全地形智能轉(zhuǎn)移床的研究設計

屈李安 趙大運 劉潤澤 趙益賢 孫麗杰

（山東英才學院 機械與電氣工程學院，山東 濟南250104）

1 概述

隨著人類活動空間的擴大, 壽命的增長, 生活節(jié)奏的加快,現(xiàn)代化程度的提高, 以及交通運輸多樣化因素, 各種急癥和意外事故的發(fā)生率明顯提高。對此需要采取有效的現(xiàn)場急救, 途中醫(yī)療監(jiān)護及醫(yī)院的強化救治, 否則就有可能導致一些可以挽救的生命失去救治機會。[1]Evans 和Winslow 報道，53%的人工呼吸機支持的病人在轉(zhuǎn)運過程中有氧飽和度、心率、血壓的重大改變，[2]Kanter 報道院內(nèi)轉(zhuǎn)運會增加監(jiān)護病人的并發(fā)癥, 轉(zhuǎn)運的病人死亡率比平常高9.6%，[3]對于急診病人的轉(zhuǎn)運,其重要性顯而易見。

再有我國邊疆遼闊，地形復雜多樣，在高山存雪地區(qū)以及山體陡坡地區(qū)普通的急救運輸設備根本無法行駛，人力運輸、畜力運輸或者情況緊急下的空投方式運輸，其應用難度較大，而且有局限性。相關的研究表明，全地形轉(zhuǎn)移病床憑借著自身的優(yōu)勢以及良好的產(chǎn)品性能，在未來的發(fā)展中占有很大的優(yōu)勢。在產(chǎn)品研究階段，合理地設計出方案可以減少生產(chǎn)周期，從而更好地提高轉(zhuǎn)移病人的效率，節(jié)約生產(chǎn)的成本，可以使用相關的科學技術并且結(jié)合實驗對全地形車結(jié)構(gòu)的強度與震動做出相應的研究分析，給予病人快速的轉(zhuǎn)移。因此設計了一款全地形智能轉(zhuǎn)移床。

2 全地形智能轉(zhuǎn)移床的總體設計

2.1 全地形智能轉(zhuǎn)移床的三維模型

全地形智能轉(zhuǎn)移床由床身、動力機械、升降部分、橫向滑軌轉(zhuǎn)移部分、角度定位調(diào)節(jié)系統(tǒng)等裝置組成?？瑟毩⒐ぷ饕部蓱糜诓煌呐R床環(huán)境。通過角度自動調(diào)節(jié)裝置滿足患者在轉(zhuǎn)移中對體位的需求。解決了病人進行手術后轉(zhuǎn)移的困難。利用履帶傳送實現(xiàn)特殊地形下患者的平穩(wěn)轉(zhuǎn)運。橫向滑軌轉(zhuǎn)移部分實現(xiàn)了自動化智能化，用齒輪的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)滑軌的自動移動旋轉(zhuǎn)，通過角度調(diào)節(jié)裝置達到翻身的要求，軸傳動實現(xiàn)機械運動。床身輸液架可保證患者在轉(zhuǎn)運過程中必須的生命支持。其三維模型結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

2.2 轉(zhuǎn)移床的床身設計

2.2.1 升降裝置的設計

液壓升降平臺適用于各種場合，其升降平穩(wěn)準確、頻繁啟動、載重量大，工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難點都可以通過液壓升降平臺有效的解決，達到生產(chǎn)作業(yè)輕松自如的目的[4]。所以在轉(zhuǎn)移床的使用上便采用液壓控制升降臺。作為一種單自由度機構(gòu)-X 型剪式機構(gòu)，在實踐中應用廣泛。其對稱結(jié)構(gòu)，具有放大的平行位移的特點。在升起條件下相同的情況下，X 型剪式機構(gòu)的縱向尺寸和縱向尺寸變動幅度都比較小，并且它的位移放大率較大。X 型剪叉機構(gòu)由中間用樞軸連接，在平面內(nèi)可以相互轉(zhuǎn)動的剪桿組成。每根剪桿又可以分為兩段，一端鉸接和一端固接的梁單元連接而成。剪桿作為機構(gòu)折疊變化的對象，鉸點約束剪桿的變化，折疊過程及剪桿圍繞鉸點旋轉(zhuǎn)，最后達到指定位置。從而完成一個折疊過程[3]。X 型剪叉機構(gòu)是升降平臺的主體，也是主要承力構(gòu)件[5]。采用液壓控制升降臺的起落，從而進行轉(zhuǎn)移床與手術臺，病床的對接。實現(xiàn)病人不動式轉(zhuǎn)移，減少患者的術后活動度。液壓升降裝置如圖2 所示。

