多功能护理床设计-养老床、助老床（含三维图SW及动画仿真）
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多功能
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摘 要随着国内老龄化的日益加重，国内老年人所占比重愈来愈大，国内养老市场对养老床的需求也在日益增加，这就造成了养老产品的井喷式发展，养老床也由只在医疗机构使用，到如今逐步走进每个家庭。对于行动不便的老人或残障者来说，床作为每日均需要频繁使用的重要产品，建立一个运转良好的，具备完善设施的养老床，对于行动不便者及其重要。我们需要为用户提供兼顾使用者和照护者双重需求的完备的解决方案。关键词：养老；护理；助老ABSTRACTWith the increasing aging in China, the proportion of the elderly in China is increasing, and the demand of the elderly care market for the elderly care bed is also increasing, which results in the blowout development of the elderly care products. The elderly care bed is only used in medical institutions, and now it has gradually entered every family. For the elderly or the disabled, bed is an important product that needs to be used frequently every day. It is very important for the disabled to build a well functioning and well-equipped elderly care bed. We need to provide users with a comprehensive solution that takes into account the dual needs of users and caregivers.Key words: providing for the aged; nursing; supporting the aged目录第一章 前 言41.1国内研究发展状况51.2国外研究发展状况81.3 本设计主要研究内容101.4 本章小结11第二章 多功能轮椅护理床的方案设计及原理122.1 多功能轮椅护理床方案的提出122.2 多功能轮椅护理床的主要运动结构及原理132.2.1 旋转机构132.2.2抬腿机构142.2.3抬背机构152.2.4可分离式轮椅162.3多功能轮椅护理床三维建模17第三章 设计总结与展望223.1多功能轮椅护理床设计总结223.2对多功能轮椅护理床的展望22附录231. CAD图纸232. 装配图233. 答辩PPT23第一章 前 言随着国内老龄化的日益加重，国内老年人所占比重愈来愈大，国内养老市场对养老床的需求也在日益增加，这就造成了养老产品的井喷式发展，养老床也由只在医疗机构使用，到如今逐步走进每个家庭。对于行动不便的老人或残障者来说，床作为每日均需要频繁使用的重要产品，建立一个运转良好的，具备完善设施的养老床，对于行动不便者及其重要。我们需要为用户提供兼顾使用者和照护者双重需求的完备的解决方案。对使用者而言：人们希望拥有日常生活的自理能力。这也是每个人体现自尊的基础。但是，若身体机能出现残缺或衰老，因而丧失基本生活的自理能力，那么，借助无障碍辅助设施实现生活的自理能力也许是最基本的愿望。我们提供的解决方案，使人们减轻身体的负担，并借助这些设施获得自理能力，从而帮助用户获得更高品质的生活。对护理人员而言：对于护理人员，解决老年人长期以来普遍存在的仰、卧、起、坐困难等多方面的问题，大大减轻护理人员的负担，解决了一系列护理难题， 精心打造的多功能轮椅护理床，将帮助护理人员更从容地对服务对象进行服务，帮助护理人员从繁重的护理工作。