《医疗翻身床论文04399.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医疗翻身床论文04399.doc（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、毕业设计报告（论文）烫伤医疗翻身床数字化设计及验证烫伤医疗翻身床数字化设计及验证摘要目前，对烧伤危重病人护理、治疗都存在很大困难。为了减少病人痛苦，热辐射式烫伤翻身床是国内外广泛使用的产品。与现有技术相比，该翻身床的整体结构坚固耐用、稳定、安全性能好，并且操作简便，使用灵活。热辐射式烫伤翻身床通过由上床面、下床面将病员固定，手动翻转上下床面，床面在可360旋转的圆盘上实现病员翻身,通过床面尾部调节升降摇把使床面纵向倾斜。本文所研究的内容是对烫伤医疗翻身床整体结构、翻身结构以及调节机构进行设计验证，包括设计参数验证、机构运动验证等，并撰写产品技术报告。因此，首先需要了解烫床身的工作原理，了解床身
2、的结构组成，掌握其主要技术参数，然后根据原图对应画出受力简图，对机构进行的受力分析，运动分析及稳定性分析，最后写出产品技术报告。关键词：医疗设备，烫伤翻身床，设计，验证The design and verification of Burned MedicalAdjustableBedAbstractNowadays，Its very difficult to treat and nurse the burned patients.To reduce the pains of the patiengts, “Burned medical Adjustable Bed” is widely use
3、d at home and abroad. Compared with modern technology, the overall structure of adjustable bed is durable, stable and has good safety performance. The adjustable bed is consisting of up-bed and down-bed and they could fix patients, by hand, the up-bed and down-bed could be flipped 360 degrees. By th
4、e end of the bed lift adjust crank to make vertical tilt. The contents of this paper are to design overall structure of the medical bed, stand structure and regulatory agencies, and complete technology report. So we need to study the working principle, know the composition and structure and get the
5、technical parameters of the bed.Key words: Medical equipment; Burned medical Adjustable Bed; design; verification目 录摘要I关键词IAbstractIIKey wordsII第一章 引言11.1研究目的和要求11.2 研究的背景11.3翻身床的发展11.4 论证方案3第二章 烫伤医疗翻身床的介绍52.1床体的结构组成52.2热辐射体的机构组成62.3 烫伤医疗翻身床的工作原理62.4烫伤医疗翻身床的设计的关键技术72.5烫伤医疗翻身床的主要工艺技术要求72.6烫伤医疗翻身床的使用性
