转移床与病床对接机构技术研究

叶榕伟 邱家鸿 陆淼瑜 陈国强 高川粤

摘 要：为保证病人手术后实现转移床与病床之间的转移不会造成二次伤害，在生死时刻能争分夺秒，本文章围绕床床对接的机械结构进行一系列的研究开发及改进，努力做到功能最齐全，对接时更稳定和快速，性能最优化，价格成本最实惠。

关键词：对接架;床床对接;结构设计

Abstract：In order to ensure that the transfer between the bed and the bed after surgery will not cause secondary damage，in the life and death moment can compete for seconds，this article around the mechanical structure of bed docking for a series of research and development and improvement，and strive to achieve the most complete function，docking more stable and fast，the most optimized performance，the most affordable price.

Keywords：Docking frame;Bed docking;The structure design

1 研制背景及意义

医疗水平的提高，能够给很多的不同伤势的病人带来较好的治疗手段，较为严重的病情需要及时地进行手术医治，但是存在着某些手术后不能随意移动的病人，就比如骨断裂、骨关节移位、骨骼脆弱等手术后是不能随意移动的，避免造成二次伤害，但是现在的病人要进行手术时，要从病房的床转移到手术台上，或者手术后转移到病床上休养，均是通过移动病人的，在现在的医院中，大都是徒手搬运手术病人，对于骨断裂、骨关节移位、骨骼脆弱等的病人，不仅搬动时需要更多的医生协助，还很容易对病人造成二次伤害，并且在当前的医疗人员缺乏的情况下，这时候迫切需要一种床床对接的机械结构，以减轻对病人的痛苦，机构的功能就是进行床与床进行精准对接，节省床床对接时的人员需求，并且极大地降低造成二次伤害的概率。

结合当地医院或医疗机构，利用现代通信设备以及到图书馆查找相关资料，调查各个机构对转移床的使用情况及看法，得出医疗行业转移床现状如下：

（1）就现有可供市场使用的转移床而言，与国外各种功能完善的病床配套产品相比，我国转移床多数停留在手动搬运操作，功能單一的技术水平。一方面，这种现状不仅给医护人员增加工作量而且需要大量的劳动力投入;另一方面，给医护人员增加不必要的麻烦，操作困难，并且有一定的意外二次伤害风险。

（2）同我国大多数其他高新科技产品一样，我国的转移床/过床仍处于刚刚起步阶段，研究深度不够，产量少，技术含量低，没有太多自主创新品牌。所以，我国在自动转移床/过床产业中仍有很大的缺口，急需我们年轻一代攻坚克难，填补市场上的空缺。

目前同类型的对接技术还不是很成熟，在机械结构以及功能上仍有很大的改进优化空间。同时也有大多数人选择购买外国进口的对接机械，但是进口的对接机械价格昂贵、操作功能也比较复杂，在我国现行的经济水平下，很难得到大众化应用推广。所以研究新一代的实用价值高，精准度高的对接机械是我们现在社会的热点。

现有转移床水平及使用情况调研。目前大多数的医院都是习惯性采取人工抬病人，这对于他们来说是最方便、最经济、最稳妥的过床方式。但存在的问题就是对各种骨折与各种开腹、开胸等大手术的病人，采用人工的搬运方式还是存在着很大的二次伤害风险。

如下图中就是现有较为常见的医用转移板（滑移垫），骨折病人手术病人过床安全是骨科安全护理工作中的一项重要内容，绝大多数病人在住院期间有平车和病床之间的反复搬移过程，如接受检查、接送手术等，搬移是临床急需解决的难点问题，传统徒手搬移方法需要多人参与，既增加了医务人员的工作量，又增加了病人的痛苦，若搬运不当还可能造成病人的再次损伤，特别是脊椎骨折的病人，搬运时要求身体保持一直线，搬运过程中容易造成医务人员扭伤、管道脱落、加重患者痛苦、耗费体力。一次性滑移垫是安全搬运骨折病人、ICU重症患者、手术病人的最佳护理工具。它可以将患者从平车、手术台、CT台之间换床，安全平稳地移位和过床，并减轻患者被搬运时的痛苦。

这类转移板的使用较为方便，但使用的时候需将单子铺到身体后边。但不可能手术开始前就先铺在手术床上，因为消毒、渗血、冲洗什么的，手术后身体下面都脏了。所以如果要使用，先把手术床上的病人翻身、垫子塞进去、铺平，再抬人。

即使铺到手术车上，等回病房以后挪病人用，但挪完病人还得把病人左右翻身、把单子抽走。在这个翻身的过程也不可避免可能对某些伤口部位造成二次伤害，而且这种一次性单子，属于耗材，不适合长期和重复使用。

