一种服务于瘫痪病人的多功能床的设计与应用

孙一帆

摘 要：瘫痪病人作为一种特殊的群体，因其不能自主活动，在日常生活中常存在行动不便的问题。尤其是日常起居，在多数情况下都需要辅助型设备或人力帮助才能完成指定性动作。本文基于上述研究背景，设计研究了一种服务于瘫痪病人的多功能床。所设计的多功能床具有仿生按摩床垫、可伸缩床板、配套轮椅、双层桌板、换床单滚轴、台灯以及储物柜等设备，能够实现为使用者提供按摩、多功能调整床板尺寸、实现轮椅与床分离、满足使用者工作需求以及帮助使用者更换床单等功能。在一定程度上实现了瘫痪病人用床的多功能化，促进了我国医疗设备现代化的进程。

关键词：瘫痪病人;多功能床;辅助型;医疗设备

中图分类号：R74 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）09-0177-02

0 引言

瘫痪病人行动不便，在日常生活中会遇到诸多困难。当有医生或家属在场时，能够为其提供必要的帮助。然而当其独处或身边缺乏医务人员时，瘫痪病人则无法进行必要的活动。由此带来的生理和心理层面的干扰很大程度上影响了他们对生活的态度，因此导致极端性事件时有发生。目前市场上针对瘫痪病人的辅助型设备种类繁多，但大多数都缺乏实用性，无法满足其日常起居的要求。大多数床板都存在过硬或过软的问题，舒适程度较低且容易造成使用者腰部或颈部的僵硬;大多数床的尺寸也相对固定，设计人员没有考虑瘫痪病人因身体上绷带等医疗用品的存在而对可调性用床的需求;对于行动不便需要轮椅的使用者，从床上到轮椅中间的切换过程往往需要第三人员的帮助;当使用者需要在床上从事阅读或写字等活动时，普通床功能的单一性致使这些活动都无法得到相应的满足;尤其在对瘫痪病人用床进行更换床单时，更是需要一些繁琐的工序才能完成。这些存在的问题使得瘫痪病人对多功能型用床的需求日益增加，也有越来越多的研究人员开始从事瘫痪病人用床的实用性研究工作。

在目前的多功能用床的发展过程中，王博浩利用多功能语音识别技术将行动不便的老人的语音转变成指令指示多功能床进行起身、曲腿以及翻身等动作，从而提高了使用者的舒适感[1]。秦雪元围绕床的多功能控制系统进行了改进，通过电机推动床板的运动，利用神经网络PID控制使床板的运动更为平稳。从而实现了床的多功能化控制过程[2]。加拿大的一家科技公司也设计了一款具有自动叠被子功能的多功能床，采用网格状膨胀片和吹风机作为床的主体部分，利用空气动力学的原理将被子铺平[3]。徐艳等人基于患者的需要，通过多功能床搭建了互动系统，所搭建的互动系统具有九大功能，创新了医生、护士和患者的沟通模式[4]。戈秀龙设计研究了一种集电子信息技术、自动控制技术和物联网技术于一体的电动多功能床，能够让老人实时了解自己的健康状况，同时提高了他们的睡眠质量[5]。李彦辉研究了控制技术在睡床上的应用，并在此基础上提出了一种集数字化、机械化等现代技术于一體的睡眠床设计理念，保障了人们的睡眠需求[6]。尽管关于多功能用床的研究日益增多，功能也趋向全面，但是绝大多数的多功能床却因制造工艺复杂而缺乏实用性。

本文针对目前多功能床市场存在的缺陷，设计研究了一种服务于瘫痪病人的多功能床。所设计的多功能床通过采用仿生触点技术改善了床垫，增加了使用人员的舒适度;与此同时，采用伸缩性多功能床板设计，可根据使用者的体型自动调整床板尺寸，在降低成本的同时减少了床的占地空间;采用配套轮椅镶嵌技术，将多功能床与轮椅实现一体化设计，极大程度的满足了使用者在进行必要活动时的换位需求;加入滚轴技术，能够定期帮使用者更换床单，减少了使用者不必要的活动量。除此之外，所设计的多功能床还具有工作桌板、储物柜以及台灯等设施，能够满足使用者日常的工作需求。

