一种多功能医疗床的设计

王强 邹伟涛 朱艳华

摘要：医疗护理床是医疗卫生事业中应用最为广泛的医疗用品。随着科学技术的发展，医疗设施所提供的舒适性成为当前人们首要考虑的问题。本文设计的多功能医疗床可以实现高度的自动化，患者可以自己操作病床来满足自己在不同时间的不同需要，减少医护人员的工作强度，提高医院的服务能力。多功能医疗床还配备有预警系统，能够实时监控使用者的生命体征，在出现异常的情况下发出信号通知医护人员，以便医护人员及时的进行检查和救治，对使用者提供极大的方便与保障。本文设计的多功能医疗床集轮椅、餐桌、床于一身，可以应用于养老问题上，方便了病人及老年人外出活动。

关键词：多功能、医用病床、结构设计、医疗用品

1 概述

医疗床作为医院的主要医用器械，不仅要更好的适应工作者的工作需要，还要满足患者的使用需求，提供更加人性化的服务。病床不仅要为病人带来方便，也要考虑到工作人员进行医疗时的便利性。通过对病人和医疗人员在使用病床各项功能的调查中，发现医务工作者和患者对病床的需求，不在局限于满足基本躺卧功能和舒适度，更重要的是病床能够为患者提供自我照顾的条件，以便于患者在医务工作者繁忙的时候可以独立完成一些必要的工作;这样即可以减轻医务工作者的工作强度，又可以避免患者长时间的等待。因此设计具有变形功能的病床，对医患双方都具有一定的实际意义和应用价值。

本课题研究的多功能医疗床，主要的应有主体是年迈的老人以及医院一些刚做过手术行动不便的病人，该群体是社会的弱势群体，需要社会及家人的关爱，尤其需要一种适用于他们生理及心理特征的生活工具。多功能医疗床正是适合于这类人群的生活工具，不仅满足了他们日常生活的需要，同时还减轻了护理人员的工作量。

2 多功能医疗床的整体设计和工作原理

2.1 整体设计

本设计考虑到患者长时间卧床后希望可以去室外呼吸新鲜空气放松心情，同时又不愿意给其他人添麻烦的想法。在设计时，重点解决床的变形及患者操作等问题。将床面按预先构想进行分块化设计，来实现床的调节与变化。根据人机工程学中人体测量学数据[1][2]以及病床需实现的变形功能，将床面分为9个模块，模块示意图2.1。

其中，床面上模块1、2、3，为上半身升降模块组，模块1、3的尺寸为150mm×900mm，模块2的尺寸为700mm×900mm;4、5、6，为臀部模块组，模块4、6的尺寸为150mm×600mm，模块5的尺寸为700mm×600mm;7、8、9，为脚部升降模块组，模块7、8的尺寸为300mm×500mm，模块8的尺寸为400mm×500mm。

2.2 选材

本设计基于现有病床的基础上，充分考虑患者需要，进行合理的改造和创新，使本产品成为了适合患者在医院以及家庭用途的自动化程度高的新产品。所以该医疗床需要实现无级运动，可以做到 1°--90°自由运动以及多功能，可以实现多种形态的变化，床--沙发-餐桌一体化，灵活多变，满足不同需求。

为实现以上功能，本产品采用两种动力源方案达到高效、环保、清洁的效果。

第一种方案利用液压传动作为动力源。首先液压控制的工作介质是液压油，运用液体的流动性可将产生的热量转移，由于这一工作特性，所以可以采用较小的工作部件;其次液压控制具有速度快，功率高，可无极变速，均有平顺、快捷的特点;最后液压系统还能够无极变速，并可自行润滑。

这里的设计需要考虑到便捷性，需随时携带，所以要考虑动力源的体积。因此动力源采取了两级式活塞来带动起工作。前一级液压缸的活塞杆可以作为后一级的缸筒，工作时，可以实现较大的工作行程;工作结束时，完全收回，可节省空间。第一级缸体与缸底运用焊接连接、与缸头运用螺纹连接。第二级活塞则运用整体的连接方式。活塞和缸体之间用圆形密封圈使动力源使用安全方便。

