簡(jiǎn)易護(hù)理床的設(shè)計(jì)分析

李洋洋　陳子超　孫成通　張成茂

【摘 要】簡(jiǎn)易護(hù)理床主要由床身、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力部分、控制部分和輔助裝置組成。主要介紹翻身機(jī)構(gòu)、屈腿機(jī)構(gòu)和抬背機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)能輕松完成在床病人的各種體姿和位姿的要求。各床面的擺動(dòng)角度和結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該符合人體工程學(xué)的要求。

【關(guān)鍵詞】簡(jiǎn)易護(hù)理床；人體工程學(xué)；翻身機(jī)構(gòu)；模擬裝配

0 引言

隨著當(dāng)前人口老齡化速度的加快，人的生活水平不斷提高以及醫(yī)療保健行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人口老齡化的現(xiàn)象已成為世界范圍內(nèi)的重大的社會(huì)問(wèn)題，要用何種社會(huì)保健服務(wù)的方法去解決身體虛弱而臥床不起或者因疾患導(dǎo)致生活而不能自理的老人家庭護(hù)理問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)要解決的一個(gè)社會(huì)問(wèn)題，針對(duì)老年患者服務(wù)的護(hù)理型病床的需求量正不斷增加。為此我國(guó)加大了對(duì)醫(yī)療護(hù)理設(shè)備和器械研發(fā)的扶持力度，方便老年患者和長(zhǎng)期臥床的患者使用。

1 總體設(shè)計(jì)方案

護(hù)理床要滿足病人的康復(fù)和在床生活所必須的體姿要求。為了避免長(zhǎng)時(shí)間不翻身引起的血液循環(huán)不暢，關(guān)節(jié)活動(dòng)功能下降，以及褥瘡的發(fā)生，在設(shè)計(jì)護(hù)理床時(shí)必修能實(shí)現(xiàn)翻身坐立和排便等功能。簡(jiǎn)易護(hù)理床應(yīng)用在醫(yī)院的護(hù)理室以及家庭的臥室，考慮應(yīng)用環(huán)境對(duì)噪聲的限制，所以在選擇電機(jī)時(shí)，噪音應(yīng)該控制在20分貝以內(nèi)，而且要在電動(dòng)機(jī)上加上減震和降低噪聲的材料。

在滿足病人舒適度的要求和護(hù)理人員的工作強(qiáng)度要求滿足的前提下，簡(jiǎn)易護(hù)理床在應(yīng)用設(shè)計(jì)是應(yīng)該滿足以下幾點(diǎn)要求：

（1）能輕松完成在床病人的各種體姿和位姿的要求。

（2）護(hù)理床的床面的擺動(dòng)角度和結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該符合人體工程學(xué)的要求。

（3）在保證護(hù)理床安全可靠的前提下床身整體的布局結(jié)構(gòu)應(yīng)該在一定的尺寸范圍內(nèi)。

（4）簡(jiǎn)易護(hù)理床在考慮其簡(jiǎn)易的同時(shí)，要考慮床體的輔助性裝置是否合理可靠

（5）采用低于對(duì)人體安全傷害的DC24V電壓，對(duì)控制系統(tǒng)及其動(dòng)力系統(tǒng)提供相應(yīng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電。選擇電動(dòng)舵機(jī)工作推力5kN，拉力3kN，工作時(shí)n=4.5mm/s。

2 動(dòng)力執(zhí)行部分的設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)易護(hù)理床主要由床身、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力部分、控制部分和輔助裝置組成。護(hù)理床的床板設(shè)計(jì)成四折結(jié)構(gòu)，由背板部分和臀板部分，腿板部分和腳板部分組成。輔助裝置是獨(dú)立于床身的部分，啟用時(shí)需要用臀板的上下移動(dòng)來(lái)完成。

2.1 翻身機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)采用電控?fù)u桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)一側(cè)的床板，床板沿著于中間板的連接部分為軸心O進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)病人實(shí)現(xiàn)翻身的運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)的用電控?fù)u桿推動(dòng)翻轉(zhuǎn)面的角度是在一定的范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)推桿3的原始長(zhǎng)度在260mm，架子的最大值長(zhǎng)度為210mm。翻身機(jī)構(gòu)示意如圖1所示

2.2 抬背機(jī)構(gòu)

抬背功能是實(shí)現(xiàn)病人在護(hù)理床上的半臥和坐立的功能。在使用時(shí)連桿推動(dòng)背板向上移動(dòng)，背板在移動(dòng)時(shí)沿著中板的鉸鏈旋轉(zhuǎn)，這樣就完成抬背的動(dòng)作。在模擬是發(fā)現(xiàn)會(huì)有角加速度的現(xiàn)象發(fā)生，使得病人在抬背時(shí)有不適感。進(jìn)一步改善優(yōu)化在設(shè)計(jì)時(shí)目標(biāo)函數(shù)翻轉(zhuǎn)的角度的最大和最小值作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，優(yōu)化是選用3個(gè)設(shè)計(jì)變量當(dāng)做變量值，設(shè)定運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，使得角加速度時(shí)產(chǎn)生的不適感得到了優(yōu)化設(shè)計(jì)。抬背機(jī)構(gòu)如圖2所示。

2.3 屈腿機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)可以使得活動(dòng)板彎曲平行搖桿可以連接于鉸鏈和床身，另外一端連接彎曲板，線性推桿和連架感用鉸鏈連接，通過(guò)搖桿的上下運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)彎曲動(dòng)作。屈腿機(jī)構(gòu)如圖3所示。

3 Pre/Engineer三維模型仿真運(yùn)動(dòng)分析

在各部分零件按1：1的實(shí)際設(shè)計(jì)下，在Pre/Engineer的三維模型模擬的環(huán)境下按照裝配工藝進(jìn)行模擬裝配和各個(gè)構(gòu)件之間的分析運(yùn)動(dòng)仿真。觀察其個(gè)各零部件之間有沒(méi)有運(yùn)動(dòng)干涉的情況，裝配時(shí)能不能符合工藝規(guī)程，分析是否符合原始設(shè)計(jì)要求，以便于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易護(hù)理床的現(xiàn)實(shí)使用的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

簡(jiǎn)易護(hù)理床的翻身屈腿等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)合了人體工程學(xué)，并用Pre/E進(jìn)行了建模仿真設(shè)計(jì)分析。簡(jiǎn)易護(hù)理床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，噪音小，不僅符合老年人的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)，還適合家庭護(hù)理的基本要求。

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