基于人機(jī)工程學(xué)的救援擔(dān)架改良設(shè)計

肖鴻 陳文文 于芳 張勤星

摘 要：本文對現(xiàn)有擔(dān)架進(jìn)行改良和優(yōu)化，設(shè)計一款多功能交互式應(yīng)急救援擔(dān)架，以完善擔(dān)架功能，加快救援進(jìn)程，避免傷員受到二次傷害。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，本設(shè)計以普通鏟式救援擔(dān)架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，底部加設(shè)輪架結(jié)構(gòu)，可快速變形成擔(dān)架車，實(shí)現(xiàn)節(jié)約救援時間的初衷;支撐面板兩側(cè)整合應(yīng)急手電筒、輸液桿和應(yīng)急藥物盒設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急照明和緊急初步治療。該救援擔(dān)架可在多種地形和其他環(huán)境條件下使用，具有很強(qiáng)的實(shí)用性、安全性以及多功能性。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急救援;人機(jī)工程學(xué);救援擔(dān)架;優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：TB472文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）26-0056-03

Abstract： In this paper， the existing stretcher was improved and optimized， and a multi-functional interactive emergency rescue stretcher was designed to improve the function of the stretcher， speed up the rescue process and prevent the wounded from suffering secondary injuries. According to the principle of ergonomics， this design is based on an ordinary shovel-type rescue stretcher structure， with a wheel frame structure added at the bottom， which can be quickly transformed into a stretcher vehicle， realizing the original intention of saving rescue time; emergency flashlights， infusion rods and emergency medicine box equipment are integrated on both sides of the support panel， which can realize emergency lighting and emergency preliminary treatment. The rescue stretcher can be used in a variety of terrains and other environmental conditions， and has strong practicability， safety and versatility.

Keywords： emergency rescue;ergonomics;rescue stretcher;optimized design

在人類社會的發(fā)展過程中，很多災(zāi)難事故頻繁發(fā)生，使得人們逐漸開始重視應(yīng)急救援工作，擔(dān)架作為一種救援工具應(yīng)運(yùn)而生。在救援過程中，轉(zhuǎn)運(yùn)傷員到指定救治點(diǎn)是重中之重，但救援時所處復(fù)雜地形的不便利性以及缺乏臨時急救措施等因素往往會導(dǎo)致傷員受到不必要的二次傷害，這也就推進(jìn)了新型擔(dān)架的出現(xiàn)。改良設(shè)計對擔(dān)架的多功能性、實(shí)用性以及安全性提出了更高的要求。目前，市場上的救援擔(dān)架造型和功能相對單一，少有集多種功能于一體且能適應(yīng)多種復(fù)雜地形的救援擔(dān)架。本文將運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計一款高救援效率、方便實(shí)用的多功能救援擔(dān)架。

1 應(yīng)急救援擔(dān)架現(xiàn)狀

隨著科技的進(jìn)步以及新興材料的不斷出現(xiàn)，擔(dān)架設(shè)計由先前的不成熟逐步趨于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，由于環(huán)境、救援方式等的不同，人們先后設(shè)計出多種造型各異且功能不同的擔(dān)架。樓梯擔(dān)架機(jī)動性高，但存在使用局限性;籃式擔(dān)架可分離且穩(wěn)定，但會引起胸悶或窒息;斯托克斯擔(dān)架適合于艦船吊運(yùn)，但適用場景單一;SKED卷式擔(dān)架質(zhì)量輕且緊湊，但傷員活動受限;漂浮式擔(dān)架用于特殊直升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)，屬于專用性擔(dān)架，場景適應(yīng)性較差;手提式單價攜帶方便、防水易洗消，但其操作需要多人共同完成;真空擔(dān)架可有效減輕對傷員的壓力，但使用中易發(fā)生變形;折疊擔(dān)架可折疊、方便攜帶，但其抗變形能力較差;板式擔(dān)架在特殊環(huán)境使用，但不可長距離運(yùn)輸。

