喻虹琳，何澤新，何曉芬

（貴州工程應用技術學院機械工程學院，貴州 畢節(jié) 551700）

醫(yī)用床是一種能協(xié)助患者調(diào)整體位，促進患者恢復身體機能的機械設備，隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展，民眾對醫(yī)療的需求迅速擴大，與此同時，人口老齡化進程加快，老年人常見病、慢性病的日常護理等醫(yī)療服務需求升級，需求的爆發(fā)將促使未來我國醫(yī)用床市場快速增長。

1 醫(yī)用床現(xiàn)有結構功能分析

我國醫(yī)療器械發(fā)展起步較晚，與發(fā)達國家相比，醫(yī)療器械行業(yè)的研發(fā)投入、創(chuàng)新能力、科技成果轉化能力等方面相對薄弱。目前，我國市場上使用的醫(yī)療床技術含量相對較低，功能簡單，制造粗糙。

第一類，單搖床結構，單搖病床由床頭、床面、床架、護欄、單搖傳動機構及腳輪組成。這類醫(yī)療床，較為傳統(tǒng)，功能單一，癥狀較輕的患者可使用。第二類，多搖床結構，此類病床，除了具有基本單搖床的結構之外，其功能比單搖床復雜，適用于重癥患者。第三類，電動醫(yī)用床結構，電動醫(yī)用床主要是以電動式液壓傳動系統(tǒng)為動力，由控制開關、調(diào)速閥和真空電磁閥構成主體的組合而成，根據(jù)電動式液壓齒輪泵提供液壓傳動系統(tǒng)動力裝置，調(diào)節(jié)各個雙邊油壓缸的往復運動，并根據(jù)手柄按鍵調(diào)節(jié)手術床進行各種位置的轉換，如調(diào)節(jié)、上下傾、前后左右傾、腰后背調(diào)節(jié)、移動固定不動等功能。

通過對以上三類常見醫(yī)用床的分析，發(fā)現(xiàn)其主要存在的問題是功能結構單一，使用不方便。為解決這個問題，本文根據(jù)現(xiàn)有市場需求，設計一款功能較多，使用舒適的醫(yī)用床。

2 醫(yī)用床總體尺寸確定及其功能結構設計選型與分析

查閱資料，依據(jù)有關規(guī)范，確定本設計多功能醫(yī)用床的總體尺寸為：如圖1。

圖1 多功能醫(yī)用床總體結構

長×寬×高：2100mm×1000mm×600mm。

根據(jù)設計需要，確定總體結構，并對其內(nèi)部重要功能機構，進行選型設計和坐標分析，主要包括支背結構、屈腿結構、側翻結構和升降結構。

2.1 支背結構選型設計與坐標分析

支背結構是協(xié)助患者實現(xiàn)坐和躺動作的結構。如圖2，1 為后側面板，2 為可轉動面板，3、4 為螺旋式連接。后面板1 和轉動杠桿2 由轉動軸線靜止連接，轉動軸線與床框架 O 點相連接，轉動杠桿2 與螺旋連接件3 相互連接，并且螺旋連接件3 和4 構成螺旋對。螺釘4 與床框架0′是通過關節(jié)進行連接。操作時，螺釘3 延伸，使回轉杠桿2 圍繞O 點旋轉，而回轉盤則驅動背面面板進行支撐。

圖2 支背結構

如圖3 對支背機構運動進行坐標分析，設置后背板和床架鉸接點O 為坐標系起點(0,0)，X 軸為醫(yī)用床水平方向，Y 軸為醫(yī)用床豎直方位，創(chuàng)建直角坐標系mm。O′為電推棒與床上的關節(jié)，AO 為后板，BO 為轉動盤，BO′為電控。a 是X 和后板之間的角度，而β 是X-和斜線00'之間的角度，Δ 是X-和電推進之間的角度，而θ 是轉動杠桿的角度。該機構的主要座標為O 點、B 點和O′點，O 點是坐標的起點。床下室內(nèi)空間、支背角度、e 取值等會影響B(tài) 點，因此基本設置B 點坐標(一60，一86),X1350。O′點的座標：受床下空間、支后角、電動推桿起始長度等因素的影響，從諸多方面來確定，O′座的座標（814,58)，δ=178，β=40。

圖3 支背結構運動坐標分析

2.2 屈腿機構選型設計與坐標分析

屈腿機構是一種可以協(xié)助病人屈膝、伸腿、協(xié)助病人進行腿鍛煉的機械結構。其結構如圖4,1 為腿部鋼板，2 為小腿鋼板，3 為腿部鋼板，4 為可轉動鋼板。5 和6 為螺紋連接件。操作時，由螺旋式拉鏈5 延伸，旋桿驅動大腿板，腿板驅動腿部板鏈，使其進行彎曲動作。

