多功能护理床创新设计思考范文

【摘要】

随着人口的老龄化、养老问题的日益突出，实现护理的自动化是当今的社会需求，本文提出了一款多功能护理床创新设计的构思，通过操作控制器，可活动床板能托住人体完成坐起、躺下、左侧躺和右侧躺等动作，有一定的实用价值。

【关键词】

多功能护理床；创新设计；机械结构；单片机

21世纪以来，我国人口结构日趋老龄化，但目前与老龄化趋势相适应的老年人护理行业相对滞后，养老护理还是以传统的方法为主。尤其对于长期卧床不起的老年人或病人，由于无力翻身、行动不便等原因，护理人员的劳动强度自不必说，更有甚者，若不能及时翻身，臀部和后背长期局部受压，引起血液循环不畅，导致产生褥疮，严重危害病人的健康。如何减少护理工作的压力，如何改善养老行业的现状，等等一系列的问题亟待解决，护理人员的服务水平、医疗器械质量等都被纳入了人们关注的范围，医疗护理床就是不可或缺的医疗器械之一。现用的护理床功能单一、操作不便，已无法满足现代人的需求，如何设计出更高技术含量的多功能护理床，已成为我们最为关心的内容，也是未来医疗护理行业发展的大势所趋。

1多功能护理床市场调研分析

创新是提高产品竞争力的有效手段，要想设计出成功的产品，不仅要实现技术的创新，更要注重新产品的用户体验情况。通过调研我们得到第一手资料，了解到国内外市场上已有护理床的相关信息，并结合用户体验进行对比分析，得出现有医疗护理床存在的问题，在此基础上提出适宜的创新设计方案。

1.1国内外已有产品的相关信息传统的医疗护理床均为功能简单的手摇式护理床或者简易的电动护理床，基本只包含床体的升降功能，但是病人上厕所、翻身等行为都无法通过医疗护理床完成，只能借助医护人员的外力来进行一系列行为。近年来，随着计算机控制、信息网络的飞速发展，医疗护理床的发展趋势将是网络化、数字化和智能化的多功能护理床。日、美、欧等发达国家，已开发研制出各种档次的多功能护理床，而且技术比较领先，但价格昂贵，普通消费者难以享用。自21世纪以来，我国掀起了生产多功能护理床的热潮，一些制造类企业发现了护理设备的市场潜力，引进并生产了一些多功能护理床设备，市面上销售的多功能护理床基本都是可调的三折床板设计，在翻身方面采用三板联动，实现了侧翻36°～45°的功能，同时也有一些厂家使用了不同原理的便盆和活门的联动机构，但很多厂家都只注重短暂的利益回报，几乎忽视了用户体验在产品设计中的重要性，比如，已有产品在翻身方面虽采用三板联动，但侧翻角度过小，在无人看护的情况下依然不能自动实现侧翻功能，此外，大小便功能虽能实现，但臀部活门设计欠佳，有的护理床甚至无活门，总之这个产业在我国总体上来说尚处于起步阶段。

1.2多功能护理床功能需求分析多功能护理床的普及是为了给更多需要被看护的老年人及病人带来更周全的照料，因此人性化设计应当成为多功能护理床设计过程中着重考虑的因素。为了更好地实现多功能护理床设计的完整性和完善性，我们走访了本地部分医院，主要对老年人护理存在的问题、护理床的需求程度进行了调查，并结合市场上现有多功能护理床的用户体验情况，总结出拟创新设计的多功能护理床应能满足如下功能需求：①能自动实现坐起、平躺，左右翻身不低于90°，能自动实现左右侧睡。因为对于瘫痪病人来说，侧翻身一定要超过90°，才能把侧身的重心移向一侧，实现侧睡，否则根本实现不了人体的侧翻功能，人背部的皮肤仍压在床板上，皮肤表层血管仍受压，生褥疮的条件未消除。②能自动实现大小便，应该具备比较人性化的臀部活门设计，既能方便大小便，又不至于侧翻身时存在身体从活门中暴露之类的不雅。③能实现起背、曲腿等功能，实现躺姿自由化。以上几点用户所需是当下市场上的医疗护理床所缺失的，若能创新设计出一款多功能护理床能满足上述几点，不仅能提高护理水平，造福人类，也能给生产企业带来经济效益。