6、能指标82.7烫伤翻身床的研制与应用9第三章 烫伤医疗翻身床设计验证计算103.1 床面运动与受力分析103.1.1床面支撑受力分析103.1.2 床面翻转受力分析113.2活动床身运动与受力分析123.2.1支撑受力分析123.2.2床身倾斜调节计算143.3.床身稳定性分析183.3.1床身放置或移动时的最大横向倾斜角度的分析183.3.2床身最大横向倾斜角度时的稳定性分析18总 结20致 谢21参考文献22第一章 引言1.1研究目的和要求烫伤医疗翻身床是烫伤病人进行疮面热辐射医疗的设备，也是对烧烫伤病人的治疗护理有着重大意义。所以根据医疗要求烫伤翻身床需要进行360度翻身，在对病人治疗，
7、护理过程中，烫伤翻身床的使用必须安全，稳定。本课题要求对烫伤医疗翻身床的整体结构、翻身结构以及调节机构进行设计验证，包括设计参数验证、机构运动验证等，并撰写产品技术报告。1.2 研究的背景目前，对烧伤危重病人护理、治疗都存在很大困难，尤其病人在治疗时需要翻身移动某个部位，给病人带来很大痛苦，也给医护人员造成很大不便。如果有一种床，它能自动使病人翻身，并且床的各个部位都能活动，使病人不用翻身就可暴露刨面，进行治疗和护理。并且严重烧伤部位不需要受力、受压，减少病人痛苦，加快创面治疗愈合，可目前国内市场还未见到有这些功能的翻身床。为解决临床急需，人们研制出了烫伤医疗翻身床。以前，医用翻身床采用液压翻
8、转升降机构，其结构复杂，该翻身床在翻转床体时采用双头十字固定，一是不牢靠，二是不易对准位置，操作起来极为不方便，尤其是翻身床的床面采用硬质板床面，透气性差，不仅不利于烧烫伤床面渗出物的排出，而且增加了病患者的痛苦。另外，在治疗烧烫伤患者的过程中，对烧烫伤创面食物保暖是不可比少的措施，公知的保暖治疗架是采用木制体，并用白炽灯为患者创面提供热源，其作用单一，保暖效果差，而且无法调节和满足局部创面保暖的需要，直接影响了治疗效果，同时，灯泡的强光刺激着患者的休息，若灯泡爆碎，会导致不安全因素的发生。因此，相比较之下，研制出的烫伤医疗翻身床具有多功能的特点，烫伤医疗翻身床主要供医院烧伤、烫伤病员作抢救、
9、治疗、转运用。当伤员大面积烧伤特别是躯后干烧伤时，为使创面充分暴露、促进干燥,避免长时间受压,烧伤患者需要经常更换体位,但大面积烧伤者,自动与被动更换体位都有困难,需采用此翻身床。与现有技术相比，该翻身床翻转灵活，实用方便，对治疗和保证烧烫伤创面药物的持续供给，促进创面新陈代谢，增强肌体免疫力及缩短治疗周期有着很好的综合实用效果。但在实际临床工作中，医护人员需在翻身床的周围加上白炽灯用于伤员的保暖和治疗作用。目前国内已有成熟的企业生产的热辐射式烫伤翻身床在临床上以得到广泛应用，社会效益和经济效益明显。1.3翻身床的发展目前市面上出现的翻身床种类繁多，有的是专门帮助残疾人病人翻身的床，有的是专门
10、帮助行动不便的老人翻身的床，这些翻身床都有仰平卧、左侧卧、右侧卧、坐位、蜷腿、抬腿、坐便或卧便等功能，可以完成大小便、吃饭、移动、洗头、洗脚难等多方面的问题，只要床上人员意识清醒都可以自己完成翻身的动作。但对于烧烫伤病人，烧伤部位的不同，在治疗和护理情况下，这些翻身床是达不到技术要求的。 以前，我国在治疗大面积烧伤及危重烧伤病人时，曾采用了一种翻身床，它由用角铁，圆管和扁铁通过螺钉连接而构成的床架，连接在床下方带行走轮的支撑，以及床身升降装置，它由齿轮及与其相啮合的伞齿轮，与伞齿轮相啮合的齿条构成，床架上方设置有搁手搁脚板，它是通过内，外套管经螺钉与床架固定锁紧连接的，以及通过带翻身转盘连接的
11、上，下床面和位于床面上方的防护罩构成，在上，下床面设置有大小便孔，这种翻身床有以下缺陷：（1） 翻身床整体强度低，床面与床支撑容易变形，尤其是体重肥胖病人翻身时夹不紧，容易使病人烧烫伤面以及结痂而损伤和搓伤。（2） 床身升降装置操作即不方便，又不灵活，易造成床身摇动，而且升降速度慢，费时费力。（3） 搁手搁脚板的滑动及升降均不灵活，而且固定锁紧不牢固，容易脱落，不安全，这样会给病人造成新的创伤面。（4） 功能单一。所以根据需要，市面上出现了一系列的多功能翻身床，其型号多种类，多功能烫伤医疗翻身床的产生能够有效的保证翻身床整体结构牢固，稳定，安全性好，并且操作简单，使用灵活。如图1-1。由于床框
