●20.設(shè)計(jì)與研究機(jī)械2007 年第9期總第34卷醫(yī)用翻身床設(shè)計(jì)陳波，王德玉，張旭偉，梁春平，吳光武，蘭圖(西南石油大學(xué)，四川成都610500)摘要:結(jié)合癱瘓病人的需求，設(shè)計(jì)了一種能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)抬頭.屈腿、左右側(cè)翻以及周時(shí)實(shí)現(xiàn)拍頭和屈腿等功能的癱瘼病人多功能翻身床。考慮到該翻身床要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，特將床板分制成入個(gè)部分。慕動(dòng)方式上采用液壓驅(qū)動(dòng)方式，每個(gè)動(dòng)作實(shí)觀都是由兩個(gè)液壓舡網(wǎng)時(shí)直接熙動(dòng)，上升和下降則通過改變換向閥方向秉賓現(xiàn)。控制部分采用單片機(jī)控制。練合考忠市場、醫(yī)晚及匾疔驟械相關(guān)郝門園素，充分考慮了人機(jī)因素，確保各項(xiàng)勸能實(shí)觀的同時(shí)讓病人咸受到更多的宜人性。關(guān)鍵詞:翻身床;難瘓病人; 護(hù)理中國分類號(hào): R197.39文獻(xiàn)標(biāo)積碼: A文章編號(hào): 1006-0316 (2007) 09 -0020-03Turn-over bed design for medical useCHEN Bo, WANG De-yu, ZHANG Xu-wei, LIANG Chun-ping, WU Guang wu, LAN Tu(Southwest Petroleum University, Cbengdu 610500, China)Abstract: A kind of multifunction turn-over bed for paralyzed patients is introduced in this paper, which has the functions ofraising hbead, curling legs, side huming over from left to right separately, or raising head and curling legs at the same timeaccording to patient's requirement. The bed is composed of 8 parts and hydraulic drive is adopted. Each movement is directlydriven by both bhydraulic cylinders. Rising and fllig of the bed is realied by means of diverting valves. A single-chipmicrocomputer is used as its control part. The whole system ensures patients' comfort, because of synthesizing some factorssuch as market, hospital, medical equipmeat, related sectors and also considering ergonomics fl.Key words: turn-over bed; paralyzed patients; nursing全世界大約有700萬癱瘓病人，而中國大約有- -種能夠方便實(shí)現(xiàn)病人翻身的翻身床。140萬癱瘓病人,隨著我國綜合國力的增強(qiáng)，社會(huì)針對(duì)國內(nèi)目前癱瘓病人護(hù)理床的現(xiàn)狀,本著“以對(duì)癱瘓病人的投入也逐年在增多，市場對(duì)癱瘓病人人為本” 的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)制作- -種成本低、 功能用品的種類、檔次、質(zhì)量和數(shù)量也提出了更高的要齊全、操作簡單的翻身床具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。求。而我國癱瘓病人用品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)水平還停留在初級(jí)階段,其產(chǎn)品多為- -些科技含量較低、功能單1翻身床方案設(shè)計(jì)、價(jià)格低廉的產(chǎn)品;許多性能優(yōu)越、功能多樣、技術(shù)含量高的醫(yī)療器材，如電腦控制的翻身床、自1.1 功能動(dòng)升降的電動(dòng)翻身床、理療床等產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)經(jīng)過設(shè)計(jì)調(diào)查,該翻身床主要具備以下功能:品相比有很大的差距。(1)實(shí)現(xiàn)抬頭和屈腿功能;經(jīng)過設(shè)計(jì)調(diào)查,病人對(duì)翻身床的要求不僅是抬(2)實(shí)現(xiàn)在抬頭的同時(shí),也能實(shí)現(xiàn)屈腿動(dòng)作;頭、屈腿兩個(gè)功能，更需要側(cè)翻和同時(shí)實(shí)現(xiàn)抬頭和(3)實(shí)現(xiàn)左、右側(cè)翻動(dòng)作。屈腿兩個(gè)動(dòng)作的翻身床。對(duì)于護(hù)理人員來說，每天為病人翻身、上藥、更換床上用品等工作相當(dāng)繁重,1.2 :中國煤化工而手動(dòng)翻身費(fèi)力費(fèi)時(shí)，相當(dāng)困難,因此,迫切需要MHCN M H G把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過液壓泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體壓能，再由收稿日期: 2007-05~06作耆簡介:陳波(1965-),男,黑龍江齊齊哈爾人,教授,主要研究方向?