多功能護(hù)理床設(shè)計(jì)

當(dāng)代設(shè)計(jì)技術(shù)大作業(yè)指導(dǎo)老師：朱林姓名：張一學(xué)號：2班級：機(jī)1208題目：多功效護(hù)理床的設(shè)計(jì)規(guī)定：設(shè)計(jì)多功效護(hù)理床，具下述功效：可輔助病人由仰臥位改為坐位；可輔助病人側(cè)向翻身；方便病人排便；全部動(dòng)作可手動(dòng)或電動(dòng)完畢，不適宜采用液動(dòng)總功效描述：一.設(shè)計(jì)背景隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和生活水平的提高，老年人和殘疾人也越來越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。護(hù)理床就是從人性化角度出發(fā)，基于人因工程的理念，借助三位實(shí)體建模分析軟件來設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)尺寸和功效上，不僅滿足殘障病人和行動(dòng)不便老年人的基本生理需要，老年人特別是老年病人長久得不到照顧。由于老年人所患疾病多以慢性病為主，需長久進(jìn)行物理方式護(hù)理，因此配備必要的護(hù)理設(shè)備，特別是一種能夠由病人自己控制的多功效護(hù)理床就顯得十分急需。更重視舒適度和便于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行康復(fù)護(hù)理，因此，不僅含有護(hù)理作用，還能增進(jìn)病人病情的緩和和康復(fù)。于是，這就為多功效護(hù)理床的應(yīng)用提供了廣闊市場。二．功效設(shè)計(jì)常見的某些新型護(hù)理床有可手動(dòng)升降的病床、遙控氣動(dòng)可升降病床、電動(dòng)遙控升降病床等。結(jié)合病人的實(shí)際狀況和病人的實(shí)際需要，這款多功效病床重要實(shí)現(xiàn)下列三大功效：協(xié)助病人坐起功效，使病人能夠在任何自己感覺舒適的位置坐下。協(xié)助病人左右翻身功效，實(shí)現(xiàn)病人是左右翻身。協(xié)助病人方便排便，更加舒適。三．設(shè)計(jì)原則多功效翻身護(hù)理床的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵照下列原則：安全性原則由于護(hù)理床對老年人和病人的身體進(jìn)行直接的接觸與操作，并且相對于健康人來說，這類人群的身體更容易收到損傷，因此護(hù)理床在安全性方面的規(guī)定很高。無論是護(hù)理床的構(gòu)造還是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安全性始終是最優(yōu)先考慮的一種原則。例如，在構(gòu)造設(shè)計(jì)方面，不應(yīng)存在任何干涉狀況，構(gòu)造的剛度和強(qiáng)度方面都要留有充足的余量，要考慮到多個(gè)極限狀況。2、人性化、舒適性原則人性化、舒適性設(shè)計(jì)是可用性設(shè)計(jì)的延伸，護(hù)理床應(yīng)當(dāng)根據(jù)人體生理學(xué)原理，更多地從人的生理構(gòu)造、心理狀況、行為習(xí)慣等方面加以考慮。例如各部分構(gòu)造要與人體的尺寸匹配；設(shè)計(jì)中力求加速度最小化等等。3、原則化原則護(hù)理床機(jī)械零件的設(shè)計(jì)與選擇、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、零部件之間的相對位置關(guān)系和尺寸匹配，都有有關(guān)的行業(yè)原則。參考原則設(shè)計(jì)，不僅能在最大程度上滿足使用規(guī)定，并且有助于增強(qiáng)交換性，減少陳本。4、輕量化原則從減少能量消耗和減小運(yùn)動(dòng)慣性的角度考慮，護(hù)理床應(yīng)當(dāng)在確保功效和安全的狀況下遵照輕量化原則。這樣不僅節(jié)省了材料、減少了成本并且減小運(yùn)動(dòng)慣性則非常有助于某個(gè)部件的停啟，使護(hù)理床的運(yùn)輸使用成本都有很大的減少。四．有關(guān)規(guī)定與原則為了滿足患者在使用護(hù)理床時(shí)的舒適程度以及有效的減緩護(hù)理人員的護(hù)理強(qiáng)度。護(hù)理床構(gòu)造在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列幾個(gè)方面的規(guī)定:1、能夠?qū)崿F(xiàn)護(hù)理所需的多個(gè)體位位姿規(guī)定。