一種多功能醫療床的設計

王強 鄒偉濤 朱艷華

摘要：醫療護理床是醫療衛生事業中應用最為廣泛的醫療用品。隨著科學技術的發展，醫療設施所提供的舒適性成為當前人們首要考慮的問題。本文設計的多功能醫療床可以實現高度的自動化，患者可以自己操作病床來滿足自己在不同時間的不同需要，減少醫護人員的工作強度，提高醫院的服務能力。多功能醫療床還配備有預警系統，能夠實時監控使用者的生命體征，在出現異常的情況下發出信號通知醫護人員，以便醫護人員及時的進行檢查和救治，對使用者提供極大的方便與保障。本文設計的多功能醫療床集輪椅、餐桌、床于一身，可以應用于養老問題上，方便了病人及老年人外出活動。

關鍵詞：多功能、醫用病床、結構設計、醫療用品

1 概述

醫療床作為醫院的主要醫用器械，不僅要更好的適應工作者的工作需要，還要滿足患者的使用需求，提供更加人性化的服務。病床不僅要為病人帶來方便，也要考慮到工作人員進行醫療時的便利性。通過對病人和醫療人員在使用病床各項功能的調查中，發現醫務工作者和患者對病床的需求，不在局限于滿足基本躺臥功能和舒適度，更重要的是病床能夠為患者提供自我照顧的條件，以便于患者在醫務工作者繁忙的時候可以獨立完成一些必要的工作;這樣即可以減輕醫務工作者的工作強度，又可以避免患者長時間的等待。因此設計具有變形功能的病床，對醫患雙方都具有一定的實際意義和應用價值。

本課題研究的多功能醫療床，主要的應有主體是年邁的老人以及醫院一些剛做過手術行動不便的病人，該群體是社會的弱勢群體，需要社會及家人的關愛，尤其需要一種適用于他們生理及心理特征的生活工具。多功能醫療床正是適合于這類人群的生活工具，不僅滿足了他們日常生活的需要，同時還減輕了護理人員的工作量。

2 多功能醫療床的整體設計和工作原理

2.1 整體設計

本設計考慮到患者長時間臥床后希望可以去室外呼吸新鮮空氣放松心情，同時又不愿意給其他人添麻煩的想法。在設計時，重點解決床的變形及患者操作等問題。將床面按預先構想進行分塊化設計，來實現床的調節與變化。根據人機工程學中人體測量學數據[1][2]以及病床需實現的變形功能，將床面分為9個模塊，模塊示意圖2.1。

其中，床面上模塊1、2、3，為上半身升降模塊組，模塊1、3的尺寸為150mm×900mm，模塊2的尺寸為700mm×900mm;4、5、6，為臀部模塊組，模塊4、6的尺寸為150mm×600mm，模塊5的尺寸為700mm×600mm;7、8、9，為腳部升降模塊組，模塊7、8的尺寸為300mm×500mm，模塊8的尺寸為400mm×500mm。

2.2 選材

本設計基于現有病床的基礎上，充分考慮患者需要，進行合理的改造和創新，使本產品成為了適合患者在醫院以及家庭用途的自動化程度高的新產品。所以該醫療床需要實現無級運動，可以做到 1°--90°自由運動以及多功能，可以實現多種形態的變化，床--沙發-餐桌一體化，靈活多變，滿足不同需求。

為實現以上功能，本產品采用兩種動力源方案達到高效、環保、清潔的效果。

第一種方案利用液壓傳動作為動力源。首先液壓控制的工作介質是液壓油，運用液體的流動性可將產生的熱量轉移，由于這一工作特性，所以可以采用較小的工作部件;其次液壓控制具有速度快，功率高，可無極變速，均有平順、快捷的特點;最后液壓系統還能夠無極變速，并可自行潤滑。

這里的設計需要考慮到便捷性，需隨時攜帶，所以要考慮動力源的體積。因此動力源采取了兩級式活塞來帶動起工作。前一級液壓缸的活塞桿可以作為后一級的缸筒，工作時，可以實現較大的工作行程;工作結束時，完全收回，可節省空間。第一級缸體與缸底運用焊接連接、與缸頭運用螺紋連接。第二級活塞則運用整體的連接方式。活塞和缸體之間用圓形密封圈使動力源使用安全方便。

第二種方案利用滾珠絲杠驅動方案作為動力源。首先滾珠絲杠可在直線和回旋運動間調節;其次滾珠絲杠驅動具有傳動效率高、傳動靈敏平穩、定位精度高、精度保持性好、傳動剛度高、同步性能好、無側隙、剛性高等特點。所以滾珠絲杠驅動方案作為備用方案。

