新型多功能搖桿康復床設計研究

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訓練并減輕護理人員的壓力，本文運用機械設計和機械原理知識，基于UG三維實體建模分析軟件，對多功能搖桿康復床的結構和驅動機構進行了設計。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，同時通過連桿機構和液壓缸機構實現曲腿和支背功能。多功能搖桿康復床可以使護理人員根據病人需要適時地作出調整，實現支背、腿部放低洗腳，大小便等功能，該設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環境。該研究在醫療康復領域具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：搖桿，多功能，設計，應用

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”等現象也因不同原因越發普遍，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定性、準確性以及操作的可靠性方面有出色表現，護理床在康復領域得到了廣泛應用，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，本文從康復護理設備的角度， 提出了一種新型多功能康復床的設計方案。

1.多功能康復床系統設計

康復床在病人的保健功能上，大膽創新，實現了從單純的護理向具備保健功能的突破和發展，這是目前在護理床方面比較領先的技術，而且，康復床不需要醫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計。

多功能康復床能實現多種護理工作，根據其設計功能需要，在雙搖桿驅動下，帶動液壓缸推桿升降使腿部，腹部，腰部肌肉訓練，促進血液循環流通，達到康復的效果。

康復床主要包括百葉、床板、床底座、驅動裝置、側邊扶手、床頭和床尾及其他輔助結構。 康復床姿位變換結構由液壓缸推桿實現，康復床設計結構方案圖如圖1所示。

2.多功能康復床主要機構

本多功能康復床參考了張渤海[3] 、楊澤等[4]的康復床的機構設計思路并融合了自己團隊想法進行設計。多功能康復床由床架、床板和驅動機構組成，多功能康復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、色彩豐富等優點。該康復床是針對癱瘓病人所設計，鋁型材的強耐腐蝕性恰好滿足康復床的特性要求。多功能康復床主體框架床面主要分為三個部分，可以實現0～40°的轉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。這些多功能結構可以減輕護理勞動的強度，且操作簡單、安全穩定。

2.1輔助起背機構

輔助起背機構給人們體驗不同角度的背部依靠感受，具有輔助起床作業，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，以防止關節壞死及肌肉萎縮。其結構可以簡化為單遙桿機構，如圖2所示。

2.2抬腿面機構

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遞到前液壓缸可以實現0--85°角度的變換，抬腿功能實現腿部彎曲，達到腿部及其肌肉訓練、恢復的效果。如圖3所示。

3.多功能康復床的作用

多功能康復床能讓患者實現生活自理。對肌肉廢用性萎縮，關節攣縮和僵硬的患者進行有節奏的收縮與放松活動，以改善局部血液循環，促進組織修復。

4.多功能康復床的設計

本文設計的康復床的床架是參考普通病床以及宋江偉[5]等人設計的手搖式多功能康復床的結構設計的尺寸，即：長X寬=1800 mmX 900 mm。為了使多功能康復床實現病者坐起.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。康復床的床頭尺寸為：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，作為康復床的床頭。

（2）中間。 康復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，推入便盆，從而實現大小便功能。

（3） 床尾。康復床床尾的尺寸為：長X寬= 800 mmX900 mm，使用9根60mmX20mmX900mm的鋁型材。康復床的床架由-定數量.橫截面尺寸為50 mmX 50 mm的圖2鋁型材床架三維結構圖，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，利用連桿機構來實現防護作用，助老康復床動態調整如圖4所示。

5.結束語

本文運用現代機械設計和機械原理知識，基于UG軟件對手搖式多功能康復床的結構進行設計。該設計通過雙搖桿、驅動連桿機構和液壓缸機構實現曲腿和支背功能，結構穩定性好，操作方便且制造容易。為了設計方便，本文假設康復床各部分受力及各部分尺寸滿足實際要求，并且給出了康復床的設計原理。此外，康復床的材料選用的是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生服務需求的影響因素研究[J].中國醫學倫理學，2020，33（11）：1391-1394.

[2]盧霞，張恒，陳興源.人口老齡化發展現狀及應對措施研究[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設計與運動仿真[A]. 海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會.綠色制造與低碳經濟——2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會“年會”暨機械工程科技學術報告會論文集[C].海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會：海南省機械工程學會，2010：3.

[4]楊澤，王明旭，李建永.基于雙搖桿機構的多功能康復床的設計[J].機電產品開發與創新，2017，30（03）：26-29.

[5]宋江偉，王繼榮，王鈺，佟河亭.手搖式多功能康復床的結構設計[J].青島大學學報（工程技術版），2013，28（04）：85-87+96.

基金項目：北部灣大學大學生創新創業訓練計劃資助項目（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）