12、架两侧的纵支撑由异型管制成，其上设置有可自如滑块，升降及定位锁紧牢固的输液架和搁手搁脚板，搁手搁脚板上有可拆卸的换药支架或预防蹿动支架，并且搁手搁脚板可成90翻转，所以，不仅床架坚固耐用，不易变形，而且便于对病人创伤面的清洗，消毒，换药，同时，可防止病人因疼痛引起的四肢躁动，避免给病人带来不应有的痛苦和再创伤。又由于在床框架两侧下方设置有与带行走轮支撑相连的连杆式螺旋升降机构，它承受力大，升降范围在300mm之间，所以它简便操作，省时，省力，并能减轻医护人员的劳动强度，只需要一个人操作就能使床身平稳，灵活，地升降到临床所需要的最佳位置，有利于治疗，又由于在床框架上方的下床面一端设置有平铺下肢部
13、位升降机构，临床应用时，可是下床面的下肢部位升起到所需要的位置，这样，不仅便于换药，有利于治疗，而且，对病人可促进血液循环减少渗出，预防和纠正休克和其他并发症，同时，可防止下肢部位形成创伤，避免造成交叉感染。 图1-1 多功能烫伤医疗翻身床1输液架 2防护罩 3大，小便孔 4钢网 5上床面 6内框架 7下床面 8翻身转盘 9床身支架 10齿条 11可调支撑 12连杆式螺旋升降机构 13带行走轮 14外套管 15内套管 16 定位锁紧机构 17圆形托管支架板 18换药支架 19纵支撑 20床框架 21放躁动支架 22搁手搁脚板由于床框架两侧的纵支撑由异型管制成，其上设置有可自如滑块，升降及定位锁
14、紧牢固的输液架和搁手搁脚板，搁手搁脚板上有可拆卸的换药支架或预防蹿动支架，并且搁手搁脚板可成90翻转，所以，不仅床架坚固耐用，不易变形，而且便于对病人创伤面的清洗，消毒，换药，同时，可防止病人因疼痛引起的四肢躁动，避免给病人带来不应有的痛苦和再创伤。又由于在床框架两侧下方设置有与带行走轮支撑相连的连杆式螺旋升降机构，它承受力大，升降范围在300mm之间，所以它简便操作，省时，省力，并能减轻医护人员的劳动强度，只需要一个人操作就能使床身平稳，灵活，地升降到临床所需要的最佳位置，有利于治疗，又由于在床框架上方的下床面一端设置有平铺下肢部位升降机构，临床应用时，可是下床面的下肢部位升起到所需要的位置
15、，这样，不仅便于换药，有利于治疗，而且，对病人可促进血液循环减少渗出，预防和纠正休克和其他并发症，同时，可防止下肢部位形成创伤，避免造成交叉感染。救治大面积烧伤病人，避免床面长时间受压，定势翻身换药为重要的治疗措施之一，目前国内生产的翻身床虽然基本上解决了病人翻身问题，但在临床使用过程中仍存在某些不足，基于此，市面上出现了此多功能翻身床，具有：折叠灵活的边床板，使整体床面加宽，防止病人掉床。有可调温棚架，便于隔离，预防感染，减少渗出，促进愈合。床棚架上附有肢体悬吊带，便于换药，利于肢体水肿消退。背床板设有升降靠背，利于头面部，呼吸道烧伤病人的救治。床板质地较硬，利于危重病人抢救时胸外按压，人工
16、呼吸的有效实施，边床板折叠后可作手术床使用等特点，该床设计合理，制作规范，使用方便，经两年多的临床应用，无论对大面积烧伤病人的救治或截瘫病人的康复均取得满意的效果。但与本课题所要研究的烫伤翻身床相比，只有些小结构不同，在于搁手搁脚板的结构，升降机构。总体来说，其功能是一样的。随着中国国情，民情，烧烫伤病人的需要，根据当今社会智能化的发展，目前，市场上产生了多功能电动烧伤翻身床，其特征在于：床体包括上床体和下床体，上床体和下床体的侧面带有可扣合的防护带，上床体和下床体的两端带有滑槽，滑槽中安装有滑块，滑块通过铰轴安装在连杆的末端，连杆通过位于其中间的转轴连接在床架上，连杆的转轴与铰轴之间通过螺纹
17、连接有调节螺杆。该床的上床体和下床体之间间隙的调整以及床体的翻转都可以通过电机驱动，减轻了医护人员劳动强度。同时，上床体和下床体之间十字交叉的连杆可以大大提高整体结构的稳定性，特殊的床架结构又降低了床体的重心，有利于提高结构的稳定性。多功能自动烧伤翻身床的两侧护拦都可抬起或落下，病人上下床时很方便，也可起到护拦作用。床体有透明玻璃钢罩保温，钢罩由四部份组成，可根据不同部位需要而选用。床面由16块可活动床板组成，每块小床板可以上下翻转45角，整个活动角度为90，任选性强，可让任一块翻板上下翻转对不同部位的烧伤都可以使创面暴露，利于治疗和创面的愈合。病人需要翻身时，可使一侧的床板同时翻起，整个床面
