基于人機工程學的救援擔架改良設計

肖鴻 陳文文 于芳 張勤星

摘 要：本文對現(xiàn)有擔架進行改良和優(yōu)化，設計一款多功能交互式應急救援擔架，以完善擔架功能，加快救援進程，避免傷員受到二次傷害。根據(jù)人機工程學原理，本設計以普通鏟式救援擔架結構為基礎，底部加設輪架結構，可快速變形成擔架車，實現(xiàn)節(jié)約救援時間的初衷;支撐面板兩側整合應急手電筒、輸液桿和應急藥物盒設備，可實現(xiàn)應急照明和緊急初步治療。該救援擔架可在多種地形和其他環(huán)境條件下使用，具有很強的實用性、安全性以及多功能性。

關鍵詞：應急救援;人機工程學;救援擔架;優(yōu)化設計

中圖分類號：TB472文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）26-0056-03

Abstract： In this paper， the existing stretcher was improved and optimized， and a multi-functional interactive emergency rescue stretcher was designed to improve the function of the stretcher， speed up the rescue process and prevent the wounded from suffering secondary injuries. According to the principle of ergonomics， this design is based on an ordinary shovel-type rescue stretcher structure， with a wheel frame structure added at the bottom， which can be quickly transformed into a stretcher vehicle， realizing the original intention of saving rescue time; emergency flashlights， infusion rods and emergency medicine box equipment are integrated on both sides of the support panel， which can realize emergency lighting and emergency preliminary treatment. The rescue stretcher can be used in a variety of terrains and other environmental conditions， and has strong practicability， safety and versatility.

Keywords： emergency rescue;ergonomics;rescue stretcher;optimized design

在人類社會的發(fā)展過程中，很多災難事故頻繁發(fā)生，使得人們逐漸開始重視應急救援工作，擔架作為一種救援工具應運而生。在救援過程中，轉運傷員到指定救治點是重中之重，但救援時所處復雜地形的不便利性以及缺乏臨時急救措施等因素往往會導致傷員受到不必要的二次傷害，這也就推進了新型擔架的出現(xiàn)。改良設計對擔架的多功能性、實用性以及安全性提出了更高的要求。目前，市場上的救援擔架造型和功能相對單一，少有集多種功能于一體且能適應多種復雜地形的救援擔架。本文將運用人機工程學原理設計一款高救援效率、方便實用的多功能救援擔架。

1 應急救援擔架現(xiàn)狀

隨著科技的進步以及新興材料的不斷出現(xiàn)，擔架設計由先前的不成熟逐步趨于規(guī)范化、標準化，由于環(huán)境、救援方式等的不同，人們先后設計出多種造型各異且功能不同的擔架。樓梯擔架機動性高，但存在使用局限性;籃式擔架可分離且穩(wěn)定，但會引起胸悶或窒息;斯托克斯擔架適合于艦船吊運，但適用場景單一;SKED卷式擔架質量輕且緊湊，但傷員活動受限;漂浮式擔架用于特殊直升機轉運，屬于專用性擔架，場景適應性較差;手提式單價攜帶方便、防水易洗消，但其操作需要多人共同完成;真空擔架可有效減輕對傷員的壓力，但使用中易發(fā)生變形;折疊擔架可折疊、方便攜帶，但其抗變形能力較差;板式擔架在特殊環(huán)境使用，但不可長距離運輸。

2 救援擔架改良設計分析

當面對復雜的救援地形環(huán)境時，傳統(tǒng)的擔架根本無法使用。此時，救援人員主要通過背、抱、攙扶、多人托舉等方式將傷員送往指定地點進行下一步的救治[1]，但在轉運救治過程中，不僅會對傷員造成二次傷害，更耽誤了救援的黃金時間。此外，高質量的運輸過程可以節(jié)省大量時間，而這些時間往往可以挽救很多人的生命?；谶@一點，新型擔架對擔架的便捷性、實用性、安全性和穩(wěn)定性有著更高的要求。

2.1 結構分析

出于對擔架易于托運、儲藏、攜帶等功能的考慮，擔架一般采用可折疊或可拆卸的結構，然后進行改造和完善，從而滿足不同情況的使用需求。擔架一般多采用平面式結構，然后進行結構上的轉變。救援環(huán)境的多樣性促進結構和功能各異的擔架的出現(xiàn)并不斷改進和完善。

在參考國際標準化組織（ISO）推薦的尺寸的基礎上，還應該結合中國人自身的特點制定標準尺寸。由于擔架的尺寸必須符合大多數(shù)人都能使用的要求，因此相關數(shù)據(jù)應選擇男性的P99作為尺寸依據(jù)[2]。由《中國成年人人體尺寸》（GB 10000—1988）數(shù)據(jù)可知，擔架的尺寸2 200 mm×550 mm×150 mm為最優(yōu)，依照結構變化，凈質量≤8.5 kg，承受壓力≤1 600 N。ISO標準擔架尺寸如表1所示[3]。