2、各個(gè)活動(dòng)床面板的擺動(dòng)角度范疇?wèi)?yīng)參考有關(guān)醫(yī)療護(hù)理規(guī)定以及人體的舒適感，各床面板擺動(dòng)角度及原則以下：背板擺動(dòng)角度：0°～80°左/右翻身擺動(dòng)角度：0°～90°3、護(hù)理床床體的可靠性、穩(wěn)定性和安全性要符合醫(yī)護(hù)規(guī)定。4、床體的構(gòu)造尺寸有一定的空間范疇限制。功效分解：多功效護(hù)理床從構(gòu)造和功效上分為：床框架、床面板、平面連桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)構(gòu)成。圖一功效分解樹狀圖床框架除了固定的機(jī)械機(jī)構(gòu)以外，還涉及各個(gè)電機(jī)安裝模塊。床板由床板框架和床板面板構(gòu)成。平面連桿機(jī)構(gòu)涉及：抬背機(jī)構(gòu)、側(cè)翻機(jī)構(gòu)。齒輪齒條機(jī)構(gòu)涉及排便機(jī)構(gòu)。整臺(tái)多功效護(hù)理床中共有三臺(tái)直流電機(jī)，分別完畢抬背、側(cè)翻等動(dòng)作。功效元求解：床面參考《醫(yī)用電氣設(shè)備第一部分：安全通用規(guī)定》、《醫(yī)用電氣設(shè)備第二部分：醫(yī)用電動(dòng)床安全專用規(guī)定》、《中華人民共和國行業(yè)原則—病床》、《中華人民共和國國標(biāo)—中國成年人人體尺寸》等有關(guān)原則，同時(shí)類比國內(nèi)外文獻(xiàn)中的有關(guān)參數(shù)，作為設(shè)計(jì)指標(biāo)。1、外形尺寸多功效護(hù)理床重要用于病房或家庭中，因此在各個(gè)姿態(tài)時(shí)，其所占的空間范疇必須與病房和家庭房間的有關(guān)尺寸向適應(yīng)，同時(shí)采用適宜的尺寸，能夠使被護(hù)理人員感到舒適。按照《中華人民共和國行業(yè)—原則病床》原則，多功效護(hù)理床的外形尺寸最后取為：長×寬×高=mm×1000mm×500mm2、承載指標(biāo)按照《醫(yī)用電氣設(shè)備第二部分：醫(yī)用電動(dòng)床安全專用規(guī)定》規(guī)定，床的安全工作載荷必須最少承受1700N的載荷，這1700N涉及1350N患者重量、200N床墊和150N附件。3、體位調(diào)節(jié)類指標(biāo)體位調(diào)節(jié)類指標(biāo)涉及：抬背角度、左/右翻身角度等。抬背角度在0-80度，左右側(cè)翻角度均可達(dá)成90度。圖二床面分布示意圖根據(jù)人體構(gòu)造及人體重量分布，將床面劃分為12個(gè)小單元，其中，1、2、3為背板，4、5、6為臀部板，7、8、9為大腿板，10、11、12為小腿板。各床板之間通過鉸鏈互相連接，整體床面則通過臀部下層板固定到支撐框架之上。護(hù)理床所需的各個(gè)動(dòng)作都能夠通過傳動(dòng)部件帶動(dòng)對應(yīng)的床板組聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。長寬方向劃分比例分別為4:2:2:2和3.5:3:3.5。抬背、側(cè)翻、排便機(jī)構(gòu)分別安裝在A、B、C區(qū)。抬背機(jī)構(gòu)圖三抬背示意圖支背運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)較為簡樸，支起角度需達(dá)成人體舒適角度80°，且能夠任意角度停留。擬定采用絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，運(yùn)用絲杠行程范疇較大且能實(shí)現(xiàn)反行程自鎖的特點(diǎn)。前端由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中間以絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，電機(jī)軸和絲杠間用聯(lián)軸器相連，后端通過連桿作用支起翻板。圖四抬背機(jī)構(gòu)原理簡圖該抬背機(jī)構(gòu)為螺旋一連桿組合機(jī)構(gòu)，其自由度為1，有1個(gè)原動(dòng)件，含有擬定的運(yùn)動(dòng)，可采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力元件，構(gòu)型簡樸，制造容易，可達(dá)成使背板翻轉(zhuǎn)80度。用兩位置圖解法求取各桿長度，多功效醫(yī)用護(hù)理床的抬背機(jī)構(gòu)采用一種四桿機(jī)構(gòu)，用單個(gè)線性推桿驅(qū)動(dòng)。