鋁合金一體化伸縮共享陪護床設計

鄭雅如，王洪卓，唐鴻洋，張宗鑠，黃晶晶

(遼寧忠旺集團有限公司，遼寧 遼陽 111003)

現(xiàn)代醫(yī)院使用的陪護床產(chǎn)品外觀以及功能多樣化發(fā)展，并且創(chuàng)建了共享、可收納等功能，為人們提供了便利的使用條件。從市場現(xiàn)有產(chǎn)品來看，共享陪護床已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的陪護床，但是功能仍然相對局限。近年來，市場上推出了多種陪護床產(chǎn)品，解決了陪護者休息問題，同時更加便利化。針對陪護床產(chǎn)品的研究也在逐漸增多，學者劉文麗[1]主要從對用戶體驗產(chǎn)生影響的因素角度出發(fā)，進行陪護床系統(tǒng)的定位以及觸發(fā)點的研究，加強了用戶的粘性，同時也能夠形成個性化與多樣化的服務體系。劉靜等人[2]主要針對陪護床存在的問題展開了分析，并且設計了一款鋼制陪護床產(chǎn)品，可以折疊，不占用空間，能夠被市場廣泛的使用。趙琛潔等人[3]針對當?shù)氐尼t(yī)院進行實地考察，結(jié)合設施情況進行病人以及護理人員的需求調(diào)研，設計一款節(jié)省空間和舒適的鋼結(jié)構(gòu)病床體驗，解決了陪護者的實際困難。張密[4]根據(jù)陪護者行為分析進行用戶需求的調(diào)查，并且設計一款收納方便的鋼結(jié)構(gòu)折疊床，彰顯社會人文關懷。苑廣闊[5]結(jié)合時代發(fā)展環(huán)境，利用信息技術手段，設計一款鋼制共享陪護床，能夠掃碼支付，方便快捷，滿足了人們多樣化需求。梅冬等人[6-10]針對陪護床產(chǎn)品也展開了詳細的研究，凸顯了陪護床產(chǎn)品的巨大作用。由此能夠看出，陪護床的設計也與智慧康護進行緊密的結(jié)合，所以，共享陪護床逐漸成為極具競爭力的產(chǎn)品。

本文設計了一款一體化共享陪護床，不僅滿足了共享功能需求，同時可以自由收納為柜式結(jié)構(gòu)，不占用空間。此外，床體采用鋁合金材質(zhì)質(zhì)量輕，耐腐蝕，可回收利用，使用壽命長，美觀多樣，從結(jié)構(gòu)來看，最大的優(yōu)勢和創(chuàng)新就是床體可以進行伸縮調(diào)節(jié)，滿足不同身高的需求，增加了陪護床的功能性，滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多功能化發(fā)展的需求。

1 市場分析

通過統(tǒng)計局、健康衛(wèi)計委等發(fā)布的數(shù)據(jù)可知，醫(yī)院數(shù)量逐漸增多，2019年全國醫(yī)院住院床位增長至687萬張，其中公立醫(yī)院的病床使用率約91%左右。醫(yī)院的陪護率也處于居高不下的狀態(tài)，床位數(shù)與陪護床的比例不足1∶0.4，造成了多數(shù)病人的生活不便，所以，陪護設施的增加也是十分必要的。表1為2018年和2019年醫(yī)院病床使用情況，這也能體現(xiàn)出陪護床使用量逐漸增加，發(fā)展前景十分可觀。

表1 醫(yī)院病床使用情況Tab.1 Hospital bed usage

2 產(chǎn)品設計

通過市場調(diào)研，對現(xiàn)有的陪護床產(chǎn)品進行了了解和信息收集，掌握陪護床設計理念，進行了新產(chǎn)品的三維立體設計，主要包括柜體、床體、共享模塊三個部分，其中床體采用可伸縮結(jié)構(gòu)，可進行自由調(diào)節(jié)，可以滿足不同身高人群的實際需求。該床體采用鋁合金材質(zhì)，質(zhì)量輕，可進行多樣化表面處理，美觀多樣，并且具有良好的耐腐蝕性能，可回收利用，使用壽命長。圖1為新型共享陪護床的模型示意圖與應用場景圖。該產(chǎn)品的加工工藝過程主要包括鑄造、擠壓、切割、鉆孔、裝配、表面處理等過程，零部件之間主要采用螺接的方式進行組裝。

