组合背负式担架论证与设计

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中国医学装备2021年6月第18卷第6期 组合背负式担架论证与设计*-宋振兴 等
便，固定带应牢固、可调且快速连接。整体背负式担 架结构见图2。
专栏
A
B
C
D
注：图中A为担架抬(拖)运伤员状态；B为担架收拢状 态；C为担架展开状态； D为担架背负状态
图2 整体背负式担架结构示图
(1)作业能力。①可以承载1名卧姿伤员；②可单 人背负，也可两人抬运；③可以在特殊极端地域快速 搬运伤病员。
(2)展开尺寸。①担架长≤2 000 mm，宽≤450 mm， 高≤200 mm。
(3)基本力学性能。①额定载荷≥100 kg；②安 全系数≥3；③担架插接件：抗拉力应≥1 kN；④承 载挠度：按标准检验方法，在担架上均布100 kg的载 荷，担架中央部位在垂直面内的挠度应≤35 mm，加 载和卸载3次(每次承载时间≥5 min)后，担架中央部 位在垂直面内的剩余挠度应≤5 mm；⑤固定带为丙纶 织带，背负时肩带、腰带的松紧度应能随机调整，肩 带、腰带与锁扣配合应紧固，不得自行松动；⑥接插 件可靠性：连接件反复插拔500次后应无异常；⑦固 定带缝合强度：缝合处抗拉力均应≥1 kN。
[Abstract] Objective: To explore a special combined backpack stretcher which can be used in carrying patients with severe illness in special environment. Methods: Aimed at the actual demand of the emergency medical rescue, the combined backpack stretcher that is suitable to the use of first-aid in special environment field. And the series of indicators included technical performance, structure and other indicators of the combined backpack stretcher were demonstrated. Results: The combined backpack stretcher is suitable to implement emergency medical rescue for patients in special environment such as narrow space, stair, trenches, boat, mountain jungle, plateau ridge, collapsed building and so on. And it could be used in the carry of extrahospital emergency aid and treatment. Conclusion: The demonstration and design can provide technical support for the research and development, procurement, upgrading and improvement, and market standardization of combined backpack stretcher, and this stretcher is the important kind of special stretcher. [Key words] Special carrying tool for patients; Combined backpack stretcher; Parameters; Structure design [First-author’s address] Institute of Medical Support Technology, Academy of System Engineering of Academy of Military Science PLA China, Tianjin 300161, China.
3.3 刚强度分析
(1)有限元模型。通过刚强度计算，可从理论上
分析刚强度是否满足实际使用需求，以典型的分体式
结构为例，根据人体尺寸和人体功效学，参考担架标
Байду номын сангаас
准，通过P/roE软件建立组合背负式担架不同工况的
三维实体模型。将三维实体模型导入有限元分析软件
ANSYS中，建立有限元模型。对模型定义三维实体
单元Solid45，进行网格划分，共有52 793个单元[8]。
伤员转运是开展全面救治的前提工作。在野外 1.1 担架分类
复杂环境下，只有采用担架等转运器材或设备将伤员
组合背负式担架可分为对称分体插接式和整体
运送到医院等救护点后方能开展全面的救治工作[1]。 组合式两种：①对称分体插接式。由2个完全相同
在各类突发事件紧急医学救援过程中，面对特殊灾情 的背架插接而成，2个背架可分开单独使用，也可
A
B 注：①图中A为分段插接式背负担架主视图，B为背负 担架俯视图；②图中1为插接件，2为腰带，3为背网，4为 肩带，5为管架，6为壳体，7为多功能插架，8为捆扎带
图1 分段插接式背负担架结构示图 3.2 整体背负式担架结构
整体背负式担架由背负装置、组合背架及安全 固定带等组成。背负装置由腰带、肩带、背板、胸带 及重心调节带等组成。背负装置设计应与人体良好贴 合，负荷分布应合理，并具备透气性、重心调节和隔 振等功能，应能降低背负人员的工作强度。组合背架 由管架、支撑面、插接件、多功能插架等组成。伤员 安全固定带由胸部固定带、腹部固定带和腿部固定带 等组成，为避免背负搬运伤员二次伤害和保证使用方
和滩涂、沙地、草地、丛林、雪地等极端环境地域， 插接后组合使用，可对伤病员进行拖、抬、背等
