/p>
(9)
(10)
(11)
(12)
Отримали рівняння руху:
(13)
Змоделюймо в середовищі MathCad, методом Рунге-Кутта 4 порядку:
При заданій силі отримали наступні залежності:
Ріс.2.2.3. Залежність кута повороту від часу
Ріс.2.2.4. Залежність швидкості від часу
Ріс.2.2.5. Залежність прискорення від часів
В ході моделювання ми отримали, що в перебігу 4 секунд реабілітаційне пристрій повернеться на 90 градусів, максимальна швидкість при цьому буде становити 4.8 м / c. Досліджувані залежності повністю задовольняють технічним характеристикам розроблюваного реабілітаційного пристрою.
2.3 Опис конструкції пристрою
Пристрій призначений для реабілітації кистьового суглоба. Переважаюча мета - повернути повний діапазон рухів лучезапястного суглоба, поліпшити баланс суглоба, досягти повної реабілітації.
Пристрій складається з декількох частин. Манжета, зроблена з еластичного матеріалу, одягається на долоню і закріплюється за допомогою ременів і застібок, щільно обхоплюючи долоню. Друга манжета жорстко закріплюється на передпліччі. Поворотний рух кисті здійснює гідроциліндр, на якому встановлені запобіжні датчики, для запобігання травм у пацієнтів.
Реабілітаційне пристрій працює таким чином, що гідроциліндр прикладає зусилля необхідне для згинання лучезапястного суглоба пацієнта.
Пристрій може працювати в режимі-Згинання з навантаженням.
Пристрій за допомогою датчиків контролює зусилля, створювані в суглобі і прикладає необхідне «протівоусіліе».
.4 Розрахунок гідроциліндра
Знайдемо тиск створюване циліндром. Для цього складемо рівняння моментів відносно точки шарнірного закріплення:
де корисне навантаження, прикладена до штоку, Н;
- відстань між шарнірним закріпленням і віссю штока гідроциліндра, м;
-приведена маса, кг;
- відстань від шарнірного закріплення до точки докладання приведеної маси, м.
H
Визначимо внутрішній діаметр гідроциліндра виходячи з отриманого значення корисного навантаження. Розрахункове значення діаметра гідроциліндра, мм визначається за формулою:
де - розрахунковий тиск робочої рідини на вході в гідроциліндр, МПа;
- зусилля на штоку, Н;
- механічний ККД гідроциліндра (рекомендується приймати усереднене значення=0,95 .. 0,96).
Приймаємо=0,95. Тиск попередньо приймається рівним:
- номінальний тиск в гідросистемі, МПа;
Па
З стандартного ряду значень діаметрів виберемо найближчим до отриманого розрахунковим значенням внутрішній діаметр і відповідний йому діаметр штока,=10 мм=(0.3 +0.45)=7.5 мм.
Для прийнятого діаметра робочий тиск рідини в поршневий частини гідроциліндра і - тиск в штоковой част?? гідроциліндра, МПа у гідроциліндра складе:
Виходячи з отриманих розрахункових знань і знаючи необхідну довжину ходу штока (40 мм) вибираємо відповідний циліндр з каталогу. Вибираємо зварної гідроциліндр двосторонньої дії, ущільненням з еластомеру і нітрилу (для гідроциліндрів низького тиску).
Витрата рідини, що підводиться в поршневу порожнину гідроциліндра складе:
де - задана швидкість руху ...