圖1 全地形智能轉(zhuǎn)移床三維模型示意圖

2.2.2 橫向滑軌轉(zhuǎn)移裝置的設計

病人住院治療期間，特別是病人處于自理功能障礙的情況且需要在兩個不同功能病床之間移動時，一般采用直接搬運患者的方式進行，在上述被動移動的過程中，無法保證患者的固定體位和平穩(wěn)度，難免會使病患的體位體態(tài)發(fā)生改變，給患者帶來一些不必要的二次傷害。在醫(yī)院人員比較緊張的情況下，對于手術后的病者進行術后轉(zhuǎn)移，或者是其他環(huán)境下傷者的轉(zhuǎn)移可能需要耗費大量的人力。在做手術前要將病人從病床上轉(zhuǎn)運到推車上，到了手術室要將病人從推車上轉(zhuǎn)運運到手術床上，手術結(jié)束后要將病人從手術床轉(zhuǎn)運到推車上，到了病房又將病人從推車上轉(zhuǎn)運到病床上；每一位病人會經(jīng)歷4 次轉(zhuǎn)運；如果轉(zhuǎn)運過程中操作不當就會導致病人受到傷害，并且也增加了護理人員的勞動強度，也可能使護理人員身體上受到損害[6]。所以設置了橫向滑軌轉(zhuǎn)移裝置，避免病患的體位體態(tài)發(fā)生改變，減少搬運。避免了患者受到二次傷害，同時減輕了護理人員的勞動強度。橫向滑軌轉(zhuǎn)移裝置如圖3 所示。

2.2.3 體位調(diào)節(jié)板的設計

在實際的臨床工作中，對于某些特殊患者。例如：盆腔內(nèi)巨大腫瘤者、嚴重肝病引起大量腹水者。為避免出現(xiàn)平臥位時由于異物壓迫下腔靜脈所導致的“仰臥性低血壓”，患者需要被動的采取側(cè)臥位。對于胎膜早破的孕婦，為了避免臍帶脫垂的發(fā)生，需要采取臀高足低位。但是，目前國內(nèi)現(xiàn)有的轉(zhuǎn)移床，多只能實現(xiàn)頭部支撐。傳統(tǒng)的病床及方式并不能滿足患者對于特殊固定體位的要求。所以設計了體位調(diào)節(jié)板。以便于滿足特殊固定體位的要求。如圖4、圖5 所示。

圖2 升降裝置

圖3 橫向滑軌轉(zhuǎn)移裝置

圖4 體位調(diào)節(jié)板

2.2.4 角度自動調(diào)節(jié)裝置的設計

為了提高穩(wěn)定性和適應性，滿足全地形移動。在各種復雜的環(huán)境下能夠達到如履平地的通過。盡可能的減少在轉(zhuǎn)運過程中對傷、病員的二次傷害。并且要求操作簡便、可靠性高、結(jié)構(gòu)設計合理，使用方法簡單維修維護方便。使用角度傳感器將指令傳遞給液壓伸縮桿實現(xiàn)角度調(diào)節(jié)。角度自動調(diào)節(jié)裝置如圖5所示。

圖5 角度自動調(diào)節(jié)裝置

3 其他結(jié)構(gòu)設計

為了滿足不同地形的使用，采用了萬向輪與履帶底盤相配合工作。履帶底盤使車運動穩(wěn)定、可靠，其越障能力、地形適應能力強，可原地轉(zhuǎn)彎。

不銹鋼護欄，可以安防護病人。經(jīng)過不同的拋光工藝，形成鏡光、亞光、拉絲表面等現(xiàn)代工業(yè)化加工的裝飾效果，而且不銹鋼在冷加工、熱加工、焊接等方面都具有良好的物理性能。高端的不銹鋼護欄構(gòu)配件采用的是不銹鋼材質(zhì)制作，有著超強的機械性能和優(yōu)越的耐腐蝕性能，使得產(chǎn)品具有良好的抗水平荷載性能、抗垂直荷載性能、抗軟重物撞擊性能，保障了運輸過程中對病人的安全保障。

4 結(jié)論

智能醫(yī)用器械是今后時代發(fā)展的趨勢，本是針對現(xiàn)有技術的不足，進行了改善，提出的一種可智能化轉(zhuǎn)移的醫(yī)療用床。智能全地形轉(zhuǎn)移床通過角度定位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、履帶驅(qū)動裝置、橫向滑軌轉(zhuǎn)移裝置、智能動力機械系統(tǒng)等避免了上述傷害，解決了特殊體位的需求，可以實現(xiàn)患者不動式的轉(zhuǎn)移，是一種在轉(zhuǎn)移病患的過程中能夠基本完全消除痛苦煎熬的一種外因方法。并且減少了醫(yī)護人員浪費，提高了工作效率也為患者爭取了寶貴的搶救“黃金四分鐘”，實現(xiàn)了醫(yī)療設備與機械智能化的結(jié)合。