簡易護理床的設計分析

李洋洋　陳子超　孫成通　張成茂

【摘 要】簡易護理床主要由床身、運動執行機構、動力部分、控制部分和輔助裝置組成。主要介紹翻身機構、屈腿機構和抬背機構的簡易設計，設計能輕松完成在床病人的各種體姿和位姿的要求。各床面的擺動角度和結構尺寸應該符合人體工程學的要求。

【關鍵詞】簡易護理床；人體工程學；翻身機構；模擬裝配

0 引言

隨著當前人口老齡化速度的加快，人的生活水平不斷提高以及醫療保健行業的蓬勃發展，人口老齡化的現象已成為世界范圍內的重大的社會問題，要用何種社會保健服務的方法去解決身體虛弱而臥床不起或者因疾患導致生活而不能自理的老人家庭護理問題已經成為我國要解決的一個社會問題，針對老年患者服務的護理型病床的需求量正不斷增加。為此我國加大了對醫療護理設備和器械研發的扶持力度，方便老年患者和長期臥床的患者使用。

1 總體設計方案

護理床要滿足病人的康復和在床生活所必須的體姿要求。為了避免長時間不翻身引起的血液循環不暢，關節活動功能下降，以及褥瘡的發生，在設計護理床時必修能實現翻身坐立和排便等功能。簡易護理床應用在醫院的護理室以及家庭的臥室，考慮應用環境對噪聲的限制，所以在選擇電機時，噪音應該控制在20分貝以內，而且要在電動機上加上減震和降低噪聲的材料。

在滿足病人舒適度的要求和護理人員的工作強度要求滿足的前提下，簡易護理床在應用設計是應該滿足以下幾點要求：

（1）能輕松完成在床病人的各種體姿和位姿的要求。

（2）護理床的床面的擺動角度和結構尺寸應該符合人體工程學的要求。

（3）在保證護理床安全可靠的前提下床身整體的布局結構應該在一定的尺寸范圍內。

（4）簡易護理床在考慮其簡易的同時，要考慮床體的輔助性裝置是否合理可靠

（5）采用低于對人體安全傷害的DC24V電壓，對控制系統及其動力系統提供相應的動力驅動電。選擇電動舵機工作推力5kN，拉力3kN，工作時n=4.5mm/s。

2 動力執行部分的設計

簡易護理床主要由床身、運動執行機構、動力部分、控制部分和輔助裝置組成。護理床的床板設計成四折結構，由背板部分和臀板部分，腿板部分和腳板部分組成。輔助裝置是獨立于床身的部分，啟用時需要用臀板的上下移動來完成。

2.1 翻身機構

機構采用電控搖桿機構來實現，推動一側的床板，床板沿著于中間板的連接部分為軸心O進行一定角度的旋轉，推動病人實現翻身的運動。機構的用電控搖桿推動翻轉面的角度是在一定的范圍內，設計推桿3的原始長度在260mm，架子的最大值長度為210mm。翻身機構示意如圖1所示

2.2 抬背機構

抬背功能是實現病人在護理床上的半臥和坐立的功能。在使用時連桿推動背板向上移動，背板在移動時沿著中板的鉸鏈旋轉，這樣就完成抬背的動作。在模擬是發現會有角加速度的現象發生，使得病人在抬背時有不適感。進一步改善優化在設計時目標函數翻轉的角度的最大和最小值作為優化設計的重點，優化是選用3個設計變量當做變量值，設定運動學方程，使得角加速度時產生的不適感得到了優化設計。抬背機構如圖2所示。

2.3 屈腿機構

機構可以使得活動板彎曲平行搖桿可以連接于鉸鏈和床身，另外一端連接彎曲板，線性推桿和連架感用鉸鏈連接，通過搖桿的上下運動來實現彎曲動作。屈腿機構如圖3所示。

3 Pre/Engineer三維模型仿真運動分析

在各部分零件按1：1的實際設計下，在Pre/Engineer的三維模型模擬的環境下按照裝配工藝進行模擬裝配和各個構件之間的分析運動仿真。觀察其個各零部件之間有沒有運動干涉的情況，裝配時能不能符合工藝規程，分析是否符合原始設計要求，以便于實現簡易護理床的現實使用的目的。

4 結束語

簡易護理床的翻身屈腿等機構的設計結合了人體工程學，并用Pre/E進行了建模仿真設計分析。簡易護理床結構簡單，使用方便，噪音小，不僅符合老年人的護理標準，還適合家庭護理的基本要求。

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[責任編輯：楊玉潔]