存在减振效果不理想的问题。本文针对上述问题，分析了磁悬浮技术在工程中的应用概况，对稀土永磁材料在隔振系统的磁悬浮应用特性作了研究，给出了永磁系统空间磁感应密度及磁力定量计算的方法，试制了几种磁悬浮式隔振实验装置，通过试验测试和应用人工神经网络的方法对其良好悬浮特性和非线性刚度特性进行了综合分析，引入实验修正系数完善了理论模型。在此基础上，分析了救护车担架支架隔振系统总体结构，并将一种能实现空间三维平移的并联机构应用于救护车担架支架磁悬浮式隔振装置中，提出了一种新型的三平移磁悬浮式隔振器模型，并通过数学模型分析和ADAMS软件仿真分析了其良好的运动学特性和减振特性，设计并研制了这种三平移磁悬浮式隔振器，实验结果表明它具有良好的非线性隔振效果，较低的固有频率，可以避免人体的共振区，能较好的衰减振动能量，并可实现空间三个垂直方向的减振，可广泛应用于汽车座椅、救护车担架支架等系统中。
徐新喜[7]2008年在《急救车生物污染防护技术与担架支架减振性能优化研究》文中研究说明随着国际生物恐怖威胁和烈性传染病危害的日趋严重,迫切需要发展具有生物污染防护功能(过滤净化超压/负压防护功能)的伤病员急救车。本文对急救车生物污染防护技术与担架支架减振性能进行了系统研究。根据过滤净化超压/负压防护的基本原理,研制了急救车过滤净化超压/负压防护装置,通过采取有效的车厢结构密封、超压/负压调节控制、过滤器工作状态在线监测与失效报警等措施,实现了急救车过滤净化超压/负压防护功能,各项指标均优于GJB1629和WS233的技术要求;确保了急救车既能通过生物污染区域安全运送、急救伤病员,保护车内人员和环境不受污染,又能运送、急救生物污染所致伤病员或烈性传染病员,保护沿途环境不受污染。为应对生物恐怖袭击和突发公共卫生事件(烈性传染病)提供了安全可靠的机动医疗救治平台。采用粘质沙雷菌进行了急救车车厢防生物污染的性能试验研究,探索了在常规条件下(非生物安全实验室)开展车辆装备实菌生物污染防护研究的试验方法,证明了急救车过滤净化超压/负压防护系统能对生物污染物进行有效防护(过滤效率均优于技术指标要求),掌握了车厢内生物污染物运动扩散的真实情况,弥补了以往研究多用物理粒子或CO2(SF6)示踪气体替代生物颗粒污染物进行试验不能正确反应生物污染物自身特性的明显不足,为继续深入开展生物污染防护研究积累了宝贵的第一手试验数据。运用计算流体动力学(CFD)方法进行了急救车车厢内温度场、气流速度场和污染物浓度场的数值模拟,结果表明温度场和气流速度场分布比较均匀、人员热舒适性较好,拉格朗日颗粒随机轨道模型能较好地反映超压/负压防护下生物颗粒污染物在车厢内运动扩散的时空分布状态;数值模拟结果与试验结果基本一致,解决了试验研究只能了解车内有限位置、有限时间的生物污染物浓度而不能全面掌握车内污染物运动变化的难题,为预测分析车内生物污染物在不同时间、不同位置的浓度大小提供了有效的研究手段。运用多体系统动力学理论进行了急救车卧姿伤病员承受振动的仿真分析,道路试验的结果验证了仿真模型和仿真方法的合理可行性;优化了车载担架支架的减振性能,提出了担架支架减振装置刚度、阻尼的最优匹配关系,降低了车厢底板至担架支架的振动传递,实现了有效的二次减振,控制了卧姿伤病员承受的振动,提高了伤病员运送途中的乘卧舒适性。优化后,在4～8Hz的人体敏感频段内振动能量衰减了82.6%,采用钢丝绳-阻尼减振器的减振效率达到了37.8%。
朱伟[8]2007年在《基于MR阻尼器及并联机构的多维减振系统半主动控制研究》文中提出多维振动问题普遍存在于机械、航空航天、运输、仪器仪表等各个工程领域,严重影响了相关设备的性能和使用寿命。到目前为止,还没有多维减振技术和设备能切实有效的解决这一难题。因此,对多维振动展开研究具有重要的现实意义和应用价值。在国家自然科学基金项目“仿橡胶多维减振平台设计的系统理论与非线性解耦控制(50375067)”的资助下,本文提出了采用三平移并联机构作为主体机构,磁流变阻尼器作为减振执行器,建立可控的三维减振系统,以期解决实际工程中存在的典型的三维振动问题。首先,本文根据磁流变减振器的工作原理,结合磁路定理和磁隙效应,设计了适合多维减振的、基于混合模式的小型磁流变阻尼器,并通过试验对阻尼器的力学性能进行测试。其次,本文采用3-PUU三平移并联机构作为主体机构建立三维减振平台,对所选用的3-PUU并联机构进行了运动学和动力学分析。为了提高并联机构自身的性能,将机型改进为3-PRRP~((4R)),并对其位置正反解、速度、加速度、动力学方程进行求解。再次,联合磁流变阻尼器,建立多维减振系统的空间模型。针对机构模型耦合性较强的实际情况,采用模态分析方法对模型进行解耦。分析了多维减振系统的力学参数对动平台振动特性的影响,推导了固有频率和脉冲作用下系统的响应模型,并进行仿真验证。针对磁流变多维减振系统的半主动控制,本文主要分析了两种控制方案:基于任务空间的参数反馈控制和基于支路加速度反馈的控制,分别采用线性二次型(LQR)控制器和模糊自适应控制器进行控制。