多功能护理床的结构设计

引言

与国外各种功能完善的智能护理床产品相比,我国护理床多数停留在手动操作、功能单一的技术水平。如何实现康复床的人性化、智能化和集成化发展,成为当下研究的热点问题,对应的研究成果也成为市场极力追逐的目标。

1总体方案

1.1护理床相关要求

(1)能够实现病人所需的各个体位要求,如背起、屈膝、侧翻等位姿。

(2)活动床板的撑起角度范围应参照有关医疗护理方面的相关要求。

1.2护理床的组成

除固有机械结构外,床架整体框架还包括各种电机安装模块。整个多功能护理床内有四个直流直线电动电机,分别执行背起、屈膝、左右侧翻等动作。

1.3护理床的基本参数

1.3.1整体尺寸确定

根据中华人民共和国行业标准YY0003一1990《病床》的有关规定,并参考市场上现有护理床相关尺寸,最终确定整体外形尺寸为:长×宽×高=2110mm×1160mm×1065mm。

1.3.2床板转动角度

根据中华人民共和国行业标准YY0003一1990《病床》的有关规定,并参考市场上现有护理床相关尺寸,最终确定各个位姿床板转动角度为:

背起角度在0o~75o范围内,并且随着背起功能开始实现动作的作用。

侧翻角度在0o~75o范围内,可根据病人要求随意调整床体左右侧翻的角度,实现病人自然舒适的侧翻身。

曲膝角度在0o~45o范围内,腿部床板开始弯曲,实现病人腿部的自然状态放置。

2具体结构设计

2.1背起机构设计

电动推杆一端较接于床架上,另一端较接于背起连杆上,背起连杆的一端较接于床架上,另一端通过滚子与背部支撑板进行连接,臀部支撑板焊接固定于床架上,电动推杆的推动使背起连杆绕着床架发生转动,从而实现背起运动。具体结构如图1所示。

2.2侧翻机构设计

电动推杆、翻转连杆与背起机构的连接类似:床侧板通过螺栓与臀部支撑板较接。电动推杆的运动使翻转连杆绕床架转动,从而实现侧翻运动[5]。具体结构如图2所示。

图2侧翻机构示意图

2.3屈膝机构设计

电动推杆一端较接于床架上,另一端较接于屈腿连杆Ⅰ上,屈腿连杆Ⅰ又和屈膝连杆Ⅱ相较接,屈膝连杆Ⅲ再和大腿支撑板较接:屈膝连杆Ⅰ和大腿支撑板通过不同的较接分别固定于床架上。电动推杆的推动使得屈膝连杆绕着床架发生转动,通过屈膝连杆Ⅱ与大腿支撑板相较接,从而实现屈膝运动。具体结构如图3所示。

2.4床架设计

床架作为多功能护理床的重要组成部分之一,包括床板、床架和脚轮,如图4所示。床架主要用来承受载荷,因此需要保证它的承受能力,从而延长护理床的使用寿命。

图4 床架结构示意图

3关键零部件校核

整个床的重量都压在床底架的长杆上,底架长杆设计尺寸的长度设置为1440mm,在床底架长杆上设置了两个支撑点,假设床体的重量为400kg,病人的重量为150kg,总重量为550kg,受力如图5所示。

计算床底架的长杆各段所受的剪力及弯矩,如图6所示。

整体而言,床架力学性能优良,受力情况满足机构设计要求。

4结语

本文主要对多功能护理床的结构进行设计,提出了总体的设计方案,根据各个原动件的运动规律,确定各个机构的运动性能,从而验证各机构的合理性。最后,通过对机构的运动分析可知,多功能护理床的运动平稳性良好,床板受力均匀,达到预期设计要求。