18、形成一个角度，可使病人很容易地翻转身躯。如果病人只有局部创面需要治疗或护理，可不需要病人翻身，只需调整那个部位的床板，使其下翻就可露出剖面，喷药治疗或护理都很方便这样即可以减轻病人痛苦，又可以减轻医护人员劳动强度。每块床板可以轮换下翻，病人不用翻身创面即可轮换透气加快创面愈合。此功能由电脑程序自动处理。随着社会的发展，烫伤医疗翻身床会得到更进一步的改进，对于烧伤病人的抢救，治疗会体现出烫伤医疗翻身床的优势。1.4 论证方案了解烫伤医疗翻身床的工作原理和机能原理，热辐射式烫伤翻身床的结构组成，掌握主要技术参数，如外形尺寸，使用尺寸，翻转角度，上，下床面之间的距离及离地面的最高和最低高度，烫伤医疗
19、翻身床能承受的最大载荷，为下面结构的分析作铺垫，开始机构的受力与运动分析，主要对产品在极限状态下及翻身床在不同方向推动下的稳定性分析。主要步骤如下：（1）受力分析，主要包括有床面支撑力分析，床面翻转力的受力分析，整个床体支架的受力分析，（2）运动受力分析，主要包括有床身的倾斜调节，（3）稳定性分析，主要是翻身床在行走过程中，上斜坡时，斜坡的最大角度计算，及在载荷的最大情况下所要分析的稳定性。然后根据得出的结论写出翻身床的产品技术报告。第二章 烫伤医疗翻身床的介绍2.1床体的结构组成热辐射式烫伤翻身床主要由辐射体和支撑体（包括翻身床体和悬撑体）等部分组成。翻身床体包括：固定床身、调节机构、脚手搁
20、板、活动床身、上床面、下床面、点滴挂钩、床垫等。结构组成如图2-1：2349121110图2-1 热辐射烫伤床外型图1点滴架 2热辐射体3上层床面4翻转机构 5下层床面 6安全带7活动床身8支撑调节杆9脚轮机构10床面升降摇柄机构 11.脚手搁板 12控制面板 13悬撑体床体由活动床身（7）、床面升降摇柄机构（10）、翻转机构（4）、上层床面（3）、下层床面（5）、脚手搁板（11）、脚轮机构（9）、支撑调节杆（8）等主要部件组成。各部位机构作用如下： 1) 活动床身：用于支撑上下床面和升降机构及头部升降机构，实现床面的翻转和床面纵向调节功能；2) 床面升降摇柄机构：床体端部设有摇柄机构, 机构
21、由丝杆、手柄、转动盘和摇杆组成,通过手柄调节床面与床体底座的倾斜角度。实现病人的头部体位运动。3) 翻转机构：床头和床尾均设有翻转机构。翻转机构由转盘、转轴、固定板和拔销组成，上、下床面均通过调节螺杆和锁紧螺母固定在转盘上，翻转机构用于病人由俯卧转为仰卧姿势时进行360度翻转转换床面。实现了非接触式转换。一人双手扶住上、下床面，另外两人分别将支撑调节杆松开放倒，然后拔出床两头固定板上的拔销，随后三人协力将上、下床面翻转180，当拔销自动锁住转板后，将支撑调节杆支撑在床边上，并仔细将床面调平锁紧。4) 上床面：用于病人仰卧姿势。只有当病人需要翻身治疗时才使用。平时应取下，以便照明光线好，利于护理
22、。5) 下床面：通过调节螺杆和锁紧螺母固定在床体上。用于病人仰卧姿势，中间设有方孔和插板，当病人大小便时拉开插板。6) 脚手搁板：床头两侧设有双臂托板，床尾两侧设有双腿托板,可以随意调节高度至病人需要的位置。7) 脚轮机构：采用万向轮及制动装置，便于病床移动和定位锁紧。 8) 上、下床垫：均采用海绵垫，其中间同样设有方孔和方孔软垫，使用时应与床面方孔对齐。 9) 支撑调节杆：用于床面支撑加固，以免床面左、右摇动。 2.2热辐射体的机构组成热辐射体（12）由热辐射元器件、开关控制电路、反射罩、防护网和防护罩等主要部件组成。各部位机构作用如下：1) 热辐射元器件：热辐射元器件采用目前市场上常见的热
23、辐射管。通过反射装置向空间特定方向发射热辐射来实现传热功能。2) 开关控制电路、开关面板：根据烧伤创面不同位置的需要，进行全方位或局部照射的治疗，即实现分组调控，以达到控制调节局部供热及维持恒温的目的。用公知的常规电路设计原理，设置总开关、分开关、复位开关和2小时的定时开关，可根据治疗需要任意设定治疗时间。开关面板布局清晰，易于操作。3) 反射罩：附加在三组热辐射管上的反射罩，可将辐射源向空间特定方向发射来更好地实现传热功能。4) 防护网和防护罩：不锈防护网和发热装置的金属外壳有效地将电热元件和控制电路封闭起来，有利于医护人员的安全操作。2.3 烫伤医疗翻身床的工作原理具有一个可翻转的上下层床
