新型多功能摇杆康复床设计研究

许清康 刘璇 刘科明 田维 梁绍流

摘要：为了有助于不能自理的病人进行康复训练并减轻护理人员的压力，本文运用机械设计和机械原理知识，基于UG三维实体建模分析软件，对多功能摇杆康复床的结构和驱动机构进行了设计。该床架各铝型材之间焊接及采用紧固元件进行连接固定，保证铝型材接头处达到最大刚度，同时通过连杆机构和液压缸机构实现曲腿和支背功能。多功能摇杆康复床可以使护理人员根据病人需要适时地作出调整，实现支背、腿部放低洗脚，大小便等功能，该设计既减轻了护理人员的劳动强度，又给被护理人员提供了一个整洁舒适的生活疗养环境。该研究在医疗康复领域具有广阔的应用前景。

关键词：摇杆，多功能，设计，应用

0.引言

近年来，我国人口老龄化趋势日趋严重，2000年我国80岁及以上老年人为1200万，而到2030年可能超过4000万[1];另一方面，当前空巢老人、“空巢家庭”等现象也因不同原因越发普遍，高龄老人以及伤残老人等的生活照料与看护逐渐成为儿女以及社会共同无法回避的问题，采用何种护理方式来对待这些因伤、因病等原因而生活不能自理的高龄老人等人，是人口者龄化国家共同面临的难题[2]。随着时代的更迭，由于护理床在运动控制的稳定性、准确性以及操作的可靠性方面有出色表现，护理床在康复领域得到了广泛应用，取得了很好的临床效果，需求量也变得越来越大。针对这一需求和趋势，本文从康复护理设备的角度， 提出了一种新型多功能康复床的设计方案。

1.多功能康复床系统设计

康复床在病人的保健功能上，大胆创新，实现了从单纯的护理向具备保健功能的突破和发展，这是目前在护理床方面比较领先的技术，而且，康复床不需要医护人员陪护的前提下，充分考虑了患者的需求进行人性化设计。

多功能康复床能实现多種护理工作，根据其设计功能需要，在双摇杆驱动下，带动液压缸推杆升降使腿部，腹部，腰部肌肉训练，促进血液循环流通，达到康复的效果。

康复床主要包括百叶、床板、床底座、驱动装置、侧边扶手、床头和床尾及其他辅助结构。 康复床姿位变换结构由液压缸推杆实现，康复床设计结构方案图如图1所示。

2.多功能康复床主要机构

本多功能康复床参考了张渤海[3] 、杨泽等[4]的康复床的机构设计思路并融合了自己团队想法进行设计。多功能康复床由床架、床板和驱动机构组成，多功能康复床的材料选用了铝型材，具有强度高、重量轻、耐腐蚀、装饰性好、使用寿命长、色彩丰富等优点。该康复床是针对瘫痪病人所设计，铝型材的强耐腐蚀性恰好满足康复床的特性要求。多功能康复床主体框架床面主要分为三个部分，可以实现0～40°的转角变换的上靠被床面、两腿可自由弯曲的下脚板床面和中间可躺、可坐、可立的主体床面。这些多功能结构可以减轻护理劳动的强度，且操作简单、安全稳定。

2.1辅助起背机构

辅助起背机构给人们体验不同角度的背部依靠感受，具有辅助起床作业，通过传动轴传动与液压缸推杆相互配合，将起背板缓慢支撑起来与下放，推动脊椎实现0-40°起坐，可以帮助长期卧床的老人和患者改变坐姿，以防止关节坏死及肌肉萎缩。其结构可以简化为单遥杆机构，如图2所示。

2.2抬腿面机构

抬腿角度变换的动力由前液压缸提供，由小腿床架和大腿床架座板采用铰链连接，手摇杆带动传动轴转递到前液压缸可以实现0--85°角度的变换，抬腿功能实现腿部弯曲，达到腿部及其肌肉训练、恢复的效果。如图3所示。

3.多功能康复床的作用

多功能康复床能让患者实现生活自理。对肌肉废用性萎缩，关节挛缩和僵硬的患者进行有节奏的收缩与放松活动，以改善局部血液循环，促进组织修复。

4.多功能康复床的设计

本文设计的康复床的床架是参考普通病床以及宋江伟[5]等人设计的手摇式多功能康复床的结构设计的尺寸，即：长X宽=1800 mmX 900 mm。为了使多功能康复床实现病者坐起.大小便和曲腿功能，将床板分为床头、中间和床尾3部分。

（1）床头。康复床的床头尺寸为：长x宽= 750 mmX900 mm，使用9根60 mmX20 mmX 900 mm的铝型材，9根铝型材固连在一起，作为康复床的床头。

（2）中间。 康复床中间部分的尺寸为：长X宽= 450 mmX900 mm，使用5根60 mmX 20 mmX 900 mm的铝型材。病人平躺时，臀部所在位置由固连在一起的2根铝型材支撑，这2根铝型材可以向下翻转，推入便盆，从而实现大小便功能。

（3） 床尾。康复床床尾的尺寸为：长X宽= 800 mmX900 mm，使用9根60mmX20mmX900mm的铝型材。康复床的床架由-定数量.横截面尺寸为50 mmX 50 mm的图2铝型材床架三维结构图，铝型材连接装配而成。

床架各铝型材之间采用焊接和配套的紧固元件进行连接固定，这样可保证铝型材接头处达到最大的刚度，防护栏采用铝合金材料，利用连杆机构来实现防护作用，助老康复床动态调整如图4所示。

5.结束语

本文运用现代机械设计和机械原理知识，基于UG软件对手摇式多功能康复床的结构进行设计。该设计通过双摇杆、驱动连杆机构和液压缸机构实现曲腿和支背功能，结构稳定性好，操作方便且制造容易。为了设计方便，本文假设康复床各部分受力及各部分尺寸满足实际要求，并且给出了康复床的设计原理。此外，康复床的材料选用的是6系铝型材，其重量轻，这不仅满足了实际的使用要求，而且外表美观;在功能上，此康复床仍然有很大的改进空间，为进一步辅助治疗，可以附加辅助康复的腰腹按摩、腿部按摩、脑部按摩、全身按摩及安全防护功能，从而加快病人康复的速度。

参考文献

[1]李玉，王彩霞，郭斌.老龄化视角下老年人卫生服务需求的影响因素研究[J].中国医学伦理学，2020，33（11）：1391-1394.

[2]卢霞，张恒，陈兴源.人口老龄化发展现状及应对措施研究[J].重庆大学学报（社会科学版），2014，20（02）：140-147.

[3]张渤海. 新型护理床的起身机构设计与运动仿真[A]. 海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会.绿色制造与低碳经济——2010年海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会“年会”暨机械工程科技学术报告会论文集[C].海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会：海南省机械工程学会，2010：3.

[4]杨泽，王明旭，李建永.基于双摇杆机构的多功能康复床的设计[J].机电产品开发与创新，2017，30（03）：26-29.

[5]宋江伟，王继荣，王钰，佟河亭.手摇式多功能康复床的结构设计[J].青岛大学学报（工程技术版），2013，28（04）：85-87+96.

基金项目：北部湾大学大学生创新创业训练计划资助项目（202011607013）。

作者简介：刘科明（1989-），男，广西贵港，学士，工程师、高级技师，主要从事机械工程和教育教学管理等方面的研究，为本文通讯作者。

（北部湾大学 广西 钦州 535011）