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)、人性化設(shè)計(jì)。機(jī)械2007年第9期 總第34卷設(shè)計(jì)與研究;●21●液壓缸(達(dá))將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能從而達(dá)到能在幾個(gè)翻身動(dòng)作中，只有抬頭的角度大，運(yùn)動(dòng)量傳遞和做功的目的。該方案響應(yīng)速度快,運(yùn)動(dòng)平幅度大，要求拾頭動(dòng)作達(dá)到的最大角位移能達(dá)到穩(wěn)，是比較理想的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)要求，對(duì)床80°,其對(duì)液壓缸行程要求比較大,為了盡量減小安板的驅(qū)動(dòng)選用液壓系統(tǒng)。所以在設(shè)計(jì)此次多功能自裝尺寸，就以該部分為入手點(diǎn)確定各個(gè)缸的行程和動(dòng)翻身床時(shí)選用液壓驅(qū)動(dòng)(液壓驅(qū)動(dòng)如圖1所示)。位置。-方面癱瘓病人翻身床的總高限制(限制在2勾4曲570 mm以下);而且根據(jù)液壓缸自身結(jié)構(gòu)限制，其ICX% 2X6 05X% 2X出總長至少要比實(shí)際行程長250 mm,只有盡量減小缸的行程才能保證安裝，所以就要求頭部支點(diǎn)位置距轉(zhuǎn)軸的距離要小;另- -方面，在承載的情況下考慮床的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和減小對(duì)床體承載能力的要求，應(yīng)該讓支點(diǎn)與該面的重心盡量重合。兼顧考慮以上兩方面因素,經(jīng)過反復(fù)的優(yōu)化計(jì)算,最終確定液壓缸支撐點(diǎn)到抬頭動(dòng)作轉(zhuǎn)軸的距離圖1液壓驅(qū)動(dòng)原理圖為210 mm,到側(cè)翻動(dòng)作轉(zhuǎn)軸的距離為240 mm;上考慮到該系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象是病床,要求響應(yīng)速下的安裝距離為450 mm。度快，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、緩慢,我們采用的兩個(gè)液壓缸同令液壓缸的行程為x,根據(jù)它們之間的關(guān)系(圖時(shí)同步驅(qū)動(dòng)，這樣就可以更好地保證上述要求了。2)可以建立如下關(guān)系式:(210- 210cos 80)2 +(450+ 210sin 80)2 =(450+ x)1.3結(jié)構(gòu)解得x 220 mm,符合x≤250 mm的條件,考在設(shè)計(jì)翻身床的整個(gè)過程都是以病人為中心，慮到安裝誤差等,最終確定液壓缸行程為230 mm。為了能讓病人在使用過程中最大限度的舒適，我們床畫轉(zhuǎn)軸采用了雙缸同時(shí)工作，即每執(zhí)行任何一一個(gè)動(dòng)作都有兩個(gè)液壓缸同時(shí)工作(液壓缸布置圖如圖2所示)。/80根據(jù)人的重量分布，前面的兩個(gè)液壓缸缸和后面的450兩個(gè)液壓缸工作時(shí)承受的重量分別為人體的60%和60%，但是為了工作側(cè)翻時(shí)達(dá)到前后兩個(gè)缸同步工液天紅/450+x作，后面兩個(gè)缸到轉(zhuǎn)軸的距離是前面的兩個(gè)缸到轉(zhuǎn)軸距離的三分之二，這樣就能達(dá)到平衡。圖3床頭運(yùn)動(dòng)軌跡圖為了使液壓系統(tǒng)在工作過程中更加平穩(wěn)，在液壓系統(tǒng)的回油路上還要添加一個(gè)背壓閥，經(jīng)過計(jì)算該背壓閥壓力為0.3 MPa,考慮管路的油路阻力和損團(tuán)2液壓缸布置圖失以及工作環(huán)境低噪聲，綜上所述，可選用流量為翻身床采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵運(yùn)動(dòng),然后液壓泵195 m/s 和壓力為2.5 MPa 的葉片液壓泵就完全滿再將液壓能轉(zhuǎn)化進(jìn)行工作的。每個(gè)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)都有足要求中國煤化工兩個(gè)液壓缸同時(shí)同步工作，動(dòng)作的上升和下降則是2翻MYHCNMHG通過控制電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)的，而且每個(gè)動(dòng)作的時(shí)間長短可以隨使用者的需求而確定。為了降低加工成本，盡量采用市場上的標(biāo)準(zhǔn)零●22●設(shè)計(jì)與研究機(jī)械2007 年第9期總第34卷部件，同時(shí)參考有關(guān)醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，床頭、萬3結(jié)論向輪和扶手直接購買。床體主要分為床面和支架兩大部分，整個(gè)床由萬向輪、床面、床頭、液壓缸、由于在設(shè)計(jì)的過程中始終把功能和成本結(jié)合，液壓系統(tǒng)、液壓缸底部鉸及基座組成，如圖4所示。在設(shè)計(jì)中盡可能 采用標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)，使制造成本盡可能減少，在一定意義上可以解決癱瘓病人由于長年臥床所承受得疾病和心理的痛苦，同時(shí)也解決了醫(yī)院的護(hù)理人員在護(hù)理過程中的工作負(fù)擔(dān)。