同时国内也存在极少数功能较为齐全的过床转移设备，能过床，能称重，还具有很多功能，让使用者拥有较为良好的使用体验，但造价较为昂贵，不适合普遍性购买使用。

2 研究内容

我们团队在针对这种病人无伤搬运转移的需求，经过多次的拆卸重构，得出的较为理想型的两种设计方案。

2.1 设计思路一

目前国内现有的病床和手术病床产品均为平板床和传统转运床，但是现有的转运床在转移病人的时候一般都是采用手抬病人的方式进行转移，而且需要在多个医生和护士的协助下才能较好地完成伤势较重的病人转移，这对于本来医疗人员缺乏的情况下显得更加困难，增加了转运的难度。本设计的目的在于对现有的病床和转运床进行优化改善，可以在原有的基础上加装改造一种床床对接机构，实现病人能平稳地从床转移到另一张床，且不会造成任何的二次伤害。并且在采用床床对接机构后，仅需两个护士即可轻松实现病人的转移，在相较比传统的多人协作转移方式，这种机构可以极大地减轻医疗人员的劳动强度。操作简单，仅需通过简单的培训即可使用，无论对医疗人员还是对病人都能有良好的使用体验。需要使用的时候，仅需将机构接入电源，在现有的医疗床大多为可拆卸的护栏的基础上，取出两床合并处的护栏，床脚处带有电磁吸盘，可以将两床平稳吸附方便对接，一个护士推动床板在床架上的轨道运动到另一张床上，在运动到位后，断开电源，床板会缓慢下降，床板下边缘会把轨道边缘卡住，不会左右移动，保证了病人的安全，之后把护栏装上，即可完成病人的转移。另外相比现有的技术，本产品结构简单，容易制造，在制造成本上有很大的优势。

移动机构包括：上轨3、下轨道4、电动推杆6、推杆7、双层铰链8、摇杆及轮座9、尼龙轮10，如图1、2所示。其工作原理是在电动推杆6接通电源之后，其推杆7伸长通过双层铰链8推动摇杆，使尼龙轮10突出，将床板架升起来，三组共六台电动推杆同时工作，摇杆采用杠杆原理，较小动力的电动推杆也能将病人及床板架平稳地抬起，通过推动床板可以实现床板架的移动，三角形的下轨道4可以保证上轨3的运动不会出现偏移，其次是三角形的轨道，床板上施加的重力会使尼龙轮陷进去小部分，增大了轮对下轨道的摩擦力，保证了床板架不会在没人推动的情况下的自我移动，同时在医疗人员的推动的过程中，不会因为过大的滑动惯性导致出现问题，只要松手后床板就缓慢会停下，保证了人员的安全。在安全运动到另一张床后，断开电源电动推杆缩回，摇杆回摇，尼龙轮收回，床板下降，床板架的下边缘会与下轨道3的斜口处卡住，保证了在下降后床板不会左右移动。

磁吸机构包括：床架1、电磁吸盘11，如图3。其工作原理是在两床准备对接的时候保证对接的平稳性，电磁吸盘11安装在床架柱子里面，四个电磁吸盘安装方向一致，在两床靠近时，接通电源，使得相互吸附，为床板架的转移做安全准备。

机械优点：

优点1：移动机构采用三角形轨道以增大摩擦力。

优点2：移动机构采用杠杆原理使电动推杆推动摇杆将尼龙轮突出使床板架升起。

优点3：移动机构在断电下降后床板架下边缘能卡住下轨道斜口处。

优点4：磁吸机构采用电磁吸盘吸附保证对接平稳安全。

本设计优点：

（1）采用机械机构实现床床对接移动方式，相对于传统的人工转移，这能有效避免转移时的病人二次伤害，而且极大地减小医疗人员的劳动强度。

（2）移动机构采用杠杆原理，较小的电动推杆也能提供较大的承受力，可以接受更大的床板架的承重量，整體受力牢固，同时床板抬升空间需求不大，整体受力均匀，抬升平稳且不产生偏差位移。

（3）磁吸机构采用增加电磁吸盘的方式来加强和稳固两床在对接的平稳和准确性，保证了使用安全。

使用操作：将两张准备对接转移病人的病床并齐，拆卸两病床合并处的护栏，接通电磁吸盘的电源，使两床在进行转移病人时不会发生相对位移，确保病人安全，然后接通上轨道的电源，使电动推杆工作，通过推动摇杆使尼龙轮伸长，六个尼龙轮同时工作将床板架平稳撑起，由于下轨道采取的是v字形的轨道，由于人体加床板架的重量，使尼龙轮与下轨道有较大的摩擦，不会发生自滑动，确保安全。接着只需一个护士推动床板架往另一张床上移动，另一名护士扶住床，在推动床板转移到位后即可断开上轨道的电源，将电动推杆回缩，使尼龙轮缩回，上下轨道贴合，然后断开电磁吸盘的电源，分开两张床，装回护栏即可完成病人的无接触、无磕碰的转移。

