張?jiān)セ眨?新，曹永娣，張宏祥

病人轉(zhuǎn)運(yùn)床的結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)

張?jiān)セ眨?新，曹永娣，張宏祥

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004）

對(duì)病人轉(zhuǎn)運(yùn)床的結(jié)構(gòu)、受力狀況、零件材料及工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)工作原理和操作流程進(jìn)行了說(shuō)明。轉(zhuǎn)運(yùn)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，可減輕醫(yī)護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

病人轉(zhuǎn)運(yùn)床；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原理分析

0 引言

目前，在國(guó)內(nèi)外大小醫(yī)院中，危重病患者的特殊檢查、挪動(dòng)、轉(zhuǎn)床、手術(shù)和麻醉前后的接送、轉(zhuǎn)運(yùn)，主要還是采用傳統(tǒng)的方式，即依靠醫(yī)護(hù)人員或家屬將患者抬、扶、抱在擔(dān)架或輪椅車上，推到檢查治療科室，然后又靠這些人員用同樣的方式將患者挪移至病床，反復(fù)多次。然而，這種轉(zhuǎn)運(yùn)病人的方式存在以下問(wèn)題：（1）病人在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中可能遭受巨大的疼痛。（2）病人轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中易形成二次傷害。（3）病人轉(zhuǎn)運(yùn)工作給醫(yī)護(hù)及陪護(hù)人員帶來(lái)了很大的工作壓力。（4）部分病人不適合直接搬運(yùn)等［1］。

本文設(shè)計(jì)的醫(yī)用轉(zhuǎn)運(yùn)床是對(duì)傳統(tǒng)可移動(dòng)轉(zhuǎn)移床增加了升降機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)。其中，升降機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)不同高度的病床、手術(shù)床、檢查設(shè)備等的對(duì)接；伸縮機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)運(yùn)床身伸至病人身體一側(cè)；轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)將病人自助轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)運(yùn)床床身。

1 病人轉(zhuǎn)運(yùn)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

病人轉(zhuǎn)運(yùn)床的外觀尺寸參照傳統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)床進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)體有一個(gè)可移動(dòng)底座，使轉(zhuǎn)運(yùn)床在移動(dòng)過(guò)程中運(yùn)行平穩(wěn)，同時(shí)具備急停、剎車等功能?；谶@種思想，可移動(dòng)底座選用帶有剎車功能的萬(wàn)向輪作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)。然后，在移動(dòng)底座上面安裝升降機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)及配件，以實(shí)現(xiàn)床身的上下運(yùn)動(dòng)、伸出與收回運(yùn)動(dòng)、傳送運(yùn)動(dòng)等功能，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示［2］。

1.1 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

病人轉(zhuǎn)運(yùn)床的升降機(jī)構(gòu)承擔(dān)著轉(zhuǎn)運(yùn)床的升降作用，目的是使轉(zhuǎn)運(yùn)床能夠適應(yīng)不同高度的手術(shù)臺(tái)及相應(yīng)檢測(cè)裝置。本設(shè)計(jì)的升降機(jī)構(gòu)選用了剪式千斤頂，如圖2所示。升降機(jī)構(gòu)主要由底座、上支撐臂、下支撐臂、螺母、絲杠組成。該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)自鎖，提高安全性。另外，它還具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大、自重輕等特點(diǎn)。

圖1 病人轉(zhuǎn)運(yùn)床結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Patient transportation bed structure

圖2 病人轉(zhuǎn)運(yùn)床升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖Fig.2 Patient transportation bed elevator mechanism design

1.2 轉(zhuǎn)運(yùn)床伸縮機(jī)構(gòu)

病人轉(zhuǎn)運(yùn)床的伸縮機(jī)構(gòu)承擔(dān)著轉(zhuǎn)運(yùn)床的張開(kāi)、伸展等功用。伸縮機(jī)構(gòu)上面安裝轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)。床身的伸出及返回選用1605系列滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，提高了傳動(dòng)效率。為了保持床身受力均衡，減少運(yùn)動(dòng)阻力，我們選用SBR16型直線導(dǎo)軌。該導(dǎo)軌可在高負(fù)載的條件下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。具體布局為，在床身中下部安裝滾珠絲杠，兩端安裝直線導(dǎo)軌，來(lái)實(shí)現(xiàn)正反方向的平穩(wěn)運(yùn)行，具體如圖3所示。