2 救援擔(dān)架改良設(shè)計分析

當(dāng)面對復(fù)雜的救援地形環(huán)境時，傳統(tǒng)的擔(dān)架根本無法使用。此時，救援人員主要通過背、抱、攙扶、多人托舉等方式將傷員送往指定地點(diǎn)進(jìn)行下一步的救治[1]，但在轉(zhuǎn)運(yùn)救治過程中，不僅會對傷員造成二次傷害，更耽誤了救援的黃金時間。此外，高質(zhì)量的運(yùn)輸過程可以節(jié)省大量時間，而這些時間往往可以挽救很多人的生命。基于這一點(diǎn)，新型擔(dān)架對擔(dān)架的便捷性、實(shí)用性、安全性和穩(wěn)定性有著更高的要求。

2.1 結(jié)構(gòu)分析

出于對擔(dān)架易于托運(yùn)、儲藏、攜帶等功能的考慮，擔(dān)架一般采用可折疊或可拆卸的結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行改造和完善，從而滿足不同情況的使用需求。擔(dān)架一般多采用平面式結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)變。救援環(huán)境的多樣性促進(jìn)結(jié)構(gòu)和功能各異的擔(dān)架的出現(xiàn)并不斷改進(jìn)和完善。

在參考國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦的尺寸的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該結(jié)合中國人自身的特點(diǎn)制定標(biāo)準(zhǔn)尺寸。由于擔(dān)架的尺寸必須符合大多數(shù)人都能使用的要求，因此相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)選擇男性的P99作為尺寸依據(jù)[2]。由《中國成年人人體尺寸》（GB 10000—1988）數(shù)據(jù)可知，擔(dān)架的尺寸2 200 mm×550 mm×150 mm為最優(yōu)，依照結(jié)構(gòu)變化，凈質(zhì)量≤8.5 kg，承受壓力≤1 600 N。ISO標(biāo)準(zhǔn)擔(dān)架尺寸如表1所示[3]。

2.2 材料分析

隨著材料學(xué)發(fā)展的逐步成熟，越來多的材料可通過設(shè)計而被運(yùn)用到擔(dān)架設(shè)計中，早期擔(dān)架的支架、支腿等支架結(jié)構(gòu)所用的木材已經(jīng)被現(xiàn)代的鋁合金材料所替代。鈦合金無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高，具有優(yōu)良的生物兼容性，且光澤反射度低，是較為理想的醫(yī)用金屬材料。此外，鋁合金相比于木材具有良好的強(qiáng)度和韌性，更易于生產(chǎn)和之后的維護(hù)清潔。把手也由先前的木材轉(zhuǎn)換成現(xiàn)在的橡膠或塑料材質(zhì)，橡膠或塑料材質(zhì)質(zhì)量輕，可伸縮，且能夠增強(qiáng)手與把手之間的摩擦力，尤其適用于空間狹小的運(yùn)輸工具內(nèi)。而擔(dān)架面料則多采用聚乙烯，增強(qiáng)了擔(dān)架面料的受力強(qiáng)度和安全性;固定帶則采用具有一定強(qiáng)度、密度要求，并且防水的滌綸材料。擔(dān)架的顏色多采用藍(lán)色，因?yàn)樗{(lán)色是一種后褪色，具有鎮(zhèn)靜效果。

3 擔(dān)架優(yōu)化設(shè)計方案

3.1 設(shè)計構(gòu)思

通過對上述情況的分析，本次救援擔(dān)架的改良設(shè)計構(gòu)思主要針對復(fù)雜環(huán)境中救援擔(dān)架的多功能整合以及搬運(yùn)傷員過程的實(shí)用方便性。本設(shè)計以鏟式擔(dān)架的結(jié)構(gòu)為雛形，保留了其使用方便、安全的性能，在此基礎(chǔ)上合理利用擔(dān)架的整體結(jié)構(gòu)，附加一些簡單功能，使擔(dān)架能在白天、黑夜等不同環(huán)境條件下使用，并能在多種地形條件下快速變形，方便使用，并選用合理的材質(zhì)增加擔(dān)架的安全性。本次改良設(shè)計以人機(jī)工程學(xué)原理為基礎(chǔ)，主要設(shè)計點(diǎn)在于實(shí)地的實(shí)用性、適用性、安全性以及多功能性。