2.2 设计思路二：对接架

2.2.1 设计三维模型及各组成要素

现有的对接承载装置，大部分用矩形凹槽对接，对接时，会出现对位位置有偏差导致卡位，会导致矩形凹槽最后卡在承载装置上。现有对接装置使用滑轮走轨装置，对精准对位要求很高，如果无法精准对准就无法将床板转移。本设计的目的在于对以上机构缺点进行改善优化，利用电磁铁的吸附力仅只需要大致对准，打开电磁铁自动精准吸附，对接架结构简单，操作容易，体积可以自由收缩，不但减少了占用空间同时增大对接架的不同高度的通用性，抬升完成后不会产生左右水平上的位移偏差，解决了矩形凹槽装置体积大问题，利用电磁铁的吸附能力可以解决滑轮装置过度要求精度对准的问题。

升降机构包括：电磁铁电机3、电磁铁电机推杆4、对接架电动推杆7、对接架电机8，如图4所示。其工作原理是：电磁铁电机推杆4固定在对接架构2的横杆上，当电动推杆通电时，推杆伸长，通过遥控调节电磁铁6的高度，方便与铁块5对接。对接架电动推杆7在对接架构2的骨架上，通过遥控，当电动推杆通电时，推杆伸长，调节对接架的高度，可适应不同的高度场景。

对接机构包括：电磁铁电动推杆4、铁块5、电磁铁6如图4所示。其工作原理是：将对接架构2推到床板1的铁块5上方，电磁铁6与铁块5通电则吸合，不通电则松开，利用电磁铁的吸力对接床板1，打开电磁铁电动推杆4，收缩推杆，完成对接，利用移动机构把对接架送走。

移动机构包括：对接架2、万向轮9、刹车片10，四个万向轮安装于对接架底部，可以全方位移动，同时万向轮自带刹车装置，可控制移动轮的转动速度和定住对接架不移动。

床床对接对接架其工作原理：当用户平躺在床板1上时，利用电磁铁电机推杆4对接架电动推杆7调节伸缩，调节对接架整体的高度，可通过遥控器控制电磁铁电机推杆4推动电磁铁6利用电磁铁的吸附力对铁块5吸附，实现床和床的精准对接。

2.2.2 对接架

该对接架设计是为了配合转移床与病床对接，该对接架与普通对接结构优异点有三个地方：一电磁铁可控制吸附，对接精准，利用电磁铁的吸附力固定稳，防止在转移时出现二次伤害。二高度可自由调节，通用性强，可以适应多场景不同高度的对接，电机调节电磁铁的高度和调节对接架的高度。三可移动式，获取便捷，对接架不大，在医护患者不需要的时候方便放置，设有万向轮，可以对接后转移床体。

2.2.3 床床对接

该床垫装有四个铁块，用于与对接架的电磁铁对接，通电则吸合，不通电则松开。当要用到对接架时，事先将对接架高度调节到适宜高度，打开万向轮，使电磁铁接近铁块，然后手动使用遥控器控制电机推杆直线运动把四个电机将电磁铁推下，对准铁块，打开电磁铁，利用电磁铁的吸附力，这时的对接架与手术床垫是融为一体的，固定不动，完成对接，然后就可以自由转运病人。这个过程无须医护人员徒手搬运病人，大大地减小了他们的负担和减低病人二次受伤的风险。当医护人员无须用对接架时，可通过遥控器把对接架缩到最小存放好，防止阻碍医护人员的正常护理工作。

该对接架设计是为了配合转移床床与病床对接，该对接架与普通对接结构优异点有三个地方：一电磁铁可控制吸附，对接精准，利用电磁铁的吸附力固定稳，防止在转移时出现二次伤害。二高度可自由调节，通用性强，可以适应多场景不同高度的对接，电机调节电磁铁的高度和调节对接架的高度。三可移动式，获取便捷，对接架不大，在医护患者不需要的时候方便放置，设有万向轮，可以对接后转移床体。

结语

医院转移病人仍然是一个小心翼翼的过程，本文设计研究针对手术前后对接提出了两种利用转运病人的床床对接方法。使病人手术后避免徒手搬运，更大程度减少医护人员的劳动程度，降低了病人二次受伤的风险。经过比较已有类似产品的优缺点，目前国内市场上暂无稳定且操作简单的类似产品，如果对接架项目能实施并有可能产业化也能减少现状徒手搬运病人造成二次伤害等问题，希望通过我们团队的努力能为中国医疗护理事业做出贡献。

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作者简介：叶榕伟（1974— ），男，汉族，广东江门人，本科，中级职称，研究方向：机械设备、数控技术。