新型共享陪護床的機械結構設計

張晗，姬柯鑫，金文中

(成都理工大學 機電工程學院，四川 成都 610059)

關鍵字: 新型陪護床；機械結構創新；機構分析

0 引言

現有的陪護床功能較為單一，在使用過程中難以滿足用戶的需求。另外，其結構較為簡單，床體太窄，陪護人員在翻身的時候容易摔到地上，受到傷害。同時現有的陪護床大都是單人床，一次只能睡一個人，超出的人員只能再租用其它的陪護床，這樣不僅會增加租用費用，還會占用更多的空間。

針對現有問題，本實用新型提供一種高寬可變的新型陪護床，在保留現有陪護床功能的情況下，床板高度可進行三級調高，床板寬度可進行三級加寬，以此提高陪護床的實用性能，節約醫療資源，更加方便陪護人員操作使用，為陪護人員提供舒適的休息環境。

1 共享陪護床機械結構設計

此高寬可變的新型陪護床，包括升高機構、折疊機構、加寬機構和箱體。

本實用新型可實現陪護床的加高、折疊和加寬功能，該裝置包括有升高機構、折疊機構、加寬機構和箱體。其特點是高度可變，利用卡銷機構，可實現多級升高功能；寬度可變，利用抽屜式拉伸機構，提升折疊床舒適度；可伸縮折疊，利用四桿折疊機構可作為臨時病床[1-2]。

該裝置增加了陪護床功能的多樣性，提高了陪護床的實用性能，節約了醫療資源，更加方便陪護人員操作使用，為陪護人員提供舒適的休息環境。下面將結合附圖對新型陪護床技術方案的實施進行詳細的描述。

1.1 升高機構

創新性地采用了卡銷機構，將內腿設計成了頂銷機構，外腿滑槽內安裝卡銷和彈簧。升高時，只需拉動床板上的護欄和條帶，即可在固定高度的位置發生卡死；下降時，只需手動撥動卡銷，在重力作用下，床板自動下降。

升高機構包括小車輪、內腿、外腿、連桿、卡銷和彈簧，小車輪與內腿通過銷釘連接；內腿嵌套于外腿內的軌道中；連桿與兩條外腿固定連接；卡銷通過百葉鉸接于外腿內階梯處；彈簧固定于外腿內凹陷坑處；加高機構與折疊機構通過螺紋副聯接。可進行三級調高，每次調高20cm，可以實現床面離地46cm～86cm。要升高時，可拉動床板；下降時，在重力作用下床板自動下降。

升高機構包括小車輪1、內腿2、外腿3、連桿4、卡銷5和彈簧6。小車輪1與內腿2通過銷釘連接；內腿2嵌套于外腿3內的軌道中；連桿4與兩條外腿3固定連接；卡銷5通過百葉鉸接于外腿3內階梯處；彈簧6固定于外腿3內凹陷坑處。加高機構與折疊機構通過銷釘進行間隙連接。

圖1 升高機構

1.2 加寬機構

采用抽屜式的拉伸機構，用戶使用時，將加寬拉出；拉伸后可翻轉 90 度，將原來的寬度擴大20cm。

加寬機構包括床板、內床板、長彈簧和軟床板，床板固定于折疊機構的上連桿上；內床板通過彈簧與另一塊內床板預緊連接，并裝于床板內；軟床板與內床板通過銷釘進行銷鏈接。床板可加寬10-20cm，同時保證了陪護床的舒適度。

加寬機構包括床板11、內床板12、長彈簧13和軟床板14。床板11固定于折疊機構的上連桿上；內床板12通過長彈簧13與另一塊內床板預緊連接，并裝于床板11內；軟床板14與內床板12通過銷釘進行間隙鏈接。

圖2 加寬機構

1.3 折疊機構

創新性地采用四桿機構，在滿足強度剛度要求的同時，可實現相鄰腿之間不同高度的調整功能。

折疊機構包括上連桿7、活塊8、下連桿9和矩形框體10。上連桿7一端與加高機構中的外腿3上端通過銷釘進行間隙連接，另一端與活塊8通過銷釘進行間隙連接；下連桿9一端與加高機構中的外腿3下部通過銷釘進行間隙連接，另一端與矩形框體10通過銷釘進行間隙連接；活塊8固定于矩形框體10上。