24、体，可以进行手动360翻转，床面采用柔性软质材料，床体两端处设有转动机构和调节构件，并通过倒字型连接件与床底架固连在一起，在两侧的纵支撑上设置有可自如滑动、升降及定位锁紧牢固的输液架和搁手搁脚板，其上有可拆卸的换药支架或防躁动支架，而且搁手搁脚板可翻转，于床框架下方有可调节床身升降的连杆式螺旋升降机构，下床面一端有平躺下肢部位升降机构，所以，它能够有效地保证翻身床的整体结构坚固耐用、稳定、安全性能好，并且操作简便，使用灵活。翻转机构和床身倾斜机构图如图2-2和图2-3。图2-2 床身倾斜调节机构图2-3 翻转结构2.4烫伤医疗翻身床的设计的关键技术烫伤医疗翻身床的关键技术为烫伤翻身床的床身和上
25、下床面的配合以达到病员翻身的目的。床面支撑受力、床面翻转、床身倾斜调节以及在临床的稳定性都是设计的关键技术，必须都能够按照要求对翻身床分析设计，误差均在企业注册标准规定的范围内。辐射体是根据红外石英管的物理特性，设计在一个温度可调节的范围内通过红外线渗透性对伤口进行热辐射治疗。电路设计和电气安全性能完全能达到医疗器械安全标准，电路设计是按照公知的电路设计原理来设计，同时严格工艺要求和电气件进厂验收规程，保证产品生产的稳定性和安全性。2.5烫伤医疗翻身床的主要工艺技术要求技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。烫伤医疗翻身床是采用不锈钢材
26、质制成，焊接牢固，表面光滑，易擦洗、不生锈；整体床板上、下起伏地轮翻，整体床板、右侧轮翻，整体床身高度的灵活调整。加工中严格按照零件图纸尺寸及作业指导书要求进行加工、检验，保证产品尺寸在图纸及作业指导书要求的公差范围内，未注明尺寸的公差全部按照国标的规格来查找。各零部件无缺陷，按图纸尺寸及作业指导书焊接装配到位，牢固可靠、焊点均匀美观、表面打磨平滑无毛刺。并且按图纸尺寸及装配工艺作业指导书规定的技术要求进行组装，并经过调试、检验合格。工艺流程图如图2-4图2-4热辐射式烫伤翻身床工艺流程图2.6烫伤医疗翻身床的使用性能指标1. 旋转圆盘及床身装配后，应牢固可靠。2. 床面单双侧任意翻转角度为0
27、-360度，翻转灵活，定位准确，工作可靠。3. 床面尾部对照水平位倾斜角度为：5度（端差：165mm），在调节范围内，任意角度可自锁。4. 搁手搁脚板水平旋转角度为：180度5. 搁手搁脚板向上抬起可调节角度为0-30度，调节灵活。6. 床面排便窗口开闭灵活。7. 安装脚轮最少应有两只制动轮（对角刹），脚轮及紧固件安装后应牢固可靠不许松动，但脚轮转动应灵活，不得有杂音及卡死现象。8. 载重量要求：将烫伤翻身床置于水平地面上，当床面均布170负载时，床面180翻转灵活，撤除重物后，床面180翻转灵活。9. 热辐射均匀性：加热器表面温度不均匀度应不超过20%。2.7烫伤翻身床的研制与应用根据烧烫伤
28、病人的所受伤的部位，且受伤部位不能受压，定势翻身换药的情况下，为此特别研制了烫伤医疗翻身床。根据研究市场上同类产品的技术指标，临床应用情况，制定了本产品的质量标准，技术指标，工艺要求、关键技术等，试制的样品符合国家，行业标准相应的检验合格。烫伤翻身床的研制必须要符合这些规定。烫伤医疗翻身床可根据病人的病情的需要选择任意体位。根据性能要求，活动床身的倾斜可以在上下5范围内，由于在床框架上方的下床面一端设置有平铺下肢部位升降机构，临床应用时，可是下床面的下肢部位升起到所需要的位置，这样，不仅便于换药，有利于治疗，而且，对病人可促进血液循环减少渗出，预防和纠正休克和其他并发症，同时，可防止下肢部位形
29、成创伤，避免造成交叉感染。床边也有搁手搁脚板，搁手搁脚板向上调节的角度为0-30度，根据受伤部位的不同，床体也可以翻转180度。使得烧烫伤病人有更好的治疗。烫伤医疗翻身床在手术中的应用，烧烫伤患者往往伤情重，病情复杂，病死率高，创面修复是保证患者早日康复的关键之一，而对创面的修复离不开手术，手术过程中变换体位时需要多人参加，合理的手术体位是手术成功的基本保证，烧烫伤患者手术的种类较多，手术时间长短不一，特别是大面积烧烫伤患者，由于创面范围的广泛散在，且要选择适当的部位作供皮区，因此，在术中需将患者由仰卧转为俯卧，或由俯卧转为仰卧，若创面位于背部，就必须俯卧后手术，这样在麻醉期转动体位或在俯卧下
