新型多功能搖桿康復(fù)床設(shè)計研究

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行康復(fù)訓練并減輕護理人員的壓力，本文運用機械設(shè)計和機械原理知識，基于UG三維實體建模分析軟件，對多功能搖桿康復(fù)床的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)進行了設(shè)計。該床架各鋁型材之間焊接及采用緊固元件進行連接固定，保證鋁型材接頭處達到最大剛度，同時通過連桿機構(gòu)和液壓缸機構(gòu)實現(xiàn)曲腿和支背功能。多功能搖桿康復(fù)床可以使護理人員根據(jù)病人需要適時地作出調(diào)整，實現(xiàn)支背、腿部放低洗腳，大小便等功能，該設(shè)計既減輕了護理人員的勞動強度，又給被護理人員提供了一個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，應(yīng)用

0.引言

近年來，我國人口老齡化趨勢日趨嚴重，2000年我國80歲及以上老年人為1200萬，而到2030年可能超過4000萬[1];另一方面，當前空巢老人、“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逐漸成為兒女以及社會共同無法回避的問題，采用何種護理方式來對待這些因傷、因病等原因而生活不能自理的高齡老人等人，是人口者齡化國家共同面臨的難題[2]。隨著時代的更迭，由于護理床在運動控制的穩(wěn)定性、準確性以及操作的可靠性方面有出色表現(xiàn)，護理床在康復(fù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，取得了很好的臨床效果，需求量也變得越來越大。針對這一需求和趨勢，本文從康復(fù)護理設(shè)備的角度， 提出了一種新型多功能康復(fù)床的設(shè)計方案。

1.多功能康復(fù)床系統(tǒng)設(shè)計

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

多功能康復(fù)床能實現(xiàn)多種護理工作，根據(jù)其設(shè)計功能需要，在雙搖桿驅(qū)動下，帶動液壓缸推桿升降使腿部，腹部，腰部肌肉訓練，促進血液循環(huán)流通，達到康復(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)由液壓缸推桿實現(xiàn)，康復(fù)床設(shè)計結(jié)構(gòu)方案圖如圖1所示。

2.多功能康復(fù)床主要機構(gòu)

本多功能康復(fù)床參考了張渤海[3] 、楊澤等[4]的康復(fù)床的機構(gòu)設(shè)計思路并融合了自己團隊想法進行設(shè)計。多功能康復(fù)床由床架、床板和驅(qū)動機構(gòu)組成，多功能康復(fù)床的材料選用了鋁型材，具有強度高、重量輕、耐腐蝕、裝飾性好、使用壽命長、色彩豐富等優(yōu)點。該康復(fù)床是針對癱瘓病人所設(shè)計，鋁型材的強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部分，可以實現(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)可以減輕護理勞動的強度，且操作簡單、安全穩(wěn)定。

2.1輔助起背機構(gòu)

輔助起背機構(gòu)給人們體驗不同角度的背部依靠感受，具有輔助起床作業(yè)，通過傳動軸傳動與液壓缸推桿相互配合，將起背板緩慢支撐起來與下放，推動脊椎實現(xiàn)0-40°起坐，可以幫助長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)可以簡化為單遙桿機構(gòu)，如圖2所示。

2.2抬腿面機構(gòu)

抬腿角度變換的動力由前液壓缸提供，由小腿床架和大腿床架座板采用鉸鏈連接，手搖桿帶動傳動軸轉(zhuǎn)遞到前液壓缸可以實現(xiàn)0--85°角度的變換，抬腿功能實現(xiàn)腿部彎曲，達到腿部及其肌肉訓練、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)床能讓患者實現(xiàn)生活自理。對肌肉廢用性萎縮，關(guān)節(jié)攣縮和僵硬的患者進行有節(jié)奏的收縮與放松活動，以改善局部血液循環(huán)，促進組織修復(fù)。

4.多功能康復(fù)床的設(shè)計

本文設(shè)計的康復(fù)床的床架是參考普通病床以及宋江偉[5]等人設(shè)計的手搖式多功能康復(fù)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計的尺寸，即：長X寬=1800 mmX 900 mm。為了使多功能康復(fù)床實現(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X寬= 450 mmX900 mm，使用5根60 mmX 20 mmX 900 mm的鋁型材。病人平躺時，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，從而實現(xiàn)大小便功能。

（3） 床尾?？祻?fù)床床尾的尺寸為：長X寬= 800 mmX900 mm，使用9根60mmX20mmX900mm的鋁型材。康復(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行連接固定，這樣可保證鋁型材接頭處達到最大的剛度，防護欄采用鋁合金材料，利用連桿機構(gòu)來實現(xiàn)防護作用，助老康復(fù)床動態(tài)調(diào)整如圖4所示。

5.結(jié)束語

本文運用現(xiàn)代機械設(shè)計和機械原理知識，基于UG軟件對手搖式多功能康復(fù)床的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。該設(shè)計通過雙搖桿、驅(qū)動連桿機構(gòu)和液壓缸機構(gòu)實現(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際要求，并且給出了康復(fù)床的設(shè)計原理。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空間，為進一步輔助治療，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功能，從而加快病人康復(fù)的速度。

參考文獻

[1]李玉，王彩霞，郭斌.老齡化視角下老年人衛(wèi)生服務(wù)需求的影響因素研究[J].中國醫(yī)學倫理學，2020，33（11）：1391-1394.

[2]盧霞，張恒，陳興源.人口老齡化發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)對措施研究[J].重慶大學學報（社會科學版），2014，20（02）：140-147.

[3]張渤海. 新型護理床的起身機構(gòu)設(shè)計與運動仿真[A]. 海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會.綠色制造與低碳經(jīng)濟——2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學術(shù)報告會論文集[C].海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會：海南省機械工程學會，2010：3.

[4]楊澤，王明旭，李建永.基于雙搖桿機構(gòu)的多功能康復(fù)床的設(shè)計[J].機電產(chǎn)品開發(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[J].青島大學學報（工程技術(shù)版），2013，28（04）：85-87+96.

基金項目：北部灣大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃資助項目（202011607013）。

作者簡介：劉科明（1989-），男，廣西貴港，學士，工程師、高級技師，主要從事機械工程和教育教學管理等方面的研究，為本文通訊作者。

（北部灣大學?廣西?欽州?535011）