第二种方案利用滚珠丝杠驱动方案作为动力源。首先滚珠丝杠可在直线和回旋运動间调节;其次滚珠丝杠驱动具有传动效率高、传动灵敏平稳、定位精度高、精度保持性好、传动刚度高、同步性能好、无侧隙、刚性高等特点。所以滚珠丝杠驱动方案作为备用方案。

床板的材料则是选用铝合金材料。铝合金的质量轻;成形性好，益于加工成形;成本低;并且具有较高的强度和疲劳强度。

2.3 工艺

铸板下料——弯板铸边成型——氩弧焊——钳工钻孔——部件安装——电工布线——部件组装。

2.3 工作原理

当模块1、2、3在气动千斤顶的作用下慢慢抬起，此时病床转变为半卧床，让患者使用的更加舒适，并且是无极转动，可以满足不同的人在不同时刻的需求;

到了吃饭的时间，模块2继续抬起，模块1、3转到模块2的背后，模块8向下转动，模块7、9向上升起在升起400mm时相向转动并且互相靠近，并在一起后组成餐桌，模块4、6向上升起变成扶手，此时本设计变成轮椅形态。在变成这种状态后，不仅可以让患者更加舒适的进餐，并且本设计给轮椅配备了动力系统，患者在空闲的时候可以自己驾驶着本轮椅去病房外活动、散散心。

本设计采用气压传动作为床板运动的动力，气压千斤顶可以平稳快速的完成动作，节能环保，安全可靠。

3 功能展示

本课题设计的多功能医疗床可实现如下三种功能：医疗病床（图3.1）、轮椅（图3.2）以及餐桌（图3.3），具体转变方式如下所述：

如图2.1床面分块示意图，模块1、2、3在气动千斤顶的作用下抬起变为半卧床，抬起的角度为0°～90°可以满足不同的人在不同时刻时的不同需要，大大的促进了本设计的适用范围;此时模块2继续抬起，模块1、3转到模块2的背后，模块8向下转动变为如图3.2所示的轮椅;模块7、9向上升起在升起400mm时相向转动并且互相靠近，并在一起后组成餐桌，模块4、6向上升起变成扶手。

本课题设计的多功能医疗床可适用于多种不同环境使用。集躺床、轮椅、餐桌于一体，节约成本，实现资源利用最大化，且此病床实现高度的自动化，患者可以独立使用，在减少医护人员工作强度，极大提高医院服务能力的同时，最大限度的满足患者在不同时间的不同需要，方便为患者创造出一个轻松温馨的治疗环境，有利于身体的恢复。

4 结语

多功能医疗床实现了高度的自动化，符合人机工程学，使用者操作便捷，安全可靠;床板驱动采用液压系统，快速准确，节能环保，符合现代社会的设计理念;床板模块化设计，实现床板较大范围内的变化;能够实现由病床变为半躺床，轮椅、餐桌等形态的转变;信息化和智能化将床的功能进行拓展和延伸，实现更广泛的功用。

信息化是使病床连通电子病历。该项功能可通过加载微电子技术来实现，将病人的身体状况、病历信息等与病人相关的信息通过病床与互联网建立连接直接共享病历。该技术信息化能力较强，病床设计制造公司很难单独完成，必须和信息技术公司合作设计。利用信息化优势，具有传统病历没有的方便快捷的特点。实现了病例的数字化存储及管理，医生在为患者诊断时可以调阅病人的所有病例，结合患者当时的具体症状进行全面的诊断。诊断后病历还会上传到数据库中，便于患者自行查询。同时还实现了对病床上的物品进行实时监控，例如：可以监控病床上被褥的使用情况，提醒工作人员及时换洗被褥;还可以监控病人的生命体征，一旦有突发情况便可第一时间触发预警装置，及时通知医护人员对病人进行治疗[3]。

我国通过近年来在病床方面的不断研究，已经实现智能控制。智能控制病床已经逐步代替传统手动病床，但不可否认的是我国目前在护理床方面的研究还处于初级阶段，技术并不成熟，缺乏创新性，也没有大型的、专业的研究生产企业，在实际的应用中也較少[4]。

参考文献

[1]  赵江洪.人机工程学[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. 医用病床的智能化设计研究[D].东华大学，2011.

[4]  廖翼. 智能护理床的发展现状与趋势[J]. 医疗装备， 2013， 26（10）：5-7.

作者简介：王强，1998年出生，本科，机械设计制造及其自动化专业

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