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现代设计技术专业 作业指导老师：朱琳 姓名：张毅 学生编号：201201132 班级：机器1208 题目：多功能护理床的设计要求 b) 可以辅助病人侧身； c) 方便患者排便；所有动作都可以手动或电动完成，不适合液压。随着水平的提高，老年人和残疾人也越来越受到社会的关注。护理床从人性化的角度设计，基于人因工程的理念，借助三维立体建模分析软件。在设计尺寸和功能上，不仅满足了残疾患者和行动不便的老人的基本生理需求，而且老人，尤其是老年患者不能长期得到照顾。由于老年人的疾病多为慢性病，需要长期的身体护理，因此配备必要的护理设备，尤其是患者可以控制的多功能护理床显得尤为迫切。更注重舒适，方便医护人员进行康复护理。因此，它不仅具有护理作用，还能促进患者病情的缓解和康复。因此，这为多功能护理床的应用提供了广阔的市场。一些常见的新型双功能设计护理床包括手动升降床、遥控气动升降床和电动遥控升降床。结合患者的实际情况和患者的实际需求，这款多功能病床主要实现以下三个功能： 1. 帮助患者坐起来，让患者可以坐在任何感觉的位置舒适。
2. 帮助患者左右翻身，使患者可以左右翻身。 3. 帮助患者更轻松、更舒适地排便。三大设计原则 多功能翻身护理床的设计应遵循以下原则： 1、 安全原则 由于护理床直接接触和操作老人和病人的身体，与健康人相比，这护理床的种类人群的身体更容易受伤，所以护理床在安全性方面有很高的要求。无论是护理床的结构还是控制系统的设计，安全始终是重中之重。例如，在结构设计上，不应有干涉，在结构的刚度和强度方面应留有足够的余量，并应考虑各种极限情况。 2、人性化和舒适性原则 人性化和舒适性设计是可用性设计的延伸。护理床应以人体生理学原理为依据，更多地从人体生理结构、心理状况、行为习惯等方面考虑。例如，各部分的结构要与人体的大小相匹配；设计中应尽量减少加速度等。 3、标准化原则 护理床机械部件的设计和选型、控制系统的设计、零部件之间的相对位置关系和尺寸匹配都有相关的行业标准。参照标准设计，既能最大程度满足使用要求，又有助于增强互换性，降低成本。 4、轻量化原则 从降低能耗和减少运动惯性的角度来看，护理床在保证功能和安全的同时，应遵循轻量化原则。这样既节省了材料和成本，又降低了运动的惯性，非常有利于某个部件的启停，从而大大降低了护理床的运输和使用成本。
四项相关要求和标准 为满足患者在使用护理床时的舒适度，有效降低护理人员的护理强度。护理床的结构在设计时应满足以下要求： 1、可实现护理所需的各种体位和体位。 2、各活动床板的摆动角度范围应参考相关医疗保健要求和人体舒适度。各床板的摆动角度及标准如下： 背板摆动角度：080 左右转动摆动角度：0903、护理床的可靠性、稳定性和安全性应满足医疗护理要求。 4、床的结构尺寸受限于一定的空间范围。功能分解：多功能护理床从结构和功能上分为：床架、床板、平面联动机构、齿轮齿条机构、控制系统。图 1 功能分解树图 除了固定的机械机构外，床架还包括各种电机安装模块。床板由床板框架和床板面板组成。平面连杆机构包括：后举机构和侧翻机构。齿条齿轮机构包括排便机构。整个多功能护理床共有三台直流电机，可分别完成后仰、翻身等动作。功能元件解决方案：1.床面参考医用电气设备第1部分：一般安全要求，医用电气设备第2部分：医用电动床安全特殊要求，中华人民共和国行业标准医院病床，中华人民共和国国家标准中国成人人体尺寸等相关标准，同时类比国内外文献中的相关参数，作为设计指标。 1、尺寸多功能护理床主要用于病房或家庭。因此，在每一种姿势下，它所占据的空间都必须适应病房和家庭活动室的相关尺寸。让护理对象感到舒适。