30、手术对患者都会带来不便。因此合适的体位对患者是十分必要的，体位的转动必须平稳，操作必须熟练，翻身床具有翻身灵活，方便，适用等优点，避免了患者皮肤与手术床面的摩擦，减少了翻身时而导致病人身体的扭曲而脱离床面，减少并发症，提高工作效率。第三章 烫伤医疗翻身床设计验证计算以烫伤医疗翻身床为主体，对烫伤医疗翻身床的整体结构，翻身结构，调节机构进行设计验证。整体结构的分析主要包括为床面的支撑受力，活动床身的支撑受力，翻身结构包括为床面的翻转受力分析，调节机构的分析主要包括床面角度调节机构，进而进行设计参数验证、机构运动验证。主要内容如下。3.1 床面运动与受力分析3.1.1床面支撑受力分析床面支撑受力原
31、理如图3-1，上下床面的两端支撑采用连接套与活动床身上的转盘上下螺杆相连，并采用螺母锁紧，所以床面不能横向和纵向蹿动，只能随着转盘转动而转动。图3-1 床面支撑受力原图根据原图得知，由于两边均为固定连接，所以两端支撑简化为固定端A和B，载荷为F，受力简图如图3-2所示。图3-2 床面支撑受力简图由于床面主要受力为垂直力，且活动床身支撑刚性较好、变形较小，所以两端支撑固定端A和B的水平反力可略去不计，即Ha=Hb=0，二端支撑的反力共有四个，即垂直反力Va 和Vb，扭矩Ma和Mb，为二次超静定梁。由机械设计手册表1-63中两端固定梁的计算公式，计算受力如下：（1） 床面长度L=1.925m（2）
32、 床面受力F=170kg=1666N（3） 两端垂直反力Va=Vb=F/2=833N（4） 两端扭矩Ma=Mb=FL/8=400.9Nm3.1.2 床面翻转受力分析根据设计要求，上下床面可以在0360范围内进行自由旋转，旋转采用手动进行。从原图结构来看，如图3-3。上下床面围绕转盘旋转，由于上下床面不能纵向，横向蹿动，所以可以将转盘作为固定中心点来分析床面的翻转力。图3-3 床面翻转受力原图床面宽度为556mm，假设床面处于水平位置且承载荷重F为均匀分布时，作用于床面外侧的最小旋转力P小于1kg（9.8N）；在床面最大承载F=170kg（1666N）且床面翻转为垂直状态时，根据力矩平衡原理得出
33、作用在床面外侧的最大旋转力P=F56/278=335.6N约为34kg。受力简图如图3-4所示。图3-4 床面翻转受力简图3.2活动床身运动与受力分析3.2.1支撑受力分析床面所承受的荷载通过转盘上的八字架传到活动床身底部的四个均布的铰支座C1、C2、D1和D2上，分别与调节机构和固定床身相连接，转盘两侧面分别与上下床面支架和活动床身八字架相连。如图3-5，3-6。简化时所以将C1、C2、D1和D2 简化为固定点，从床面支撑力计算里是将转盘作为支撑点，得出支撑受力Fa 和Fb 。如图3-7。按载荷均匀分布分析受力，床面与转盘的连接支撑点A和B处的载荷Fa与Fb相等，为Fa=Fb，考虑载荷均匀可
34、忽略由于转盘厚度而造成的偏心距（48.5mm）引起对活动床身的弯曲扭矩。由受力平衡条件可知，四个铰支座C1、C2、D1和D2处的垂直反力分别为VC1=VC2= VD1=VD2，水平反力为HC1=HC2= HD1=HD2，铰支座C1和C2的水平反力HC1和HC2互相抵销，D1和D2的水平反力HD1和HD2互相抵销。受力简图如图3-7所示。图3-5 支撑受力左视图图3-6 活动床身支撑受力原图图3-7 活动床身支撑受力简图计算如下：Fa=Fb=F/2=833N由于VC1 +VC2 +VD1 +VD2= Fa +Fb VC1=VC2= VD1=VD2=416.5NA C2 C1 =arctan450
35、/245=61则 HC1=HC2= HD1=HD2=416.5/tan61240.53.2.2床身倾斜调节计算床身倾斜调节原图如图3-8，图3-9。活动床身底部铰支座D1和D2分别与固定床身的铰支座连接，活动床身底部铰支座C1和C2分别与床身调节机构的转动板上铰点连接，床身调节机构的双杆组合件的左右下铰点分别与固定床身的铰支座E1和E2连接，双杆组合件的左右上铰点F1和F2分别与转动板下铰点连接，双杆组合件的中间铰点G与摇杆连接，摇杆通过螺旋机构可以伸缩，并且螺旋机构通过铰点H支撑在活动床身上。 3-8 床身倾斜调节原图图3-9 倾斜调节图所以将E1 E2 D1 D2 作为固定支点，E1 E2
