多功能护理床地设计

多功能护理床

一、总功能描述

1、可辅助病人由仰卧位改为坐位

2、可辅助实现床的加宽功能，从而

3、所有动作均由手动或电动完成

二、功能分析与求解

1、功能分析如图所示

多功能护理床支背功能

侧向翻身功能排便功能

2、功能分解

将多功能护理床从结构上分为电源，控制系统部分，平面连杆机构（包括伸缩机构），齿轮齿条机构以及床的面板与框架。

三、功能元求解

功能一：由仰卧位改为坐位 方案一：机构简图

小腿弯曲（坐立）功能

多功能护理床

电源

控制系统

机械结构

床的面板及框架

平面连杆机构

齿轮齿条机构

1——背部支板 2——连杆 3——电动推杆 4——机架

方案分析：

机构依靠电动推杆3的相对运动是长度发生变化，由于长度的变化使得构件2发生转动，从而使背部支板1 绕铰链点转动实现支背运动。该机构原动件为1，自由度为1，具有确定的运动。

方案二：机构简图

1——背部支板 2——电动推杆 3——机架

方案分析：

电动推杆2的长度变化直接带动背部支板1绕铰链转动，该机构原动件为1，自由度为1，具有确定的运动，并且结构简单，占用的空间小。

功能四：小腿弯曲（坐立）功能

方案一：

机构简图：

1——小腿支撑板 2——电动推杆 3——机架

功能分析：

当电动推杆2伸长时，直接带动小腿支撑板1绕铰链点转动。该机构原动件为1，自由度为1，具有确定的运动，并且结构简单，占用的空间小，易于实现。久卧的病人需要坐立，此时支背机构与曲腿机构同时或分开运动，实现病人的坐立。而且当病人需要排便时，也可以使曲腿机构动作，更加方便病人排便。

方案二：

机构简图：

1——小腿支撑板 2——滑块 3——连杆 4——电动推杆5——机架

功能分析：

当电动推杆4伸长时，使得连杆3绕着转动副转动，从而带动滑块2和小腿支撑板发生相对运动，使得支撑板绕铰链转动，辅助病人完成去小腿及坐立的功能。

四、总功能求解

1、动力装置

此多功能护理床采用电机驱动或手动，电动驱动方式响应速度快，传动平稳，容易控制，并且工作状态不会受到环境的影响。考虑到家庭用电以及床下的空间，采用交流电机和直线电动推杆。它们的机械特性以及过载能力较强，低速平稳性好，控制方便，还可以实现正反转，自动化程度高，所以采用。

2、能量传递系统

常用的有机械系统、液压系统、气压系统，这里采用机械系统，例如四杆或六杆机构，齿轮齿条机构，推杆的直线运动等。

3、原动件

原动件采用电动直线推杆。

4、执行机构

从动件与原动件组成执行机构，例如四杆机构，六杆机构，剪式升缩机构，齿轮齿条机构。需要根据不同的方案选择不同的机构。

5、调节机构

对于电动机的转速调节可以使用伺服电机。

6、控制系统

这里用到的控制单元为单片机。

五、确定总功能解及评价

采用形态学矩阵来确定来决定总功能方案

1 2

功能元

功能元解

系统可行方案

动力源电动手动

传动系统推杆传动丝杠传动

执行系统机械系统气压系统

控制系统单片机

系统可设计机构

支背功能四杆机构六杆机构

侧向翻身功能四杆机构六杆机构

排便功能齿轮齿条排便机构

小腿弯曲（坐立）功能四杆机构曲柄滑块机构

由表格所示：整个系统可行的方案有N=2*2*2*1=8种。

系统可设计的机构有N=2*2*1*2=8种。

总功能评价：

1、为方便病人的控制动力源选择电动，并易于病人对床的电动控制。

2、传动系统选用直线推杆，摩擦小，损失的功耗少，噪声小。

3、执行系统采用连杆机构以及齿轮齿条机构。

六、系统功能原理简图

七、系统结构设计图

1——背部支撑板 2——大腿支撑板 3——小腿支撑板；线框 4——右侧侧翻机构安装位置 5——曲小腿机构安装位置 6——左侧侧翻

机构安装位置 7——便口 8——支背机构安装位置 9——控制部分

安装位置 10——电源部分安装位置

侧视结构简图

对于那些长期卧床不起的老年人以及病人，该群图是社会的弱者，需要全社会的关爱，尤其需要一种适合他们心理和生理特征的生活工具。电动护理床正是基于这样的状况下而产生的解决该群体的困难而且满足了他们日常生活需要同时减轻护理人员护理强度的一种新型工具。该课题的研究对于提高学生的工程能力，拓展生存空间有着非常重要的意义，以及为今后护理床的研究做一个前期的准备工作，具有重要的社会意义。

课题的主要技术要求：

(1).最大负载：150Kg；(2).背板摆动角度：0°～80°；(3).屈腿角度：0°～45°；(4).转动速度：≤5deg/sec；(5).总体尺寸：

900X400X1900mm。

课题工作量要求：

完成包括总装配图、部件图、主要零件图在内的图纸不少于 1.5张A0,主要零件图总图幅不少于一张A1，控制电路原理图1张A1；

设计计算说明书不少于1.5万字；

外文技术资料翻译不少于2万印刷符号。

1．本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述

多功能医用护理床是针对生活不能自理、危重和瘫痪病人特殊需要而设计的。医用护理床能调节床的背部和脚部的角度，通过线控或声控协助病人抬背或翻身等动作，可以缓解骶尾部皮肤的压力。在医院和家庭里有大量的生活不能自理、残疾、重病、瘫痪、截瘫、脑瘫等人群，这对护理他的护士还是家人来说，都是相当辛苦的一个工作，不仅给家人带来了无法言喻的辛苦，也给家人的心理蒙上了厚厚的阴影。一旦有了多功能医用护理床，即使不能自理者，卧床病人也可以利用护理床的升降背、曲腿及侧翻功能主动挺腰、抬臀，既有利于功能锻炼，又能有效预防褥疮的发生。针对市场需求设计开发一种结构简单、工作可靠、使用方便的多功能护理床，对于医疗事业具有重要的意义。

随着社会经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，人口寿命不断延长，思想的进步，城市人口正逐步进入老龄化,人口老龄化已成为世界范围内的社会问题。据统计，欧洲发达国家和日本的老年人独居率已高达40%，如此之高的比例迫使社会采取措施解决老年人的护