1 设计方案

1.1 多功能床主体设计

如图1所示为多功能床的主体示意图，台灯安装在床头上方位置，方便使用者在夜间进行照明;滚轴为圆柱形设计，主要作为换床单使用，安装在床板与床头的交接处。使用者只需将床单一端绕制在滚轴上，转动滚轴把手，便可将床单从床上取下。当铺垫床单时，仅需将床单绕制在滚轴上，拉动末端床单至床板的低端，便可成功铺设床单;配套轮椅配置在床板一侧，靠近床头的位置，使用者仅需通过调整轮椅的固定装置，即可将配套轮椅与床分离，具体的轮椅固定方式将在下节集中讨论;床板采用伸缩性设计，可以根据使用者的体型加长或加宽，极大的节省了占用空间;床板下方安置有储物柜，方便使用者收纳杂物，增大了床的有效利用空间;床板底部设置有双层可折叠桌板，方便使用者进行日常工作。

如图2所示为多功能床的侧视图，按摩床垫采用仿生触点设计，更加贴近人工按摩力度，增加了多功能床的舒适性。可伸缩床板调节装置位于床头下部分位置，可帮助使用者根据自身需求调节伸缩床板的长度以及宽度。其内部采用联动装置，具有横向移动和转动的特点，将其横向推进，顺时针转动，床板长度增加;逆时针转动，床板长度减小。将其横向拉出，顺时针转动，床板宽度增加;逆时针转动，床板宽度减小。

1.2 辅助型轮椅固定装置设计

如图3所示为辅助型轮椅固定装置，其安装在配套轮椅和床板的连接处，螺母可对轮椅起到一定的固定作用。手动固定装置可在螺母的基础上进行进一步固定，且方便拆卸，从而起到双重固定的作用，使得整个配套设施更加保险。

1.3 辅助型按摩床垫与桌板设计

按摩床垫表面示意图如图4所示，按摩床垫表面的仿生触点仿照了人手表面的纹理结构为使用者提供按摩触感，增加了使用者的舒适度。其整体采用六边形结构，这样设计主要有利于触点之间的相互连接，从而进一步保证床垫的整体性，增加使用舒适感。

如图5给出了桌板的设计原理，桌板为双层设计，置于床板底部。上桌板以及下桌板可通过折翻形成一定角度，从而使桌面上物体形成倾斜，这种状态下使用者可进行阅读或书写等过程;下桌板在一定程度上增加了桌板的使用面积，便于使用者放置物品;橡胶条的主要作用是防止桌面物体滑落，从而保证桌板的合理应用。

2 创新性分析

本文所设计的多功能床相比较市场上传统床而言，床垫表面采用高仿人手型的仿生触点设计，使得床垫本体具有按摩触感，增加了使用者的舒适度;采用伸缩性床板设计，可根据使用者的身高体型调整床板面积，减小了占地空间;多功能床旁边设有配套轮椅，方便使用者进行从床体到轮椅的转移，以便其进行日常的活动;桌板的折叠结构也为使用者提供了更多的工作空间，满足其日常读书等需求;滚轴的设计在一定程度上方便使用者更换床单，保证了多功能床的整体清洁度;床头的台灯也有利于使用者在夜间进行必要的活动，提高了多功能床整体的舒适度;床体下方的储物柜也增加了床的有效利用空间，在一定程度上方便使用者进行日常更换衣物的活动。因此，多功能床的设计在一定程度上具有鲜明的创新性。

3 结语

本文针对瘫痪病人这一群体设计了一款具有夜间照明、更换床单、折叠床板、多功能按摩等功能的实用性多功能床。所设计的多功能床主要针对于具有一定活动能力的瘫痪病人，对于完全不具备活动能力的瘫痪病人需要工作人员进行协助。所设计的多功能床在其功能层面具有实用性，且结构相对简单，制造成本低，能够满足用户对多功能床的需求。本文所设计的多功能床结构为我国医疗产业多功能化的发展提供了一定的参考依据。

参考文献

[1] 王博昊.居家养老多功能语音多功能床的研究[J].中国新通信，2019（02）：111.

[2] 秦雪元.基于WIFI的多功能床控制系统研发[D].天津工业大学，2018.

[3] 梁斌.多功能床让睡眠更安心[J].计算机与网络，2017，43（09）：26.

[4] 徐艳，奚益群，王淑，蒋蓓.基于患者需求的医院多功能床旁互动系统建设及思考[J].医学信息学杂志，2016，37（02）：32-35.

[5] 戈秀龙.基于物联网的居家养老电动多功能床及健康监控系统的研制[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（09）：241-242.

[6] 李彦辉.人性化多功能保健睡床的计算机控制研究[D].东北林业大学，2008.