床板的材料則是選用鋁合金材料。鋁合金的質量輕;成形性好，益于加工成形;成本低;并且具有較高的強度和疲勞強度。

2.3 工藝

鑄板下料——彎板鑄邊成型——氬弧焊——鉗工鉆孔——部件安裝——電工布線——部件組裝。

2.3 工作原理

當模塊1、2、3在氣動千斤頂的作用下慢慢抬起，此時病床轉變為半臥床，讓患者使用的更加舒適，并且是無極轉動，可以滿足不同的人在不同時刻的需求;

到了吃飯的時間，模塊2繼續抬起，模塊1、3轉到模塊2的背后，模塊8向下轉動，模塊7、9向上升起在升起400mm時相向轉動并且互相靠近，并在一起后組成餐桌，模塊4、6向上升起變成扶手，此時本設計變成輪椅形態。在變成這種狀態后，不僅可以讓患者更加舒適的進餐，并且本設計給輪椅配備了動力系統，患者在空閑的時候可以自己駕駛著本輪椅去病房外活動、散散心。

本設計采用氣壓傳動作為床板運動的動力，氣壓千斤頂可以平穩快速的完成動作，節能環保，安全可靠。

3 功能展示

本課題設計的多功能醫療床可實現如下三種功能：醫療病床（圖3.1）、輪椅（圖3.2）以及餐桌（圖3.3），具體轉變方式如下所述：

如圖2.1床面分塊示意圖，模塊1、2、3在氣動千斤頂的作用下抬起變為半臥床，抬起的角度為0°～90°可以滿足不同的人在不同時刻時的不同需要，大大的促進了本設計的適用范圍;此時模塊2繼續抬起，模塊1、3轉到模塊2的背后，模塊8向下轉動變為如圖3.2所示的輪椅;模塊7、9向上升起在升起400mm時相向轉動并且互相靠近，并在一起后組成餐桌，模塊4、6向上升起變成扶手。

本課題設計的多功能醫療床可適用于多種不同環境使用。集躺床、輪椅、餐桌于一體，節約成本，實現資源利用最大化，且此病床實現高度的自動化，患者可以獨立使用，在減少醫護人員工作強度，極大提高醫院服務能力的同時，最大限度的滿足患者在不同時間的不同需要，方便為患者創造出一個輕松溫馨的治療環境，有利于身體的恢復。

4 結語

多功能醫療床實現了高度的自動化，符合人機工程學，使用者操作便捷，安全可靠;床板驅動采用液壓系統，快速準確，節能環保，符合現代社會的設計理念;床板模塊化設計，實現床板較大范圍內的變化;能夠實現由病床變為半躺床，輪椅、餐桌等形態的轉變;信息化和智能化將床的功能進行拓展和延伸，實現更廣泛的功用。

信息化是使病床連通電子病歷。該項功能可通過加載微電子技術來實現，將病人的身體狀況、病歷信息等與病人相關的信息通過病床與互聯網建立連接直接共享病歷。該技術信息化能力較強，病床設計制造公司很難單獨完成，必須和信息技術公司合作設計。利用信息化優勢，具有傳統病歷沒有的方便快捷的特點。實現了病例的數字化存儲及管理，醫生在為患者診斷時可以調閱病人的所有病例，結合患者當時的具體癥狀進行全面的診斷。診斷后病歷還會上傳到數據庫中，便于患者自行查詢。同時還實現了對病床上的物品進行實時監控，例如：可以監控病床上被褥的使用情況，提醒工作人員及時換洗被褥;還可以監控病人的生命體征，一旦有突發情況便可第一時間觸發預警裝置，及時通知醫護人員對病人進行治療[3]。

我國通過近年來在病床方面的不斷研究，已經實現智能控制。智能控制病床已經逐步代替傳統手動病床，但不可否認的是我國目前在護理床方面的研究還處于初級階段，技術并不成熟，缺乏創新性，也沒有大型的、專業的研究生產企業，在實際的應用中也較少[4]。

參考文獻

[1] ?趙江洪.人機工程學[M].北京：;高等教育出版社，2006.

[2] ?ZHAO Jianghong. Ergonomics[M].Beijing： Higher Edu-canon Press， 2006.

[3] ?王珂. 醫用病床的智能化設計研究[D].東華大學，2011.

[4] ?廖翼. 智能護理床的發展現狀與趨勢[J]. 醫療裝備， 2013， 26（10）：5-7.

作者簡介：王強，1998年出生，本科，機械設計制造及其自動化專業

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