全地形智能转移床的研究设计

屈李安 赵大运 刘润泽 赵益贤 孙丽杰

（山东英才学院 机械与电气工程学院，山东 济南250104）

1 概述

随着人类活动空间的扩大, 寿命的增长, 生活节奏的加快,现代化程度的提高, 以及交通运输多样化因素, 各种急症和意外事故的发生率明显提高。对此需要采取有效的现场急救, 途中医疗监护及医院的强化救治, 否则就有可能导致一些可以挽救的生命失去救治机会。[1]Evans 和Winslow 报道，53%的人工呼吸机支持的病人在转运过程中有氧饱和度、心率、血压的重大改变，[2]Kanter 报道院内转运会增加监护病人的并发症, 转运的病人死亡率比平常高9.6%，[3]对于急诊病人的转运,其重要性显而易见。

再有我国边疆辽阔，地形复杂多样，在高山存雪地区以及山体陡坡地区普通的急救运输设备根本无法行驶，人力运输、畜力运输或者情况紧急下的空投方式运输，其应用难度较大，而且有局限性。相关的研究表明，全地形转移病床凭借着自身的优势以及良好的产品性能，在未来的发展中占有很大的优势。在产品研究阶段，合理地设计出方案可以减少生产周期，从而更好地提高转移病人的效率，节约生产的成本，可以使用相关的科学技术并且结合实验对全地形车结构的强度与震动做出相应的研究分析，给予病人快速的转移。因此设计了一款全地形智能转移床。

2 全地形智能转移床的总体设计

2.1 全地形智能转移床的三维模型

全地形智能转移床由床身、动力机械、升降部分、横向滑轨转移部分、角度定位调节系统等装置组成。可独立工作也可应用于不同的临床环境。通过角度自动调节装置满足患者在转移中对体位的需求。解决了病人进行手术后转移的困难。利用履带传送实现特殊地形下患者的平稳转运。横向滑轨转移部分实现了自动化智能化，用齿轮的转动实现滑轨的自动移动旋转，通过角度调节装置达到翻身的要求，轴传动实现机械运动。床身输液架可保证患者在转运过程中必须的生命支持。其三维模型结构如图1 所示。

2.2 转移床的床身设计

2.2.1 升降装置的设计

液压升降平台适用于各种场合，其升降平稳准确、频繁启动、载重量大，工业企业中各类升降作业难点都可以通过液压升降平台有效的解决，达到生产作业轻松自如的目的[4]。所以在转移床的使用上便采用液压控制升降台。作为一种单自由度机构-X 型剪式机构，在实践中应用广泛。其对称结构，具有放大的平行位移的特点。在升起条件下相同的情况下，X 型剪式机构的纵向尺寸和纵向尺寸变动幅度都比较小，并且它的位移放大率较大。X 型剪叉机构由中间用枢轴连接，在平面内可以相互转动的剪杆组成。每根剪杆又可以分为两段，一端铰接和一端固接的梁单元连接而成。剪杆作为机构折叠变化的对象，铰点约束剪杆的变化，折叠过程及剪杆围绕铰点旋转，最后达到指定位置。从而完成一个折叠过程[3]。X 型剪叉机构是升降平台的主体，也是主要承力构件[5]。采用液压控制升降台的起落，从而进行转移床与手术台，病床的对接。实现病人不动式转移，减少患者的术后活动度。液压升降装置如图2 所示。

图1 全地形智能转移床三维模型示意图

2.2.2 横向滑轨转移装置的设计

病人住院治疗期间，特别是病人处于自理功能障碍的情况且需要在两个不同功能病床之间移动时，一般采用直接搬运患者的方式进行，在上述被动移动的过程中，无法保证患者的固定体位和平稳度，难免会使病患的体位体态发生改变，给患者带来一些不必要的二次伤害。在医院人员比较紧张的情况下，对于手术后的病者进行术后转移，或者是其他环境下伤者的转移可能需要耗费大量的人力。在做手术前要将病人从病床上转运到推车上，到了手术室要将病人从推车上转运运到手术床上，手术结束后要将病人从手术床转运到推车上，到了病房又将病人从推车上转运到病床上；每一位病人会经历4 次转运；如果转运过程中操作不当就会导致病人受到伤害，并且也增加了护理人员的劳动强度，也可能使护理人员身体上受到损害[6]。所以设置了横向滑轨转移装置，避免病患的体位体态发生改变，减少搬运。避免了患者受到二次伤害，同时减轻了护理人员的劳动强度。横向滑轨转移装置如图3 所示。

2.2.3 体位调节板的设计

在实际的临床工作中，对于某些特殊患者。例如：盆腔内巨大肿瘤者、严重肝病引起大量腹水者。为避免出现平卧位时由于异物压迫下腔静脉所导致的“仰卧性低血压”，患者需要被动的采取侧卧位。对于胎膜早破的孕妇，为了避免脐带脱垂的发生，需要采取臀高足低位。但是，目前国内现有的转移床，多只能实现头部支撑。传统的病床及方式并不能满足患者对于特殊固定体位的要求。所以设计了体位调节板。以便于满足特殊固定体位的要求。如图4、图5 所示。

图2 升降装置

图3 横向滑轨转移装置

图4 体位调节板

2.2.4 角度自动调节装置的设计

为了提高稳定性和适应性，满足全地形移动。在各种复杂的环境下能够达到如履平地的通过。尽可能的减少在转运过程中对伤、病员的二次伤害。并且要求操作简便、可靠性高、结构设计合理，使用方法简单维修维护方便。使用角度传感器将指令传递给液压伸缩杆实现角度调节。角度自动调节装置如图5所示。

图5 角度自动调节装置

3 其他结构设计

为了满足不同地形的使用，采用了万向轮与履带底盘相配合工作。履带底盘使车运动稳定、可靠，其越障能力、地形适应能力强，可原地转弯。

不锈钢护栏，可以安防护病人。经过不同的抛光工艺，形成镜光、亚光、拉丝表面等现代工业化加工的装饰效果，而且不锈钢在冷加工、热加工、焊接等方面都具有良好的物理性能。高端的不锈钢护栏构配件采用的是不锈钢材质制作，有着超强的机械性能和优越的耐腐蚀性能，使得产品具有良好的抗水平荷载性能、抗垂直荷载性能、抗软重物撞击性能，保障了运输过程中对病人的安全保障。

4 结论

智能医用器械是今后时代发展的趋势，本是针对现有技术的不足，进行了改善，提出的一种可智能化转移的医疗用床。智能全地形转移床通过角度定位调节系统、履带驱动装置、横向滑轨转移装置、智能动力机械系统等避免了上述伤害，解决了特殊体位的需求，可以实现患者不动式的转移，是一种在转移病患的过程中能够基本完全消除痛苦煎熬的一种外因方法。并且减少了医护人员浪费，提高了工作效率也为患者争取了宝贵的抢救“黄金四分钟”，实现了医疗设备与机械智能化的结合。