3.2 設(shè)計展示

擔(dān)架主體由兩塊架板組成，由帶有把手結(jié)構(gòu)的架桿相連接，且兩個架板之間由支架扣連接從而構(gòu)成一個擔(dān)架，架板采用弧形的表面使傷員安全舒適地躺在擔(dān)架上，并且能夠防止傷員從側(cè)邊滑出，如圖1所示。擔(dān)架前端把手處可通過按鈕進(jìn)行伸縮，方便救援人員在上下坡的地形環(huán)境下轉(zhuǎn)運(yùn)傷員。通過展開位于擔(dān)架下端的輪架，救援人員在遇到平緩地形時可采用推行方式轉(zhuǎn)運(yùn)傷員，加快救援進(jìn)程且省力。兩個側(cè)把手的增加可使側(cè)面的救援人員在救援過程中更好施力，保證救援過程更有效地進(jìn)行。同時，擔(dān)架架板邊緣處增加了放置應(yīng)急手電筒、吊瓶架桿和應(yīng)急藥物的結(jié)構(gòu)，使擔(dān)架在緊急情況發(fā)生時可以發(fā)揮出相應(yīng)的功能，應(yīng)急手電筒可以在夜間救援時打開使用，應(yīng)急藥物和吊瓶架桿可在需要對傷員進(jìn)行緊急救治時使用。

4 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)介紹

4.1 應(yīng)急藥物盒

如圖2所示，應(yīng)急藥物盒位于擔(dān)架尾部，用于存放繃帶、止血藥和止痛藥等物品，使用時可直接打開盒蓋，取出藥物，在必要時對傷員進(jìn)行初步救治，止血藥和止痛藥等可用來緩解疼痛，維持傷員生命體征，節(jié)約救援時間。

4.2 應(yīng)急手電筒

擔(dān)架前側(cè)設(shè)置有應(yīng)急手電筒設(shè)備，如圖3所示，其可以在多種不同環(huán)境或不同天氣救援時提供應(yīng)急照明，適合在險要的災(zāi)害事故中應(yīng)用。

4.3 支撐腿

面板底部裝設(shè)有配備萬向輪的支撐腿，如圖4所示。在轉(zhuǎn)運(yùn)傷員過程中可根據(jù)實(shí)際地形需要變換形式，在復(fù)雜地形下將支撐腿收起，由救援人員徒手搬運(yùn)，當(dāng)遇到平坦地勢時，可將支撐腿展開，轉(zhuǎn)換成擔(dān)架車的形式，由救援人員推行前進(jìn)，達(dá)到省力且避免顛簸的效果。

4.4 輸液桿

如圖5所示，輸液桿設(shè)置在架板邊緣側(cè)，架桿采用鋁合金材質(zhì)，使用時將架桿從凹槽部分扭出，由醫(yī)務(wù)人員為傷員進(jìn)行輸液，在運(yùn)送傷員途中不需要醫(yī)務(wù)人員托舉吊瓶，減輕救援人員負(fù)擔(dān)，加快救援進(jìn)程。

5 結(jié)語

本文從材料學(xué)、人體測量學(xué)、色彩心理學(xué)等學(xué)科出發(fā)，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理對鏟式救援擔(dān)架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，從而擴(kuò)大擔(dān)架的應(yīng)用范圍以及環(huán)境使用條件，并使其在緊急時刻發(fā)揮出應(yīng)有功能，如夜間救援時使用應(yīng)急手電筒進(jìn)行照明、第一時間給予傷員一些緊急治療來幫助其維持生命體征等，促進(jìn)災(zāi)后救援活動更加及時有效地開展。該擔(dān)架可折疊，可快速轉(zhuǎn)換形式，功能多樣，攜帶便利，使用方便快捷，可應(yīng)用到各種應(yīng)急救援工作中，值得進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)：

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