新型多功能搖桿康復(fù)床設(shè)計(jì)研究

許清康 劉璇 劉科明 田維 梁紹流

摘要：為了有助于不能自理的病人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練并減輕護(hù)理人員的壓力，本文運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理知識(shí)，基于UG三維實(shí)體建模分析軟件，對(duì)多功能搖桿康復(fù)床的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該床架各鋁型材之間焊接及采用緊固元件進(jìn)行連接固定，保證鋁型材接頭處達(dá)到最大剛度，同時(shí)通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)和液壓缸機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)曲腿和支背功能。多功能搖桿康復(fù)床可以使護(hù)理人員根據(jù)病人需要適時(shí)地作出調(diào)整，實(shí)現(xiàn)支背、腿部放低洗腳，大小便等功能，該設(shè)計(jì)既減輕了護(hù)理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又給被護(hù)理人員提供了一個(gè)整潔舒適的生活療養(yǎng)環(huán)境。該研究在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：搖桿，多功能，設(shè)計(jì)，應(yīng)用

0.引言

近年來(lái)，我國(guó)人口老齡化趨勢(shì)日趨嚴(yán)重，2000年我國(guó)80歲及以上老年人為1200萬(wàn)，而到2030年可能超過(guò)4000萬(wàn)[1];另一方面，當(dāng)前空巢老人、“空巢家庭”等現(xiàn)象也因不同原因越發(fā)普遍，高齡老人以及傷殘老人等的生活照料與看護(hù)逐漸成為兒女以及社會(huì)共同無(wú)法回避的問(wèn)題，采用何種護(hù)理方式來(lái)對(duì)待這些因傷、因病等原因而生活不能自理的高齡老人等人，是人口者齡化國(guó)家共同面臨的難題[2]。隨著時(shí)代的更迭，由于護(hù)理床在運(yùn)動(dòng)控制的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及操作的可靠性方面有出色表現(xiàn)，護(hù)理床在康復(fù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，取得了很好的臨床效果，需求量也變得越來(lái)越大。針對(duì)這一需求和趨勢(shì)，本文從康復(fù)護(hù)理設(shè)備的角度， 提出了一種新型多功能康復(fù)床的設(shè)計(jì)方案。

1.多功能康復(fù)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)

康復(fù)床在病人的保健功能上，大膽創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了從單純的護(hù)理向具備保健功能的突破和發(fā)展，這是目前在護(hù)理床方面比較領(lǐng)先的技術(shù)，而且，康復(fù)床不需要醫(yī)護(hù)人員陪護(hù)的前提下，充分考慮了患者的需求進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)。

多功能康復(fù)床能實(shí)現(xiàn)多種護(hù)理工作，根據(jù)其設(shè)計(jì)功能需要，在雙搖桿驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)液壓缸推桿升降使腿部，腹部，腰部肌肉訓(xùn)練，促進(jìn)血液循環(huán)流通，達(dá)到康復(fù)的效果。

康復(fù)床主要包括百葉、床板、床底座、驅(qū)動(dòng)裝置、側(cè)邊扶手、床頭和床尾及其他輔助結(jié)構(gòu)。 康復(fù)床姿位變換結(jié)構(gòu)由液壓缸推桿實(shí)現(xiàn)，康復(fù)床設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案圖如圖1所示。

2.多功能康復(fù)床主要機(jī)構(gòu)

本多功能康復(fù)床參考了張渤海[3] 、楊澤等[4]的康復(fù)床的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路并融合了自己團(tuán)隊(duì)想法進(jìn)行設(shè)計(jì)。多功能康復(fù)床由床架、床板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，多功能康復(fù)床的材料選用了鋁型材，具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、裝飾性好、使用壽命長(zhǎng)、色彩豐富等優(yōu)點(diǎn)。該康復(fù)床是針對(duì)癱瘓病人所設(shè)計(jì)，鋁型材的強(qiáng)耐腐蝕性恰好滿足康復(fù)床的特性要求。多功能康復(fù)床主體框架床面主要分為三個(gè)部分，可以實(shí)現(xiàn)0～40°的轉(zhuǎn)角變換的上靠被床面、兩腿可自由彎曲的下腳板床面和中間可躺、可坐、可立的主體床面。這些多功能結(jié)構(gòu)可以減輕護(hù)理勞動(dòng)的強(qiáng)度，且操作簡(jiǎn)單、安全穩(wěn)定。

2.1輔助起背機(jī)構(gòu)