多功能轮椅护理床是用于病人或老人的治疗和康复护理使用。刚开始的时候护理床主要是用于医院，但现在随着经济的飞快发展，它也进入了普通百姓家庭，从而使电动护理床成为居家养老的不二选择。大家都知道我们国家是一个人口大国，但同时也是一个人口老龄化的国家。现在随着社会生活的加快年轻人既要忙于事业又要照顾家庭、老人还有孩子，显然力不从心。所以当老人生活不能自理时就十分需要电动护理床来协助自己日常生活的必须。以前都是生产简易的护理床,随着护理床需求的日益增加，后来加上护栏、餐桌；再后来加上大便孔、轮子；慢慢的产生了集多功能为一体的多功能电动护理床，极大的提高了患者的康复护理水平，也为护理人员提供了极大的方便。所以这样操作简单、功能强大的电动护理床也越来越受到大家的追捧，成为了居家言老的不二选择。1.1国内研究发展状况随着社会经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，人口寿命不断延长，思想的进步，城市人口正逐步进入老龄化,人口老龄化已成为世界范围内的社会问题。我国60 岁及其以上老年人口已达1.32 亿, 占全国总人口的10%, 并以年均3.32%的速度持续增长。其中“空巢家庭”占所有老龄家庭总数的25.8%,在一些大城市中该比例更大，解决因身体虚弱卧床不起或因疾患导致生活不能自理的老年人的家庭照料与看护问题是人口老龄化国家所面临的共同问题1。为此, 国家也大力加强了对护理机器人的研发扶持力度。为偏瘫病人或长期使用病床的病人提供一个集护理和排泄等各功能于一体的多功能轮椅护理床。现在家庭需求护理床的潜力日益增加,以前是简易的记理床,后来加上护栏,餐桌;再后来加上大便孔,轮子;现在产生了很多集多功能为一体的多功能,电动护理床,极大的提高了患者的康复护理水平,也为护理人员提供了极大的方便,所以操作简单,功能强大的护理产品越来越受到追捧。在我国市场上的护理床的基本分类情况如下1：名称优点存在问题功能基础型护理床1、结构、生产工艺简单，易于制造。2、价格便宜。1、功能比较简单，不能实现使用者的护理要求。2、手动为主，操作繁琐。3、造型传统，舒适性差。4、应用范围窄。功能普通型护理床1、一般为电动，用户可简单操作控制。2、能完成基本的护理功能。3、增添了辅助功能接口。4、整体造型，色彩改进，具有一定的亲和性。1、市场售价偏高。2、功能启动柔性差，衔接不连贯。3、功能一体化造成功能浪费。4、生产技术含量低，容易被仿制。5、文字，图像识别功能差功能高级型护理床1、护理功能完善。2、功能调整定位准确，连贯性好，基本无噪音。3、结构设计合理，安全。4、造型新颖，有较强的亲和力。5、文字，标志容易识别。1、市场售价昂贵。造成功能浪费严重，造成额外的经济成本。2、整体可拆性差，运输、组装繁琐。3、对患者康复功能的考虑较少。图1-1 护理床分类状况 从近年来的发展来看，国内的发展迅速，各种结构、功能等等各异的护理床层出不穷。护理床在国内的设计研究尚处于初级阶段，产品的功能、结构、造型有待进一步的完善。发展方向主要向机器人模块化的自动控制方向发展。1.2国外研究发展状况据统计，欧洲发达国家和日本的老年人独居率已高达40%，如此之高的比例迫使社会采取措施解决老年人的护理服务问题。如果完全依靠家庭人工照料，与西方国家子女与老年人分居、家庭规模小型化的观念有抵触之处。结构功能单一的护理床已经逐渐隐退。如今护理床床体本身的构件要实现多种功能, 包括平躺、仰起、曲腿、左侧翻、右侧翻、洁便门开关装置及冲洗马桶和冲洗身体的装置, 另外还有烘干和抽风的设备。各个部分可以独立的运行来完成相应的动作, 同时将单个功能组合起实现复杂的功能。譬如病人躺在床上排泄问题的解决, 改变靠背板的仰角或者左右的侧翻以取得舒适的姿态, 护理人员对洁便池的清洗等2。如今国外的多功能医用护理床的各种类型有： 图1-2 多功能床结构设计的各种类型 多功能轮椅护理床实现的各种动作： 侧翻 ， 抬背和曲腿 ，另一种侧翻此外临床上被称为生命体征参数的血压、心率和体温是衡量人体机能状况的重要指标,这些参数的测量是日常护理的重要组成部分。传统的方式是由医护人员以通用的测量装置对各参数逐一进行测量,这无疑给医护人员增加了很大工作量。目前在国外的多功能轮椅护理床研究,可以实现利用单片机系统对血压、心率和体温等的采集、处理,并将采集数据传送给医护人员,提高了护理工作的品质和效率。