2.2 材料分析

隨著材料學發(fā)展的逐步成熟，越來多的材料可通過設計而被運用到擔架設計中，早期擔架的支架、支腿等支架結構所用的木材已經(jīng)被現(xiàn)代的鋁合金材料所替代。鈦合金無毒、質輕、強度高，具有優(yōu)良的生物兼容性，且光澤反射度低，是較為理想的醫(yī)用金屬材料。此外，鋁合金相比于木材具有良好的強度和韌性，更易于生產和之后的維護清潔。把手也由先前的木材轉換成現(xiàn)在的橡膠或塑料材質，橡膠或塑料材質質量輕，可伸縮，且能夠增強手與把手之間的摩擦力，尤其適用于空間狹小的運輸工具內。而擔架面料則多采用聚乙烯，增強了擔架面料的受力強度和安全性;固定帶則采用具有一定強度、密度要求，并且防水的滌綸材料。擔架的顏色多采用藍色，因為藍色是一種后褪色，具有鎮(zhèn)靜效果。

3 擔架優(yōu)化設計方案

3.1 設計構思

通過對上述情況的分析，本次救援擔架的改良設計構思主要針對復雜環(huán)境中救援擔架的多功能整合以及搬運傷員過程的實用方便性。本設計以鏟式擔架的結構為雛形，保留了其使用方便、安全的性能，在此基礎上合理利用擔架的整體結構，附加一些簡單功能，使擔架能在白天、黑夜等不同環(huán)境條件下使用，并能在多種地形條件下快速變形，方便使用，并選用合理的材質增加擔架的安全性。本次改良設計以人機工程學原理為基礎，主要設計點在于實地的實用性、適用性、安全性以及多功能性。

3.2 設計展示

擔架主體由兩塊架板組成，由帶有把手結構的架桿相連接，且兩個架板之間由支架扣連接從而構成一個擔架，架板采用弧形的表面使傷員安全舒適地躺在擔架上，并且能夠防止傷員從側邊滑出，如圖1所示。擔架前端把手處可通過按鈕進行伸縮，方便救援人員在上下坡的地形環(huán)境下轉運傷員。通過展開位于擔架下端的輪架，救援人員在遇到平緩地形時可采用推行方式轉運傷員，加快救援進程且省力。兩個側把手的增加可使側面的救援人員在救援過程中更好施力，保證救援過程更有效地進行。同時，擔架架板邊緣處增加了放置應急手電筒、吊瓶架桿和應急藥物的結構，使擔架在緊急情況發(fā)生時可以發(fā)揮出相應的功能，應急手電筒可以在夜間救援時打開使用，應急藥物和吊瓶架桿可在需要對傷員進行緊急救治時使用。

4 關鍵結構介紹

4.1 應急藥物盒

如圖2所示，應急藥物盒位于擔架尾部，用于存放繃帶、止血藥和止痛藥等物品，使用時可直接打開盒蓋，取出藥物，在必要時對傷員進行初步救治，止血藥和止痛藥等可用來緩解疼痛，維持傷員生命體征，節(jié)約救援時間。

4.2 應急手電筒

擔架前側設置有應急手電筒設備，如圖3所示，其可以在多種不同環(huán)境或不同天氣救援時提供應急照明，適合在險要的災害事故中應用。

4.3 支撐腿

面板底部裝設有配備萬向輪的支撐腿，如圖4所示。在轉運傷員過程中可根據(jù)實際地形需要變換形式，在復雜地形下將支撐腿收起，由救援人員徒手搬運，當遇到平坦地勢時，可將支撐腿展開，轉換成擔架車的形式，由救援人員推行前進，達到省力且避免顛簸的效果。

4.4 輸液桿

如圖5所示，輸液桿設置在架板邊緣側，架桿采用鋁合金材質，使用時將架桿從凹槽部分扭出，由醫(yī)務人員為傷員進行輸液，在運送傷員途中不需要醫(yī)務人員托舉吊瓶，減輕救援人員負擔，加快救援進程。

5 結語

本文從材料學、人體測量學、色彩心理學等學科出發(fā)，運用人機工程學原理對鏟式救援擔架進行優(yōu)化設計，對整體結構進行改良，從而擴大擔架的應用范圍以及環(huán)境使用條件，并使其在緊急時刻發(fā)揮出應有功能，如夜間救援時使用應急手電筒進行照明、第一時間給予傷員一些緊急治療來幫助其維持生命體征等，促進災后救援活動更加及時有效地開展。該擔架可折疊，可快速轉換形式，功能多樣，攜帶便利，使用方便快捷，可應用到各種應急救援工作中，值得進一步推廣。

參考文獻：

[1]裴瑜，王媛媛，姜夢，等.復雜環(huán)境下多功能救援擔架的研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2019（7）：19-22.

[2]劉佳馨，段紫薇，朱志娟，等.地震救援擔架創(chuàng)新設計[J].包裝工程，2019（10）：227-231.

[3]賀茂紅.通用型救災擔架組合設計研究[D].福州：福州大學，2017.