文中采用基于ADAMS软件和MATALAB软件的联合仿真技术,从减振和隔振两个方面对系统进行控制仿真,从而验证了控制器的正确性和系统的多维减振效果。最后,为了验证文中所建立的理论体系及仿真结果,建立了磁流变多维减振平台测控系统,整个测控系统包括磁流变多维减振系统实验样机、传感检测系统、数据采集处理系统、控制器、电流驱动器以及振源等。设计并实现了包括基于LPC2210的控制器、电流驱动器以及控制软件等关键技术。根据所设计的试验方案采用自适应模糊控制器进行控制试验,将所得数据进行比较分析。结果表明本文所设计的磁流变多维减振系统具有三向同时减振的功能,并具备较好的减振控制能力。本文开创性地将磁流变阻尼技术和并联机构技术同时引入到多维减振领域中来,思路新颖,独具匠心。所设计的基于并联机构和MR阻尼器的多维减振半主动控制系统,结构简单紧凑,精确度高。本文的研究内容为多维减振领域提供了一个新的方向,具有广泛的理论意义和实用价值。
李维伟[9]2013年在《基于钢丝绳弹簧的车载担架—卧姿人体系统隔振设计研究》文中研究说明医疗运输救护工作中，运输车辆的振动会导致病人和伤员的病情或伤势恶化，是影响病人或伤员生命安全和康复的重要因素。但救护车一般采用非独立悬架，改装车辆悬架成本较高。因此，车载担架系统本身的减振设计是解决振动问题的关键。在减振设计中，对隔振器参数的优化设计是实现减振效果的重要途径。本论文以某型号救护车搭载的车载担架-卧姿人体系统为研究对象，分析了车辆-担架-卧姿人体的振动特性，对隔振器的刚度、阻尼及位置参数进行了优化设计。首先对隔振器进行分析。根据钢丝绳弹簧进行静力学特性分析，在此基础上再进行动态特性分析，得出钢丝绳弹簧各振动参数对振动的影响和随频率变化的各振动特性曲线，并针对不同激励下振动方程的频率特性进行分析。然后对车载担架系统进行多体动力学建模。根据前人经验将卧姿人体简化为线性的质量刚度阻尼模型，并考虑担架系统在水平方向和垂向两个方向的振动。将卧姿人体、车载担架以及隔振器等效成多体动力学模型，考虑车辆运输质量比例，将车厢底板振动信号作为激励输入到车体模型中，计算卧姿人体头部、胸腹和下肢等部位振动响应结果，并利用ADAMS软件进行验证。最后，将卧姿人体舒适度评价作为目标，将隔振器的刚度、阻尼和位置参数作为设计变量，对车载担架-卧姿人体系统进行优化设计。考虑到优化容易陷入局部最优解问题，在优化前对振动系统进行正交试验设计，将正交试验设计所设定的参数组中结果最好的几组作为优化起点，使用模拟退火算法对振动系统进行参数优化，根据优化结果，引入转动方向加速度均方根值作为优化目标，通过多目标退火算法优化，最终得到减振方案的参数。设计小车试验进行水平方向和垂直方向的振动实验，利用楔形木块的斜面和垂直端分别对小车施加水平方向和垂直方向的冲击，并利用LMS振动测试系统对小车底板和担架系统上方相应位置进行振动加速度时间历程测试，验证减振方案的有效性和模型的正确性。
李骏, 肖亚运, 吴克绍[10]2016年在《救护车转运担架对卧位人体舒适性仿真分析》文中指出医疗运输救护工作中,运输车辆的颠簸会导致病人和伤员的病情或伤势恶化,是影响病人或伤员生命安全的重要因素。由于救护车一般采用非独立悬架,改装车辆悬架成本较高。因此,车载担架系统本身的减振设计是解决颠簸问题的关键。以某型号救护车为研究对象,利用MATLAB/Simulink建立救护车-担架系统仿真模型并分析其时域响应与频域响应,从而分析车载担架系统的减振特性。
参考文献：
[1]. 救护车载担架气动人工肌肉缓冲系统特性研究[D]. 高蓬. 太原科技大学. 2014
[2]. 救护车担架-卧位人体系统振动的仿真研究[D]. 于德福. 青岛大学. 2012
[3]. 救护车担架减振系统的研究[D]. 刘淑英. 河北工业大学. 2000
[4]. 救护车担架-卧位人体系统振动主动控制研究[J]. 于德福, 符朝兴, 杨德超, 王硕. 青岛大学学报(工程技术版). 2011
[5]. 履带急救车非线性减振系统振动特性分析与结构优化研究[D]. 杨猛. 中国人民解放军军事医学科学院. 2016
[6]. 三平移磁悬浮式隔振器的设计与应用研究[D]. 王福强. 江苏大学. 2003
[7]. 急救车生物污染防护技术与担架支架减振性能优化研究[D]. 徐新喜. 天津大学. 2008
[8]. 基于MR阻尼器及并联机构的多维减振系统半主动控制研究[D]. 朱伟. 江苏大学. 2007
[9]. 基于钢丝绳弹簧的车载担架—卧姿人体系统隔振设计研究[D]. 李维伟. 天津大学. 2013
[10]. 救护车转运担架对卧位人体舒适性仿真分析[J]. 李骏, 肖亚运, 吴克绍. 农业装备与车辆工程. 2016
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