輔助起背機(jī)構(gòu)給人們體驗(yàn)不同角度的背部依靠感受，具有輔助起床作業(yè)，通過(guò)傳動(dòng)軸傳動(dòng)與液壓缸推桿相互配合，將起背板緩慢支撐起來(lái)與下放，推動(dòng)脊椎實(shí)現(xiàn)0-40°起坐，可以幫助長(zhǎng)期臥床的老人和患者改變坐姿，以防止關(guān)節(jié)壞死及肌肉萎縮。其結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為單遙桿機(jī)構(gòu)，如圖2所示。

2.2抬腿面機(jī)構(gòu)

抬腿角度變換的動(dòng)力由前液壓缸提供，由小腿床架和大腿床架座板采用鉸鏈連接，手搖桿帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)遞到前液壓缸可以實(shí)現(xiàn)0--85°角度的變換，抬腿功能實(shí)現(xiàn)腿部彎曲，達(dá)到腿部及其肌肉訓(xùn)練、恢復(fù)的效果。如圖3所示。

3.多功能康復(fù)床的作用

多功能康復(fù)床能讓患者實(shí)現(xiàn)生活自理。對(duì)肌肉廢用性萎縮，關(guān)節(jié)攣縮和僵硬的患者進(jìn)行有節(jié)奏的收縮與放松活動(dòng)，以改善局部血液循環(huán)，促進(jìn)組織修復(fù)。

4.多功能康復(fù)床的設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的康復(fù)床的床架是參考普通病床以及宋江偉[5]等人設(shè)計(jì)的手搖式多功能康復(fù)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的尺寸，即：長(zhǎng)X寬=1800 mmX 900 mm。為了使多功能康復(fù)床實(shí)現(xiàn)病者坐起.大小便和曲腿功能，將床板分為床頭、中間和床尾3部分。

（1）床頭?？祻?fù)床的床頭尺寸為：長(zhǎng)x寬= 750 mmX900 mm，使用9根60 mmX20 mmX 900 mm的鋁型材，9根鋁型材固連在一起，作為康復(fù)床的床頭。

（2）中間。 康復(fù)床中間部分的尺寸為：長(zhǎng)X寬= 450 mmX900 mm，使用5根60 mmX 20 mmX 900 mm的鋁型材。病人平躺時(shí)，臀部所在位置由固連在一起的2根鋁型材支撐，這2根鋁型材可以向下翻轉(zhuǎn)，推入便盆，從而實(shí)現(xiàn)大小便功能。

（3） 床尾?？祻?fù)床床尾的尺寸為：長(zhǎng)X寬= 800 mmX900 mm，使用9根60mmX20mmX900mm的鋁型材?？祻?fù)床的床架由-定數(shù)量.橫截面尺寸為50 mmX 50 mm的圖2鋁型材床架三維結(jié)構(gòu)圖，鋁型材連接裝配而成。

床架各鋁型材之間采用焊接和配套的緊固元件進(jìn)行連接固定，這樣可保證鋁型材接頭處達(dá)到最大的剛度，防護(hù)欄采用鋁合金材料，利用連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)防護(hù)作用，助老康復(fù)床動(dòng)態(tài)調(diào)整如圖4所示。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理知識(shí)，基于UG軟件對(duì)手搖式多功能康復(fù)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)通過(guò)雙搖桿、驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)和液壓缸機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)曲腿和支背功能，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，操作方便且制造容易。為了設(shè)計(jì)方便，本文假設(shè)康復(fù)床各部分受力及各部分尺寸滿足實(shí)際要求，并且給出了康復(fù)床的設(shè)計(jì)原理。此外，康復(fù)床的材料選用的是6系鋁型材，其重量輕，這不僅滿足了實(shí)際的使用要求，而且外表美觀;在功能上，此康復(fù)床仍然有很大的改進(jìn)空間，為進(jìn)一步輔助治療，可以附加輔助康復(fù)的腰腹按摩、腿部按摩、腦部按摩、全身按摩及安全防護(hù)功能，從而加快病人康復(fù)的速度。

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[4]楊澤，王明旭，李建永.基于雙搖桿機(jī)構(gòu)的多功能康復(fù)床的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2017，30（03）：26-29.

[5]宋江偉，王繼榮，王鈺，佟河亭.手搖式多功能康復(fù)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版），2013，28（04）：85-87+96.

基金項(xiàng)目：北部灣大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（202011607013）。

作者簡(jiǎn)介：劉科明（1989-），男，廣西貴港，學(xué)士，工程師、高級(jí)技師，主要從事機(jī)械工程和教育教學(xué)管理等方面的研究，為本文通訊作者。

（北部灣大學(xué)?廣西?欽州?535011）