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[導讀]摘要:我國作為一個人口眾多的國家,社會正逐漸進入老齡化,如何更好地照顧老人及殘障人士已經成為亟待解決的問題。現(xiàn)針對多功能護理床的結構進行優(yōu)化設計,提出了一套新型多功能護理床的總體設計方案,介紹了護理床整體結構以及床框架和平面連桿機構等各個零部件的詳細設計,最終實現(xiàn)了預期設計技術要求。

引言

與國外各種功能完善的智能護理床產品相比,我國護理床多數(shù)停留在手動操作、功能單一的技術水平。如何實現(xiàn)康復床的人性化、智能化和集成化發(fā)展,成為當下研究的熱點問題,對應的研究成果也成為市場極力追逐的目標。

1總體方案

1.1護理床相關要求

(1)能夠實現(xiàn)病人所需的各個體位要求,如背起、屈膝、側翻等位姿。

(2)活動床板的撐起角度范圍應參照有關醫(yī)療護理方面的相關要求。

1.2護理床的組成

除固有機械結構外,床架整體框架還包括各種電機安裝模塊。整個多功能護理床內有四個直流直線電動電機,分別執(zhí)行背起、屈膝、左右側翻等動作。

1.3護理床的基本參數(shù)

1.3.1整體尺寸確定

根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準YY0003一1990《病床》的有關規(guī)定,并參考市場上現(xiàn)有護理床相關尺寸,最終確定整體外形尺寸為:長×寬×高=2110mm×1160mm×1065mm。

1.3.2床板轉動角度

根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準YY0003一1990《病床》的有關規(guī)定,并參考市場上現(xiàn)有護理床相關尺寸,最終確定各個位姿床板轉動角度為:

背起角度在0o~75o范圍內,并且隨著背起功能開始實現(xiàn)動作的作用。

側翻角度在0o~75o范圍內,可根據(jù)病人要求隨意調整床體左右側翻的角度,實現(xiàn)病人自然舒適的側翻身。

曲膝角度在0o~45o范圍內,腿部床板開始彎曲,實現(xiàn)病人腿部的自然狀態(tài)放置。

2具體結構設計

2.1背起機構設計

電動推桿一端較接于床架上,另一端較接于背起連桿上,背起連桿的一端較接于床架上,另一端通過滾子與背部支撐板進行連接,臀部支撐板焊接固定于床架上,電動推桿的推動使背起連桿繞著床架發(fā)生轉動,從而實現(xiàn)背起運動。具體結構如圖1所示。

2.2側翻機構設計

電動推桿、翻轉連桿與背起機構的連接類似:床側板通過螺栓與臀部支撐板較接。電動推桿的運動使翻轉連桿繞床架轉動,從而實現(xiàn)側翻運動[5]。具體結構如圖2所示。

圖2側翻機構示意圖

2.3屈膝機構設計

電動推桿一端較接于床架上,另一端較接于屈腿連桿Ⅰ上,屈腿連桿Ⅰ又和屈膝連桿Ⅱ相較接,屈膝連桿Ⅲ再和大腿支撐板較接:屈膝連桿Ⅰ和大腿支撐板通過不同的較接分別固定于床架上。電動推桿的推動使得屈膝連桿繞著床架發(fā)生轉動,通過屈膝連桿Ⅱ與大腿支撐板相較接,從而實現(xiàn)屈膝運動。具體結構如圖3所示。

2.4床架設計

床架作為多功能護理床的重要組成部分之一,包括床板、床架和腳輪,如圖4所示。床架主要用來承受載荷,因此需要保證它的承受能力,從而延長護理床的使用壽命。

圖4 床架結構示意圖

3關鍵零部件校核

整個床的重量都壓在床底架的長桿上,底架長桿設計尺寸的長度設置為1440mm,在床底架長桿上設置了兩個支撐點,假設床體的重量為400kg,病人的重量為150kg,總重量為550kg,受力如圖5所示。

計算床底架的長桿各段所受的剪力及彎矩,如圖6所示。

整體而言,床架力學性能優(yōu)良,受力情況滿足機構設計要求。

4結語

本文主要對多功能護理床的結構進行設計,提出了總體的設計方案,根據(jù)各個原動件的運動規(guī)律,確定各個機構的運動性能,從而驗證各機構的合理性。最后,通過對機構的運動分析可知,多功能護理床的運動平穩(wěn)性良好,床板受力均勻,達到預期設計要求。

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