2多功能护理床的总体设计方案

针对前期的调研结果，归纳出本设计可实现的创新之处，并以此为依据进行多功能护理床的结构分析与设计，主要包括机械结构设计和控制系统设计两个方面，比如，多功能护理床的总体布局、各功能模块的机构形式，以及选取合适的驱动和控制方式等等。

2.1机械结构设计从机械结构上说，多功能护理床可分为主体和附件两大部分，主体包括侧翻、起背，以及臀部活门等功能模块，附件包括床垫、护栏、输液架和餐桌等辅助设施，其中主体是护理床的核心部分，也是设计的关键所在，下面就以侧翻、起背两大主体功能为例说明创新设计的构思。

2.1.1翻身功能的实现床板纵向可设计成三板联动机构，由A、B、C三块组成，如图1所示，板与板之间分别用铰链1和2联接，床板B下部装有翻身拉杆D，D的两端有铰链，其中的一端铰链穿在固定于机架上的铰链孔中，另一端与床板铰链2连在一起，这样，A、B两板可以绕铰链2旋转0°～180°，考虑到实际应用的需要，A、B两板一起翻转时取105°，即可使人体侧卧在C板上，实现侧睡，同理B、C两板也可一起翻转105°，实现另一侧睡，E为机械手，机械手的转动可由电动推杆的伸出与收缩实现。

2.1.2起背功能的实现为了满足人体对躺姿的不同需求，床面纵向设计成五部分，四节点，人体在床上可以屈伸成任意姿势，颈、腰、膝、脚四大关节可以自由摆布，如图2所示。按照人体动作规律来进行设计，起背时先抬头后起背，当电动推杆4伸出时，抬枕梁上抬，使头板2上抬至需要的角度，然后直接接触背板1，使背板在0°～90°之间转动，实现人体上半身坐起来，复位时先平躺后放头，当电动推杆4收回时，背板1先放平，再让头板2放平。

2.2控制系统设计如果把多功能护理床的各个功能机构比作“身体”，那么控制系统则是“大脑”，是完成各个动作的核心。本设计中控制系统的功能主要是完成起背、侧翻、曲腿等相关动作，通过对直线推杆的控制来完成，由于原动件数目较少，控制系统较为简单，本设计采用集中式控制系统，控制系统的框图如图3所示。单片机负责识别遥控器按键、输出驱动模块控制信号，红外线接收模块将遥控器发出的信号解调，然后经单片机读取以识别该遥控器按键值。系统依据遥控器的按键值，将控制信号传输给特定的驱动模块。驱动模块接收到控制信号之后，驱动直流伺服电机正转或反转，从而使电动推杆拉长或缩短。在电动推杆运动的同时，与其固定连接的位置传感器连续地将位置信号反馈给单片机，通过比较反馈值与设定值，以确定电动推杆的运动是否到位。在编制程序时应该要设定自锁和互锁功能，即每次只准一个功能动作，只有该功能停下后，才能启动另一功能动作，比如，只有在平躺的情况下才能实现左右翻身功能，同时也应该能响应中断，在电动推杆的整个运动过程中，一旦触发中断就输出刹车信号。

3结语

本文是针对长期卧床不起的老年人或病人的护理要求而提出的，是在前期调研比较的基础上提出的一种设计构思。其设计特点是床板采用分块模式，可根据使用的需要实现多种组合结构，通过电动推杆的协调配合实现人体的侧翻身、起背等动作。今后，还需进一步结合实际，研制出多功能护理床样机，对其结构优化和可靠性问题更深入分析，也希望在养老问题日益突出的时代，此款设计能为病患老年人带来福音。

【参考文献】

［1］徐慧.老年人护理床的功能需求调研与分析[J].包装工程，2015（10）：74-78.

［2］平英英.浅谈我国老年护理床的现状与展望[J].中国保健营养，2012（5）：226-227.

［3］晋新敏，梁兆培.基于行动障碍的老年人家用护理床的设计研究[J].湛江师范学院学报，2014，35（3）：76-80.

［4］陈琛.基于用户体验的多功能医疗护理床设计研究[D].武汉：湖北工业大学，2014.

作者：乔家宇 陈季云 黄浩 周子豪 单位：南通科技职业学院机电工程系