圖3 轉(zhuǎn)運(yùn)床伸縮機(jī)構(gòu)Fig.3 Transportation bed telescoping mechanism

1.3 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的關(guān)鍵裝置，要求轉(zhuǎn)移時(shí)受力均勻，過(guò)程平穩(wěn)。病人在不同床之間的移動(dòng)采用托輥機(jī)構(gòu)，由托輥帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)移病人。在安裝過(guò)程中，整個(gè)托輥機(jī)構(gòu)需要有一定的傾斜角度［3］。這樣，當(dāng)伸縮機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)移至病人身旁時(shí)，可以正好將其放在病人身體下方，無(wú)需人工輔助搬抬病人。托輥末端直徑設(shè)計(jì)要求最小，其目的是為了便于轉(zhuǎn)運(yùn)床身插入病人身體一側(cè)，而不會(huì)產(chǎn)生不適感。具體的轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)構(gòu)如圖4所示［4］。

圖4 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)Fig.4 Transportation mechanism

2 主要機(jī)構(gòu)的校核

2.1 伸縮機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核

其中，螺栓許用應(yīng)力［σ］＝266MPa。

計(jì)算得知，螺栓直徑d≥0.58mm，可滿足連接強(qiáng)度。伸縮機(jī)構(gòu)采用了8個(gè)M6的螺栓，足以保證伸縮機(jī)構(gòu)的連接強(qiáng)度。

2.2 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力的校核

主動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力F為所有運(yùn)行阻力之和，即

F=Fg[F1+F2L]+F3

式中：f為模擬摩擦系數(shù)，正常狀態(tài)下為0.010～0.020，非正常狀態(tài)下為0.020～0.040，此處取0.04；g為重力加速度，取9.81m／s2；F1為模型娃娃的質(zhì)量，取10 kg；F2為輸送帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg／m；L為有效輸送長(zhǎng)度，m；F3為輸送帶的張緊力，N［5］。

經(jīng)計(jì)算，F(xiàn)＝6.3～8.3N。轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)采用人力搖動(dòng)，主動(dòng)滾筒半徑為19mm，搖柄回轉(zhuǎn)半徑為80mm，搖動(dòng)滾筒所需驅(qū)動(dòng)力僅為1.5～1.97N。

根據(jù)強(qiáng)度公式，得出螺栓直徑

3 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的病人轉(zhuǎn)運(yùn)床具有多體位可升降，運(yùn)動(dòng)靈活、操作方便等特點(diǎn)，使病人的轉(zhuǎn)移過(guò)程變得方便和快捷，減少了醫(yī)護(hù)人員轉(zhuǎn)移病人的強(qiáng)度和時(shí)間。更為重要的是，在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，減輕了病人的痛苦。

［1］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［2］劉新中.傳送推車機(jī)行走機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)建材裝備，1995（4）：35.

［3］汪業(yè)常.工件在自動(dòng)線上傳送時(shí)產(chǎn)生阻滯現(xiàn)象的原因分析［J］.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（2）：44-47.

［4］譚世軍.ITER遙控部件轉(zhuǎn)運(yùn)車雙密封門(mén)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析［C］//中國(guó)核學(xué)會(huì).中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告：中國(guó)核學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集：1卷.北京：原子能出版社，2009：11.

［5］許麗嬌.轉(zhuǎn)運(yùn)車輸料架的靜態(tài)有限元分析［J］.煤礦機(jī)械，2006（3）：429-430.

[責(zé)任編輯 楊明慶]

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1008-486X（2015）03-0045-02

2014-04-22

黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研基金項(xiàng)目：醫(yī)用人體轉(zhuǎn)運(yùn)床的研究與開(kāi)發(fā)（2014QNKY018）。

張?jiān)セ眨?984-），男，安徽亳州人，助教，碩士，主要從事機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)與研究工作。