由于通行条件的限制，普通通用担架不利于救护人员 操作，也可通过背负方式运送其他物资，可称之
的行走，易导致救护人员体力消耗增加、转运速度变 为分段插接式担架；②整体组合式。由背负装置
慢、耽误黄金救治时间等问题，难以实现伤病员快速 和组合背架组成，作为1个整体进行伤病员背负，
组合背负式担架一般分为分段插接式和整体背负 式两种结构形式。 3.1 分段插接式背负担架结构
担架结构采用可拆分组合的形式，担架可拆分成 两只背架，便于救援人员在全负荷步行时携行；背架 采用具有互换性的结构设计，保证任意两只背架均可 组合成担架；背架采用管架形式，便于背负系统的安 装与调节；为防止在松软地貌上拖行时担架沉陷，在 担架管架下采用包覆聚合物壳体的形式，壳体底部设 计有3条凸筋并采用一端上翘的结构设计，减少了担 架拖行时的摩擦力。主体由2个完全相同的背架组合 插接而成，每个背架由管架、插接件、壳体、背网、 背负系统(包括肩带、腰带、重心调节拉带、胸部拉 带、架底受力带和捆扎带)以及多功能插架组成。分段 插接式背负担架结构见图1。
(4)环境适应性。①具有极限温湿度适应能力； ②能抵抗我国沿海地区盐雾腐蚀环境条件的影响； ③应能防止各类霉菌、真菌、白蚁和啮齿类动物的 有害影响。
(5)标准化。①零部件标准化程度系数应≥0.6； ②产品图样和技术文件应统一规范、完整齐备，符合 标准化的有关规定；③拖行可靠性：经过50次作业循 化，担架应无损坏及永久变形；④背负可靠性：经 过50次作业循化，担架应无损坏及永久变形；⑤抬行 可靠性：经过50次作业循化，担架应无损坏及永久变 形；⑥接插件可靠性：连接件反复插拔500次后应无 异常。
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专栏
中国医学装备2021年6月第18卷第6期 组合背负式担架论证与设计*-宋振兴 等
端坡度可达70度以上，普通担架无法完成伤病员搬运 任务[6]。同时，“白金10分钟”伤病员抢救的关键时 间节点，各类灾害和平时院前急救中，都存在“救护 空白时间”的“急救盲区”问题，即无任何救护的抢 救时间，这个空白时间相当于“白金10分钟”。流行 病学调查显示，近50%创伤性死亡发生在伤后60 min 内(称为“黄金1小时”)，而这1 h内，大部分伤亡又 发生在前10 min，是抢救的最佳时间，即“白金10分 钟”，越早越好[7]。组合背负式担架是提高特殊环境 地域急救时效性的重要工具。 2 组合背负式担架设计
物等特殊紧急医学救援环境地域及院外急救的专用 环境，通用担架难以完成伤病员搬运和运动，组合背
伤病员搬运工具，可根据不同需求组成不同的结构 负式担架是“最后1公里”可达性的重要装备，如山
形式[3-4]。
岳丛林地带，或丛林密布，或山势陡峭，特殊山势极
*基金项目：国家重点研发计划(2017YFC0806406)“系列伤员搬运工具与生命支持转运装备研发”；军事医学创新工程专项(18CXZ042) ①军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所 天津 300161 ②军事科学院系统工程研究院军用标准研究中心 北京 100141 *通信作者：wyd1965@ 作者简介：宋振兴，男，(1977- )，硕士，高级工程师，研究方向：急救装备器材研发。
救援，并可用于院外紧急救治的搬运。结论：组合背负式担架的论证与设计为其研发、采购、升级改进及市场规范化提供
技术支撑，是专用担架的重要种类。
[关键词] 伤病员专用搬运工具；组合背负式担架；指标；结构设计
DOI: 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2021.06.003
Demonstration and design of combined backpack stretcher/SONG Zhen-xing, GAO Shu-tian, LI Yu-kun, et al// China Medical Equipment,2021,18(6):7-9.
抢运的时效要求，伤病员背负可能是最佳选择，组合 也可拖运、抬运和吊运，背负过程中可通过组合
背负式担架是重要背负载体。目前，国内外组合背 背架上的支腿进行途中短暂间歇，可称之为整体
负式担架种类较少，实用性不高，需求不明确[2]。为 式背负担架[5]。
此，本研究设计一款适用于紧急医学救援及院外急救 1.2 需求分析
(6)材料。①金属材料：应具有抗腐蚀能力或经 过抗腐蚀处理；②非金属材料：应具有阻燃、防水、 防腐蚀、防静电、抗撕裂、耐磨、耐污渍及易清洗 能力；③担架颜色：应符合应急医学救援相关标准要
求；④材料性能：担架杆及铰链、支腿、横支撑等可 采用铝合金、铝镁合金、碳纤维及其他轻质材料，但 材料最大屈服极限应≥220 MPa；非技术材料可采用 尼龙布、迷彩布、纤维织物等，但其阻燃性、静水压 等应符合相关标准要求。 3 组合背负式担架结构与刚强度
中国医学装备2021年6月第18卷第6期 China Medical Equipment 2021 June Vol.18 No.6
专栏
组合背负式担架论证与设计*
宋振兴① 高树田① 李玉坤② 王运斗①*
[文章编号] 1672-8270(2021)06-0007-03 [中图分类号] R318.6 [文献标识码] A
中的组合背负式担架。
紧急医学救援伤病员抢运过程中，与现场伤病员
1 组合背负式担架
最接近地域为抢运关键距离或“最后1公里”，担架
组合背负式担架用于狭小空间、楼梯、壕堑、船 是完成此阶段伤病员快速抢运的关键载体和工具，尤
艇、沙漠、雪地、山岳丛林、高原山脊、坍塌建筑 其是丛林、山岳、水上、坑道、废墟、坍塌物等特殊
[摘要] 目的：设计专用组合背负式担架，用于特殊环境下重症伤病员的搬运。方法：针对紧急医学救援的实际需求，设计
适合在特殊环境地域急救使用的组合背负式担架，并对组合背负式担架的技术性能、结构等指标进行论证。结果：组合背
负式担架适合在狭小空间、楼梯、壕堑、船艇、山岳丛林、高原山脊、坍塌建筑物等特殊环境地域对伤病员实施紧急医学