折疊機構不同于普通陪護床的內翻式折疊機構，創新性地設計了一種四桿折疊機構，在滿足折疊要求的同時，實現相鄰腿部不同高度的調節[3]。

圖3 折疊機構

1.4 箱體設計

箱體包括顯示器15、柜體16、藍牙鎖17和車輪18。顯示器15嵌于柜體16柜頂處；所述柜體16內存放由升高機構、折疊機構和加寬機構組成的折疊床；藍牙鎖17裝于柜體16內；車輪18裝于柜體16底部。

小車輪直徑7cm，通過銷釘與內腿進行間隙連接。內腿通過U形凹槽以滑動連接方式插入外腿內。卡銷通過直徑4X2mm百葉鉸鏈與外腿內階梯處連接。彈簧規格為0.3X2X10mm，一端嵌入外腿內2X2X5mm的凹坑內，另一端用卡銷固定。下連桿一端通過3X10mm銷釘與外腿連接，并在連接底部用卡塊固定，以起到限制轉動及支撐作用；另一端通過3X20mm銷釘與矩形框體連接，并在連接頂部用卡塊固定，以起到限制轉動及支撐作用。長彈簧規格為2X10X250mm，一端與左內床板固定，另一端與右床板固定。軟床板上表面覆蓋軟床墊，其規格為100X250X10mm，通過直徑1mm的圓柱鉸鏈與內床板鉸接。

圖4 箱體設計

2 共享陪護床結構分析

柜體材料為冷軋鋼板，重量23.5kg，屈服極限140-240Mpa，抗拉極限270-410Mpa，尺寸為600X530X1010mm。折疊床部分主要材料為聚丙烯，重量8.3kg，屈服極限：30-38Mpa，抗拉極限：31-33Mpa。

2.1 靜力學分析

2.1.1 升高機構升高機構由內腿1、外腿2、卡銷3、彈簧4構成。

升高時，可直接抬升床上的護欄，構件4、構件3、構件1起作用，伸縮腿自動卡死；

下降時，手動撥動構件3，使伸縮腿解除卡死狀態，重力作用下床板下降。

圖5 升高機構

2.1.2 加寬機構

加寬機構，采用抽屜式的拉伸機構。

如圖6，使用時，將構件1拉出，構件2翻轉90度，即可獲得舒適的使用體驗。

圖6 加寬機構

2.1.3 折疊機構

采用了四桿機構，在滿足折疊的強度剛度要求的同時，還實現了相鄰腿之間不同高度的調節，這一設計使得本產品不僅僅可作為陪護床，還可在醫院病床不足的情況下，充當病床使用。

圖7 折疊機構

2.2 動力學分析

2.2.1 升高機構

對三級升高機構進行了動力學仿真，得出了其上升高度與時間的函數關系，表明其可以較平穩的運動，滿足人體工程學的要求[4]。

2.2.2 加寬機構

對加寬機構進行了動力學仿真[5]，得出了其床板翻轉角度與時間的函數關系，表明其可以較平穩的運動，滿足人體工程學的要求。

2.2.3 折疊機構

對四桿折疊機構進行了動力學仿真，得出了其床板傾斜高度與床板傾斜角度的函數關系，表明其可以較平穩的運動，滿足人體工程學的要求。

圖8 升高機構

圖9 加寬機構

圖10 折疊機構

3 結束語

本裝置可實現新型陪護床的加高、折疊和加寬功能，該裝置包括有升高機構、折疊機構、加寬機構和箱體。可進行三級調高，每次調高20cm，可以實現床面離地46cm～86cm。升高時，拉動床板，床板在固定高度卡死，下降時，在重力作用下床板自動下降。折疊機構不同于普通陪護床的內翻式折疊機構，創新性地設計了一種四桿折疊機構，在滿足折疊要求的同時，實現相鄰腿部不同高度的調節，為產品的靠背功能創造了條件。床板可加寬10-20cm，保證了陪護床的舒適度。該裝置提高了陪護床功能的多樣性，提升了陪護床的實用性能，節約了醫療資源，方便陪護人員操作使用，為陪護人員提供舒適的休息環境。