36、 F1 F2 G这五点在一个构件双杆上，并随着螺旋传动的伸缩可以摆动，所以运动轨迹画成圆弧，同样CF杆也是随着C点做摆动，但是C点不是固定点，会随着床身的上下摆动而移动，HG是螺旋传动的轨迹，通过螺旋传动来完成床身所需角度的要求。通过旋转手柄，可以使活动床身的倾斜角度在+3.5-5的范围内，利用作图法得出结论，其向上倾斜的最大角度和向下倾斜的最大角度是根据螺旋机构的极限位置来得到。如图3-10和图3-11所示。图3-10 活动床身向上倾斜位置图3-11 活动床身向下倾斜位置床身调节机构的连杆机构简图如图3-11所示。在活动床身处于水平、向上倾斜3.5和向下倾斜5等三个位置时的手柄驱动力分析如下
37、：（1） 活动床身水平位置活动床身水平位置时即倾斜角度为0，床身调节机构的连杆机构受力简图如图3-12所示。连杆机构铰点C承受来自于活动床身的垂直载荷FC=833N，由连杆机构当前位置时的力平衡原理可计算得各铰点处的内力为： （3-1） 其中FG1为螺杆机构的轴向载荷，由机械设计手册表12-1-3所列公式，得螺杆机构的驱动力矩M为： （3-2）其中：r为螺纹中径，T182.5螺纹的中径r=18-0.52.5=16.75mm为螺纹升角， （3-3）为当量摩擦角，所需螺纹为梯形螺纹，其牙型角为30，所以f =f/cos(2/)=1.035f 所以，为摩擦系数，螺杆螺母的材料都为45钢，由机械设计手
38、册表12-1-5取f=0.15，则=8.824由此，驱动力矩M=127.3716.75tg(1.36+8.824)=0.383N*m，因手柄力臂长为134mm，所以手柄外侧的驱动力P=2.86N。图3-12 活动床身水平位置时床身调节连杆机构受力简图（2） 活动床身倾斜+3.5位置活动床身倾斜+3.5位置时床身调节机构的连杆机构受力简图如图3-13所示。连杆机构铰点C承受来自于活动床身的垂直载荷FC=833N，由连杆机构当前位置时的力平衡原理可计算得各铰点处的内力为： 螺杆机构的驱动力矩M为：M142.2716.75tg(1.36+8.824)=0.428 N*m手柄外侧的驱动力P=3.19N
39、图3-13 活动床身倾斜+3.5位置时床身调节连杆机构受力简图（3） 活动床身倾斜-5位置活动床身倾斜-5位置时床身调节机构的连杆机构受力简图如图3-14所示。连杆机构铰点C承受来自于活动床身的垂直载荷FC=833N，由连杆机构当前位置时的力平衡原理可计算得各铰点处的内力为：螺杆机构的驱动力矩M为：M=213.7716.75tg(1.36+8.824)=0.643N*m手柄外侧的驱动力P=4.8N图3-14 活动床身倾斜-5位置时床身调节连杆机构受力简图3.3.床身稳定性分析稳定性分析说明：床身移动方式为人工推行，速度较慢，因此可不考虑由于推行速度而引起的移动性影响，各种受力条件下的稳定性分析
40、按静态受力状态进行。分析烫伤翻身床空载时在斜坡上的稳定性，并且能计算出最大的斜坡角度，同时也要计算出翻身床在承受最大载荷，并且翻身床所受的翻转力也是最大时，分析其稳定性。3.3.1床身放置或移动时的最大横向倾斜角度的分析床身空载自重G为135kg（1323N），重心高度为1.122m，重载（载荷F=170kg）时的合力重心高度为966mm，所以按空载时的床身受力条件计算床身放置或移动时的最大横向倾斜角度，当床体的重心通过床体车轮的重心时，床身处于倾斜的极限位置，当床体的重心在床身的车轮重心之外时，翻身床就会翻到。床身空载横向倾斜时的受力简图如图3-15所示。图3-15 床身空载横向倾斜时的受力
41、简图床身放置或移动时的最大横向倾斜角度为：3.3.2床身最大横向倾斜角度时的稳定性分析当床身承载最大载荷时，并且将载荷翻转到90，即翻转力最大的时候，这时床身处于最大横向倾斜角度时的重载翻转时的稳定性条件最差，根据上述所算出的斜坡的角度来验算翻身床在承受最大载荷时，是否能稳定。其受力简图如图3-16所示。稳定性验算如下：倾翻力矩： （3-4）稳定力矩： （3-5）稳定性系数： （3-6）稳定性系数K大于1，即稳定力矩大于倾翻力矩时，此状态是稳定的。图3-16 床身最大横向倾斜角度时重载翻转受力简图结论：床身放置或移动时的最大横向倾斜角度为12度，所以在小于12度上的放置或移动不会产生倾翻。总