多功能轮椅护理床除了完成基本的肢体动作功能以外,根据临床护理的需要,还对生命体征参数进行测量。人体的血压、心率和体温分别由压力传感器、脉搏传感器和温度传感器进行采集并转换为电信号。在多功能轮椅护理床中,通过传感器采集人体血压、心率和体温信号,送入单片机处理,处理结果通过网络传入上位机,可根据设定值,判断是否超出规定值,发出报警信号,方便医护人员及时作出相应处理。此测量系统增加了护理床的功能,提高了性能价格比,适合大中型医院、疗养院以及普通家庭使用。整个系统使用方便,操作简单,扩展功能强,在普通护理床基础上增加了测量病人血压、心率和体温的功能,为医疗护理行业提供了新的测量方法。语音作为当前控制方法中最自然的控制命令, 随着计算机和语音处理技术的发展,语音识别系统的实用性不断提高。语音识别控制技术将是国外今后一段时期语音技术的发展方向。将语音识别技术引入到护理床控制，将为丧失自理能力的使用者带来极大的便利。语音控制技术是现有各种控制方式中的一种高级控制方式,它具有控制方式自然、方便,亲和力好,适用范围广的特点. 将语音控制技术引入到护理床的控制之中,将极大地方便使用者，尤其对于那些丧失或部分丧失活动、自理能力的患者而言,语音控制可以帮助他们增强自信心,减轻对他人的依赖,增添生活的勇气和信心13。1.3 本设计主要研究内容 针对腿脚或腰部不方便的老年人，本设计主要是具有自动调整床的高度，旋转床的方向，辅助老年人上床，下床。以及调整床板的位置，使老人能够达到一个舒适的位置。本设计的主要研究内容如下:(1) 首先确定多功能轮椅护理床的自由度，运动机构。(2) 画出零件图，确定零件尺寸，生成三维模型(3) 组装成装配体，运动演示是否有干涉现象，运动是否满足设计要求1.4 本章小结本章主要介绍了课题的目的和意义，目前医用护理床在国内外的发展趋势和各类护理床的比较，在多个方面表明了当今多功能床结构设计护理床各个模块的发展情况，最后根据研究分析确定了自己所需完成的研究内容。第2章 多功能轮椅护理床的方案设计及原理注：所设计数据均按照1:4缩小2.1 多功能轮椅护理床方案的提出 多功能轮椅护理床是用于病人或老人的治疗和康复护理使用。刚开始的时候护理床主要是用于医院，但现在随着经济的飞快发展，它也进入了普通百姓家庭，从而使电动护理床成为居家养老的不二选择。其中老人在家中独自一人，辅助他们上下床就成为了必要的功能之一。2.2 多功能轮椅护理床的主要运动结构及原理2.2.1 旋转机构 旋转机构是由一个法兰盘和固定机身组成。法兰盘大圆直径为90mm，小圆直径为24mm。法兰盘如下所示 法兰盘由两个部件组成 连在机身上的旋转件 连接屁股板的移动件机身的长500mm，宽175mm，高87mm整个旋转机构只有一个法兰盘旋转自由度2.2.2抬腿机构 抬腿机构有六根连杆，四根液压杆，两根轴以及两个固定在旋转台上的机架组成。如图所示，四根液压杆控制抬腿曲腿动作，液压杆1和液压杆2协同控制连杆3抬升。连杆3上放置小腿床板；液压杆1收缩，控制连杆3下降，小腿弯曲；液压杆2控制连杆4，连杆4上放置大腿床板处，液压杆2控制连杆4定轴转动的位置，调整大腿床板位置。 抬腿机构整体结构图如下：2.2.3抬背机构 抬背机构由两根液压杆连着机架和支撑连杆，如图所示，液压杆1连接着杆2和杆3，杆2固定在旋转机构上，由液压杆1控制杆3定轴转动。支撑杆3上放着背部床板，由液压杆1调整背部位置，实现抬背功能。 抬背机构整体机构图如下：2.2.4可分离式轮椅多功能轮椅护理床中可分离式轮椅是由可分离式床板、法兰盘中连接屁股板的移动件、液压杆做的伸缩轮子和辅助轮组成，如下图所示：当床开始变形工作时，上身板和大腿板抬起，小腿板上升，法兰盘绕轴旋转90度，此时床身在侧面，即可将轮椅部分推出，与主床身分离，此时法兰盘中连接屁股板的移动件可沿滑槽滑出，在滑出过程中伸缩轮伸长接地；当轮椅彻底脱离床身主体后，大腿板与小腿板放下直至辅助轮触地。2.3多功能轮椅护理床三维建模对多功能轮椅护理床使用SolidWorks进行三维建模。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维C
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