铝合金一体化伸缩共享陪护床设计

郑雅如，王洪卓，唐鸿洋，张宗铄，黄晶晶

(辽宁忠旺集团有限公司，辽宁 辽阳 111003)

现代医院使用的陪护床产品外观以及功能多样化发展，并且创建了共享、可收纳等功能，为人们提供了便利的使用条件。从市场现有产品来看，共享陪护床已经逐渐取代了传统的陪护床，但是功能仍然相对局限。近年来，市场上推出了多种陪护床产品，解决了陪护者休息问题，同时更加便利化。针对陪护床产品的研究也在逐渐增多，学者刘文丽[1]主要从对用户体验产生影响的因素角度出发，进行陪护床系统的定位以及触发点的研究，加强了用户的粘性，同时也能够形成个性化与多样化的服务体系。刘静等人[2]主要针对陪护床存在的问题展开了分析，并且设计了一款钢制陪护床产品，可以折叠，不占用空间，能够被市场广泛的使用。赵琛洁等人[3]针对当地的医院进行实地考察，结合设施情况进行病人以及护理人员的需求调研，设计一款节省空间和舒适的钢结构病床体验，解决了陪护者的实际困难。张密[4]根据陪护者行为分析进行用户需求的调查，并且设计一款收纳方便的钢结构折叠床，彰显社会人文关怀。苑广阔[5]结合时代发展环境，利用信息技术手段，设计一款钢制共享陪护床，能够扫码支付，方便快捷，满足了人们多样化需求。梅冬等人[6-10]针对陪护床产品也展开了详细的研究，凸显了陪护床产品的巨大作用。由此能够看出，陪护床的设计也与智慧康护进行紧密的结合，所以，共享陪护床逐渐成为极具竞争力的产品。

本文设计了一款一体化共享陪护床，不仅满足了共享功能需求，同时可以自由收纳为柜式结构，不占用空间。此外，床体采用铝合金材质质量轻，耐腐蚀，可回收利用，使用寿命长，美观多样，从结构来看，最大的优势和创新就是床体可以进行伸缩调节，满足不同身高的需求，增加了陪护床的功能性，满足现代产品多功能化发展的需求。

1 市场分析

通过统计局、健康卫计委等发布的数据可知，医院数量逐渐增多，2019年全国医院住院床位增长至687万张，其中公立医院的病床使用率约91%左右。医院的陪护率也处于居高不下的状态，床位数与陪护床的比例不足1∶0.4，造成了多数病人的生活不便，所以，陪护设施的增加也是十分必要的。表1为2018年和2019年医院病床使用情况，这也能体现出陪护床使用量逐渐增加，发展前景十分可观。

表1 医院病床使用情况Tab.1 Hospital bed usage

2 产品设计

通过市场调研，对现有的陪护床产品进行了了解和信息收集，掌握陪护床设计理念，进行了新产品的三维立体设计，主要包括柜体、床体、共享模块三个部分，其中床体采用可伸缩结构，可进行自由调节，可以满足不同身高人群的实际需求。该床体采用铝合金材质，质量轻，可进行多样化表面处理，美观多样，并且具有良好的耐腐蚀性能，可回收利用，使用寿命长。图1为新型共享陪护床的模型示意图与应用场景图。该产品的加工工艺过程主要包括铸造、挤压、切割、钻孔、装配、表面处理等过程，零部件之间主要采用螺接的方式进行组装。

图1 模型示意图和应用场景图Fig.1 Model diagram and application scenario diagram

2.1 柜体结构

柜体部分主要采用柜式结构，第一层普通收纳抽屉，利用板材折弯的工艺方式和插接连接的方式，可以作为物品的储存空间使用；第二层主要用来收纳床体结构，与床体中床头挡板共同形成完整的柜式结构，保证了外观的美观性，同时也实现了收纳功能，节省陪护床占用空间问题。

2.2 床体结构

床体结构是本次设计最大的亮点和创新点，市场中已经有共享功能的陪护床，但是还没有可以自由调节床体长度的共享陪护床。本产品设计采用可伸缩式一体化设计，使用者可以根据身高情况进行调节床体长度，调节方式简单，结构牢固，满足强度要求。伸缩结构展开与收纳时，从下至上推出备用床体部分，拉伸床体长度，如果人体相对较矮，那么中间伸缩床体部分隐藏在床面下方，不占用空间，也不会影响整体结构的美观性。床体伸缩中间通过梅花手拧进行固定，操作方便，功能多样化。

2.3 共享模块

陪护床的突出功能就是共享模块，系统结构如图2所示。主要包括微信客户端、硬件端口、云服务器、第三方服务端口以及数据库系统几个部分组成。其中，微信客户端是用户借助微信小程序进行系统的登录，然后利用蓝牙锁打开界面，可以看到陪护床设施、心率、血压等数据信息，也可以借助云服务进行更新；硬件起到控制作用，主要包括蓝牙锁芯片以及ZigBee芯片；云服务器主要是储存设备以及记录记载，每次使用记录都会进行存储至数据库，方便后期查询以及产品状态的了解，共享功能为用户提供了便捷服务平台。

图2 共享模块系统结构Fig.2 Shared module system architecture

3 模拟分析

铝合金一体化伸缩共享陪护床产品采用铝合金6061-T6，通过有限元分析软件进行产品的强度与位移模拟分析，如图3所示为应力分布云图和位移云图。通过对比分析材料的特性，与钢材质相比材质轻，变形小，结果见表2。根据结果分析，参考标准QBT 4459-2013 折叠床，对床体两点各加载400N的载荷，产品的最大应力为131.8MPa，远低于铝合金6061-T6屈服极限200MPa，满足使用要求；产品整体挠度最大位置位于床体伸缩结构中的底横梁，最大挠度为1.737mm，不影响产品使用需求。综上所述，该产品满足陪护床的使用要求，证明该铝合金陪护床切实可行。

图3 应力云图和位移云图Fig.3 Stress nephogram and displacement nephogram

表2 材料特性及模拟分析结果Tab.2 Material properties and simulation results

4 总结

在铝合金一体化伸缩共享陪护床产品设计开发中，主要通过产品调研、结构设计、功能设计、连接设计以及模拟分析过程，最终确定了产品设计方案。该产品采用铝合金材质，质量轻，耐腐蚀性能好，使用寿命长，既满足了基本的强度以及使用需求，同时通过多功能设计，适应现代市场个性化发展趋势，符合绿色环保发展理念。在未来的市场中，多功能化产品的刚性需求会进一步增加，本次设计的陪护床产品具有一定的价值。产品已经成功的申请专利，创新理念也会为其他产品设计提供借鉴，同时在市场中的竞争力也会进一步的提升。