圖4 屈腿機構

如圖5 對屈腿機構運動進行坐標分析，將腿部和床身的關節(jié)O 設置為座標（0、0)，X 軸是醫(yī)用床的橫向，Y 軸線是醫(yī)用床的縱向，并設置了以mm 為基準的直角線。O′點是小腿支撐桿和床架的固接點，O″點是電動推桿和床架的鉸接點，AO 是大腿板，AB 是小腿板，BO′是小腿支撐桿，CO 是轉動板，CO″是電動推桿。α 是X 軸和大腿板夾角，β 是X 軸和斜杠OO″的夾角，δ 為是X 軸和電動推桿的夾角，θ 是轉動桿夾角。該機構中O 點、A 點座標己知。O′、B 的功能是決定腿部的大小和部位。在各種條件下，初步確定了小腿支承板的大小為346mm、O′座標（-414、0）、B座標（-760,0）。初始設置C 點的座標（27、101），θ=105°。初始設置O" 的座標（-799，-58)，δ 為3°，β 為4°。

圖5 屈腿機構運動坐標分析

2.3 側翻機構選型設計與坐標分析

側翻裝置在防壓傷方面效果明顯，為了有效地對患者進行平穩(wěn)的翻轉，其調(diào)整度數(shù)需設置在60°以內(nèi)。其結構如圖6，1 是側翻板，2 是滑塊連桿，3 和4 是螺旋連桿。側翻板一端和床板O 點固接，另一端和滑塊連桿構成移動副，滑塊連桿和螺旋連桿3 固接，螺旋連桿3 和4 構成螺旋副，螺旋連桿4 固定于床板O′點。工作時，螺旋連桿3 伸展推動滑塊連桿順著側翻板下邊的滑槽滾動，滑塊連桿推動側翻板繞O 點旋轉，進行側翻運動。

圖6 側翻機構

如圖7 對側翻機構運動進行坐標分析，設置了臥式翻轉裝置和床身框架的連接處O 作為座標（0、0)，X 軸是護士床的橫向方向，Y 軸線是護士床的縱向，并設置了以mm 為基準的座標。O′點是電動推桿和床板固接點，B 點是滑塊的定位點，OB 是側翻板，AB 是滑塊曲軸，AO′是電動推桿。α 是X 軸和側翻板夾角，β 是X軸和斜線OA 的夾角，δ 是x 軸和斜線00′的夾角。θ是x 軸和電動推桿的夾角。O′點坐標關鍵用于明確電動推桿的具體位置和長度，充分考慮各種因素，基本設置O′點坐標(-379,-463)，θ=80°。A 點和B 點主要作用是明確滑塊連桿的尺寸和部位，依據(jù)側翻板尺寸明確B 點坐標為(-450,0),而AB 桿尺寸偏小時，電動推桿必須很大的行程安排才可以推動側翻板進行0 ～60°調(diào)整，AB 桿尺寸偏大時，會造成電動推桿原始長短被縮小，無法進行正常的翻轉作用，充分考慮各要素，明確A 點坐標為(-311，-91)。

圖7 側翻機構運動坐標分析

2.4 升降機構選型設計與坐標分析

升降機構主要是使醫(yī)用床起、落以及傾斜的裝置。如圖8，1 為底片，4 為滑動條。2,3，5,6 為螺桿組。在螺釘2、5 的拉長過程中，使底板1 起到提升的作用。在螺紋連接件2 不改變的情況下，使螺旋連接件5 延伸，使床的頭部部位向上移動，從而實現(xiàn)了后傾的作用。相反，它可以實現(xiàn)前傾的作用。

圖8 升降結構

如圖9 對升降機構進行運動坐標分析，設置床板的中心位置O 作為坐標（0、0)，X 軸是醫(yī)用床的橫向，Y 軸線是醫(yī)用床的縱向，設置了以mm 為基準的直角線。在原點上求取A、B、C、D 點的座標。這4 個座標分別決定2 個電推器的定位和起始長度，并且在考慮到護理臺提升沖程（200 毫米）、裝配間隙和載荷條件下，確定A 點座標（1000、-60）、點B 座標（-1000、-60）、C座標（-810、-455）、點D 座標（810、-455）。

圖9 升降機構運動坐標分析

3 結語

本文主要根據(jù)市場上醫(yī)用床的種類及其結構性能進行分析，針對現(xiàn)目前醫(yī)用床結構單一的缺點，對醫(yī)用床的多個功能，如支背結構、屈腿結構、側翻機構、升降結構進行了選型設計及其運動坐標分析研究。確定其多種功能結構，讓醫(yī)用床能夠更方便的為病人服務。