圖1 模型示意圖和應用場景圖Fig.1 Model diagram and application scenario diagram

2.1 柜體結(jié)構(gòu)

柜體部分主要采用柜式結(jié)構(gòu)，第一層普通收納抽屜，利用板材折彎的工藝方式和插接連接的方式，可以作為物品的儲存空間使用；第二層主要用來收納床體結(jié)構(gòu)，與床體中床頭擋板共同形成完整的柜式結(jié)構(gòu)，保證了外觀的美觀性，同時也實現(xiàn)了收納功能，節(jié)省陪護床占用空間問題。

2.2 床體結(jié)構(gòu)

床體結(jié)構(gòu)是本次設計最大的亮點和創(chuàng)新點，市場中已經(jīng)有共享功能的陪護床，但是還沒有可以自由調(diào)節(jié)床體長度的共享陪護床。本產(chǎn)品設計采用可伸縮式一體化設計，使用者可以根據(jù)身高情況進行調(diào)節(jié)床體長度，調(diào)節(jié)方式簡單，結(jié)構(gòu)牢固，滿足強度要求。伸縮結(jié)構(gòu)展開與收納時，從下至上推出備用床體部分，拉伸床體長度，如果人體相對較矮，那么中間伸縮床體部分隱藏在床面下方，不占用空間，也不會影響整體結(jié)構(gòu)的美觀性。床體伸縮中間通過梅花手擰進行固定，操作方便，功能多樣化。

2.3 共享模塊

陪護床的突出功能就是共享模塊，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。主要包括微信客戶端、硬件端口、云服務器、第三方服務端口以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)幾個部分組成。其中，微信客戶端是用戶借助微信小程序進行系統(tǒng)的登錄，然后利用藍牙鎖打開界面，可以看到陪護床設施、心率、血壓等數(shù)據(jù)信息，也可以借助云服務進行更新；硬件起到控制作用，主要包括藍牙鎖芯片以及ZigBee芯片；云服務器主要是儲存設備以及記錄記載，每次使用記錄都會進行存儲至數(shù)據(jù)庫，方便后期查詢以及產(chǎn)品狀態(tài)的了解，共享功能為用戶提供了便捷服務平臺。

圖2 共享模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.2 Shared module system architecture

3 模擬分析

鋁合金一體化伸縮共享陪護床產(chǎn)品采用鋁合金6061-T6，通過有限元分析軟件進行產(chǎn)品的強度與位移模擬分析，如圖3所示為應力分布云圖和位移云圖。通過對比分析材料的特性，與鋼材質(zhì)相比材質(zhì)輕，變形小，結(jié)果見表2。根據(jù)結(jié)果分析，參考標準QBT 4459-2013 折疊床，對床體兩點各加載400N的載荷，產(chǎn)品的最大應力為131.8MPa，遠低于鋁合金6061-T6屈服極限200MPa，滿足使用要求；產(chǎn)品整體撓度最大位置位于床體伸縮結(jié)構(gòu)中的底橫梁，最大撓度為1.737mm，不影響產(chǎn)品使用需求。綜上所述，該產(chǎn)品滿足陪護床的使用要求，證明該鋁合金陪護床切實可行。

圖3 應力云圖和位移云圖Fig.3 Stress nephogram and displacement nephogram

表2 材料特性及模擬分析結(jié)果Tab.2 Material properties and simulation results

4 總結(jié)

在鋁合金一體化伸縮共享陪護床產(chǎn)品設計開發(fā)中，主要通過產(chǎn)品調(diào)研、結(jié)構(gòu)設計、功能設計、連接設計以及模擬分析過程，最終確定了產(chǎn)品設計方案。該產(chǎn)品采用鋁合金材質(zhì)，質(zhì)量輕，耐腐蝕性能好，使用壽命長，既滿足了基本的強度以及使用需求，同時通過多功能設計，適應現(xiàn)代市場個性化發(fā)展趨勢，符合綠色環(huán)保發(fā)展理念。在未來的市場中，多功能化產(chǎn)品的剛性需求會進一步增加，本次設計的陪護床產(chǎn)品具有一定的價值。產(chǎn)品已經(jīng)成功的申請專利，創(chuàng)新理念也會為其他產(chǎn)品設計提供借鑒，同時在市場中的競爭力也會進一步的提升。