多功能护理床可辅助失能人员完成基本的康复锻炼,提高其自理能力,也可减少护理人员的工作量,降低护理人员的工作强度。针对现有护理床存在的灵活性差、满足人体运动需求性差、使用安全性和舒适性差等问题,本文从失能人员康复训练需求出发,根据人体运动学和人机工程学,对现有护理床的功能结构进行改进,设计基于人体运动需求的多功能护理床,并对其进行运动学分析和控制。主要研究内容如下:(1)基于ADL(Activities of Daily Living)规则,对失能人员进行等级划分;以灵活性、安全性和舒适性为前提,研究不同失能等级人员的护理需求及运动需求,提取多功能护理床的设计准则:设计原则、功能要求和设计指标。(2)根据多功能护理床的设计准则,考虑失能人员背起易侧滑、易下滑及腰部缺少支撑等问题,对多功能护理床床下空间及床板进行设计研究;根据《中国成年人人体尺寸(GB 10000-88)》的数据及人机工程学对护理床的规定,分析并确定护理床各构件的长度尺寸和相应材料,建立背起防侧滑、防下滑和腰部支撑的多功能护理床三维仿真模型。(3)基于多功能护理床辅助机构各构件的运动原理和几何关系,建立各辅助机构的矢量方程,推导其运动学模型,并借助Matlab对其进行求解计算分析;基于Adams仿真软件,对护理床各辅助机构的实际运动规律进行仿真分析;对比分析计算结果与仿真结果,验证护理床功能结构设计的合理性和有效性。(4)针对满足失能人员运动需求和护理需求的多功能护理床,结合其辅助功能,对其控制系统进行设计研究。首先,根据多功能护理床各辅助机构的运动规律,分析并确定各直线电动推杆的型号;根据失能人员运动需求,采用有线按键的人机交互方式,对其进行设计;其次,结合控制系统的功能需求,设计其总体方案,进而对驱动装置的控制进行设计;最后,对控制系统的工作流程进行分析。基于人体运动需求设计的多功能护理床,能针对不同失能等级人员,实现各辅助功能模块的灵活安装和平稳运动,满足安全性、舒适性要求,为失能人员的康复锻炼提供帮助,为护理床的实用化设计与研究提供理论依据。