42、结以上是我对烫伤医疗翻身床的计算验证的全过程，在本次设计中，不仅要求学会整个翻身床的设计方法，并且要求熟悉翻身床的结构、翻身床的工作原理和翻身床的性能等方面的知识，通过要了解这些方面的内容，我查阅了很多资料，文献。通过此次设计使我提高了分析问题和解决问题的能力。当然在设计的过程中遇到的问题也非常多，由于多烫伤医疗翻身床的部分结构没有很好的理解，所以在画简图的时候，会跟原图不对应，对于机构的运动轨迹没能很好的掌握，所以在计算时就会出错。本次设计中，主要运用到了机械设计，力学，机械制图，机械原理等知识，由于大二的时候对于力学分析没能学好，所以在计算中就不知道从何下笔，如在计算烫伤翻身床的下肢体部位
43、倾斜调节，没能用几何解析的方法算出上下倾斜的角度，最后利用作图法做出角度，在计算手柄的驱动力时，对于力学不熟悉，也是在老师的帮助下，得出结论。通过本次课题设计，我逐渐对烫伤翻身床的结构有了更好的了解，也对于我以后分析问题做了铺垫，这是一种基本技能的训练，是提高我们分析和解决实际问题能力的有效措施。在该课题的设计和计算过程中涉及并运用了许多基础和专业知识，并且通过文献对烫伤医疗翻身床及其机构也有了比较深的了解，扩展了我的知识面，提高了自己查阅资料，整理资料的能力。计算绘图等过程使我对CAD等软件有了更加熟练的掌握，对今后的学习和工作有很大的帮助。但由于知识水平有限，在计算、设计及绘图过程中不可避
44、免的会出现错误，请各位尊敬的师长和专家们给予批评指正。致 谢毕业设计是大学的最后一门课程，也是最重要的一门课程。其所需要掌握的知识基本涵盖了大学以来大部分课程的知识。在接到课题时，我深感荣幸能够遇到如此负责认真的老师来指导我完成这最后一门课，为我的大学生活画上一个完满的句号。本课题设计的完成是在我们的导师黄卫老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了黄老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！ 还要感谢我的同学
45、们，是你们在我平时遇到难题的时候帮我解答，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。再次，大学生活四年，我也非常感谢我的母校，她给我提供了良好的学习生活环境，从内心深处深深的感激那些曾经教导过我的老师，让我能够顺利的完成这四年的大学生活，还有我的同学和朋友们，感谢他们对我的帮助，支持和鼓励，是你们陪伴我度过了大学生美好的时光，这将是我一生都无法忘却的经历。最后诚挚的感谢评阅和审议本论文以及参与论文答辩的专家，教授。参考文献1 P.C. Tseng，A. Chou. The intelligent on-line m
46、onitoring of end milling. International Journal of Machine Tools & Manufacture 42 (2002) 89972孙训方. 材料力学M. 北京：高等教育出版社，2009.3 刘金春. 结构力学M. 北京：中国建材工业出版社，2003.4 吴克坚，于晓红，钱瑞明. 机械设计M. 北京：高等教育出版社，20035多功能烧烫伤翻身治疗床的专业说明书P. 中国.实用新型专利.A61G7/00.1999.09.116 多功能烧烫伤保暖治疗翻身床P. 中国.实用新型专利. A61G7/057.1999-9-17 多功能电动烧伤翻身床P . 中国.实用新型专利. A61G7/057. 1995.07.05 8一种改进的多功能烧烫伤翻身治疗床P . 中国.实用新型专利. A61G7/008. 2007年09月26日9成大先.机械设计手册第三版第3卷.北京：化学工业出版社，199910谢丽英. 大面积烧伤患者使用翻身床的安全护理J. 护理学报，2009第16卷12期11刘宇，赵京，李谦 . 多功能护理翻身床