查閱手冊得人體的坐高大概為800mm左右，因此本機(jī)構(gòu)中背板的長度為800mm，滾子的直徑為20mm，選用背板水平位置和上抬80度位置求解，得出各桿長度。側(cè)翻機(jī)構(gòu)圖五側(cè)翻機(jī)構(gòu)示意圖側(cè)翻運(yùn)動(dòng)的核心是要達(dá)成雙向90°，且構(gòu)造應(yīng)簡樸，以節(jié)省空間。擬定采用變機(jī)架的四桿機(jī)構(gòu)，用同一種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相似的運(yùn)動(dòng)，通過中間床板的左右端機(jī)架變換來實(shí)現(xiàn)。圖六側(cè)翻機(jī)構(gòu)原理圖多功效醫(yī)用護(hù)理床的側(cè)翻機(jī)構(gòu)由連架推桿、側(cè)翻連桿、兩側(cè)床板以及部分床架構(gòu)成。側(cè)翻構(gòu)件的一端鉸接于床架上，另一端與連架桿鉸接，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)連架桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得中間床板分別以左右鉸接點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，可通過兩位置圖解法求取各桿尺寸。側(cè)翻機(jī)構(gòu)由四桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成，由于人體的肩寬敞約為330mm，因此床的中間段板要盡量的窄，使患者能實(shí)現(xiàn)翻身這一動(dòng)作。在此設(shè)計(jì)中背板中部設(shè)為300mm；兩側(cè)板設(shè)為350mm；床板的厚度設(shè)為35mm。以左翻為例，選用中間板水平位置和側(cè)翻90度位置，可求解出各桿尺寸。排便機(jī)構(gòu)對于需要護(hù)理的老人，特別是癱瘓病人，一種方便的排便裝置是極其重要的。本電動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)便盆與便盆擋板的切換。當(dāng)病人需要大小便時(shí)，按動(dòng)排便裝置電按鈕，使便盆送到使用者臀部下面，配合使用背部、足腿部的調(diào)節(jié)功效，病人就能夠以最自然的姿勢進(jìn)行大小便。大小便結(jié)束后，再次按動(dòng)電按鈕，便器盆移至床邊，護(hù)理人員只需在有空的時(shí)候清理一下便盆就能夠了。圖七排便裝置俯視位置示意圖如圖所示，為方便排便，需在人體臀部位置，即5板處開設(shè)排便孔，本裝置設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)孔蓋與便池的方便轉(zhuǎn)換。圖八排便機(jī)構(gòu)原理簡圖為方便護(hù)理人員取出便池，便池需放置于靠近床沿處，故承載孔蓋與便池的兩板之間距離約為床寬的二分之一500mm，本設(shè)計(jì)中取為450mm，由于床高500mm，故取豎直傳動(dòng)軸長度為450mm，同時(shí)采用齒輪齒條傳動(dòng)，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒條傳動(dòng)，從而使得齒輪回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)孔蓋與便池的位置轉(zhuǎn)換?？偣πЫ庠u價(jià)：以上設(shè)計(jì)為一種能夠?qū)崿F(xiàn)抬背、側(cè)翻、方便排便的多功效護(hù)理床，制訂了該護(hù)理床設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵照個(gè)幾個(gè)原則，提出了所要達(dá)成的各項(xiàng)功效，對總功效進(jìn)行了簡要精確的描述。為完畢了對護(hù)理床的總體方案設(shè)計(jì)，首先提出了護(hù)理床的總體布局，然后擬定了床面構(gòu)造形式、具體尺寸，最后在分析比較基礎(chǔ)上，擬定了各功效模塊的機(jī)構(gòu)構(gòu)型。進(jìn)行功效分析，將功效分解為抬背、側(cè)翻、方便排便等功效元，并對每個(gè)功效元求解，分別采用連桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并對具體構(gòu)造尺寸進(jìn)行了分析和求解，均可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功效規(guī)定。圖九功效元機(jī)構(gòu)分布示意圖干涉問題是國內(nèi)外多功效翻身床設(shè)