該醫(yī)用翻身床可廣泛適用于各大醫(yī)院，療養(yǎng)院、康復(fù)中心、家庭等。由筆者指導(dǎo)制作的醫(yī)用翻身床(圖5)于2006年參加第二屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽獲二等獎(jiǎng)。1.萬向輪2.床面3.床頭4.液壓缸5.液壓系統(tǒng)6.液壓缸底部球鉸及基座圖4床體框架整體簡圖床面根據(jù)人身體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分成四個(gè)功能段,分圖5翻身床外形圖別支撐上半身,臀部,大腿和小腿。每個(gè)功能段又參考文獻(xiàn):為分為兩塊，各個(gè)小塊采用鉸鏈聯(lián)接。為了減小床[1]許萬里，等微機(jī)控制病理床的研制與開發(fā)[]哈爾濱理工大學(xué)學(xué)的重量,床面的材料使用沖壓成矩形條的鐵皮焊接報(bào)，2001, (6).而成。支架直接用方鋼焊接而成，四根立柱為螺栓[2喻恒鋒，等介紹-種新型“醫(yī)用升降翻身車"叮解放軍醫(yī)學(xué)情聯(lián)接,方便拆卸。報(bào)，2004, (6).我國高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化模式在沈陽形成我國科技人員自主研發(fā)的中高檔數(shù)控系統(tǒng)，首次成批配產(chǎn)數(shù)控機(jī)床及國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大的示范意義套安裝在沈陽機(jī)床集團(tuán)6大類、11 個(gè)型號(hào)的30臺(tái)數(shù)控機(jī)床和里程碑意義,應(yīng)在全國行業(yè)范圍內(nèi)加以推廣。該示范工程上,取得國內(nèi)權(quán)威專家的認(rèn)可。這種以政府推動(dòng)、科技公司在高檔數(shù)控機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)高速加工中心產(chǎn)品上，成功替代了研制、機(jī)床企業(yè)大膽使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的示范工程，成為我原配的國外同類數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)高國促進(jìn)高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化,打破依賴進(jìn)C局面的有效模式。檔數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床已達(dá)到了 國際先進(jìn)水平。同時(shí)宰先實(shí)8月28日至29日,由沈陽機(jī)床集團(tuán)、沈陽高精數(shù)控技現(xiàn)了國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)在國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床上的批量應(yīng)用,找術(shù)有限公司及中國科學(xué)院沈陽計(jì)算技術(shù)研究所聯(lián)合實(shí)施的到了技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化的結(jié)合點(diǎn)?！皣a(chǎn)數(shù)控機(jī)床應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)示范工程"項(xiàng)目,通過了為在國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；矫媛氏葘?shí)現(xiàn)國家發(fā)改委重大辦、中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)和沈陽市經(jīng)委聯(lián)突破， 今年4月2日,在國家發(fā)改委重大辦(高檔數(shù)控機(jī)床合組織的鑒定驗(yàn)收。示范工程鑒定驗(yàn)收專家組由中國機(jī)床工與基礎(chǔ)制造裝備重大專項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室入遼寧省有關(guān)部門具工業(yè)協(xié)會(huì)、中國機(jī)械科學(xué)研究總院、中科院沈陽自動(dòng)化所的大力支持和沈陽市委、市政府的大力推動(dòng)下，政府投入補(bǔ)等科研院所、大學(xué)、機(jī)床行業(yè)及用戶等專家、學(xué)者組成。專貼資金克豐數(shù)控公司和中科院家組一致認(rèn)為:在遼寧省和沈陽市政府的大力推動(dòng)下，“國產(chǎn)沈陽計(jì)中國煤化工集中攻關(guān)，利用沈數(shù)控機(jī)床應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)示范工程”正式實(shí)施，邁出了國陽機(jī)床YHC N M H G中高檔數(shù)控系統(tǒng)，產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵一步作為國內(nèi)首次國產(chǎn)中形成"三位一體”的示范工程，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)化上高檔數(shù)控機(jī)床批量配套國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)項(xiàng)目具有創(chuàng)新性，對(duì)國實(shí)現(xiàn)了 沈陽制造的突破。(信息采源:東北新聞網(wǎng)2007-9- 12)