根据中华人民共和国行业标准病床标准，多功能护理床的外形尺寸最终取为：长宽高=2000mm1000mm500mm2、承重指数在按照医用电气设备第二部分：医用电动床的安全特殊要求，床的安全工作负荷至少要承受1700N的负荷，这个1700N包括1350N的病人体重、200N的床垫和150N的配件。 3、姿态调整指标姿态调整指标包括：后仰角、左/右转角等，后仰角0-80度，左右侧倾角可达90度。图2 床面分布示意图 根据人体结构和体重分布，床面分为12个小单元，其中1、2、3为篮板, 4、5、@ >6 是臀板，7、8、9 是大腿板，10、11、12 是小腿板床板通过铰链相互连接，整个床面通过臀部下板固定在支撑架上。护理床所需的所有动作都可以通过传动部件驱动的相应床板组的联动来实现。长宽方向的分割比分别为4:2:2:2和3.5:3:3.5。 A、B、C区分别安装有后仰、翻车、排便机构。 2 背举机构 图3 背举示意图 背举动作实现起来比较简单，支撑角度需要达到人体舒适的80度角，并且可以保持在任何角度。确定采用丝杆传动，丝杆行程范围大，可实现反向行程自锁。前端由电机驱动，中部由丝杠驱动，电机轴和丝杠通过联轴器连接，后端通过连杆的作用支撑翻板。
图4 后举机构示意图 后举机构为丝杆连杆组合机构，自由度为1，有一个原动机，有一定的运动，有一个电动机可用作动力元件。简单，易于制造，并且可以将背板转动 80 度。每根杆的长度是通过二位图解法得到的。多功能医用护理床的背部升降机构采用四连杆机构，由单根直线推杆驱动。根据说明书，人体的坐高约为800mm，因此该机构的背板长度为800mm，滚轮直径为20mm。选择背板的水平位置和抬起80度的位置，得到每根杆的长度。 3 翻车机构 图5 翻车机构示意图 翻车运动的关键是实现双向90，结构要简单，节省空间。确定采用四连杆机构配可变机架，用同一机构可实现两个类似的运动，通过中间床板左右端架的变换来实现。图6 翻转机构示意图 多功能医用护理床翻转机构由连接架推杆、翻转连杆、两侧床板和部分床架组成。翻车件的一端铰接在床架上，另一端铰接连杆，电机带动连杆转动，使中间床板以左右铰接点为轴转动。旋转轴。同理，每根杆的尺寸可以通过二位图解法得到。翻转机构由一个四杆机构组成。由于人体的肩宽约为330mm，因此床的中间板应尽可能窄，以便患者翻身。在本设计中，背板中间设置为300mm；侧板设置为350mm；床板厚度设置为35mm。
以左翻转为例，选择中间板的水平位置和90度滚动位置，就可以解决每根杆的大小。 4 排便机制 对于需要护理的老年人，尤其是瘫痪病人来说，方便的排便装置极为重要。该电动装置可实现便盆与便盆挡板的切换。当患者需要排便时，按下排便器的电动按钮，将便盆送至使用者臀部下方。配合背部和脚部的调节功能，让患者以最自然的姿势排便。小便后，再次按下电动按钮，马桶移动到床边，护理人员只需在空闲时清洁马桶。图7 排便器顶部位置示意图 如图所示，为了方便排便，需要在人体臀部，即第5板处开设一个排便孔。该装置的设计是为了实现孔盖与马桶之间的便捷转换。图8 排便机构原理图 为了方便护理人员取出小便器，小便器需要放置在靠近床边的位置，因此承载孔盖与小便器两板之间的距离大约是床宽的一半，500mm。本设计中取450mm，因为床身高度为500mm，垂直传动轴长度为450mm，同时采用齿条齿轮传动，齿条传动由电机驱动，使齿轮转动，转换孔盖与小便器的位置。整体功能方案评价：以上设计为多功能护理床，可实现仰卧、翻身、方便排便。制定了护理床的设计应遵循几个原则，并提出了要实现的各种功能。功能描述简洁准确。
为了完成护理床的整体设计，首先提出护理床的整体布局，然后确定床面的结构和尺寸。最后在分析比较的基础上确定各功能模块的机构配置。 进行功能分析，将功能分解为提背、翻身、方便排便等功能要素，分别利用联动机构、联动机构、齿轮齿条机构对各个功能要素进行求解，并进行具体的结构尺寸。分析和求解都可以实现设计的功能要求。图9 功能元件分布示意图 干涉问题是国内外多功能车床设计的瓶颈。多功能转床需要有三组运动机构，分别可以实现靠背、翻身和排便的运动。同时，各种机构之间的干涉问题以及多功能床的设计也是设计过程中的重点。首先，根据三套机构的机构特点和空间布局要求，划分床下空间，床下面积100万立方米，分为四部分。 A部分用于放置背部支撑机构，B部分用于放置翻车机构，c部分用于放置排便机构。最终希望各个设备的功能能够很好的协调，互不干扰。
