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1、摘 要自助型多功能病床是一种针对危重病人和瘫痪病人的特殊需要而设计的，能随意调节床的背部和脚部的角度。即使不能自理者，护理人员也可通过床边的控制器进行操作，减少照顾病、残患者的劳动强度。本文详细论述了针对缺乏自理能力的老年人及行动不便的病人设计的多功能护理床的基本结构和功能原理。该病床能够帮助病人实现坐起、屈膝、翻身、排便及吃饭，解决了护理病人过程中的诸多不便，进而增强了我国护理业服务，有力地促进了我国的医疗保健事业的发展。该设计对病床的各项功能进行了结构设计、原理分析、零件尺寸计算及强度较核，基本上实现了各个装置的正常运行。关键词：多功能病床；设计；校核The design of self-
2、service model Multi-functional sickbedStudent:WANG Zhi-bin Teacher:LIU YuAbstract:The design of self-service model Multi-functional sickbed is designed for those critically ill patients and the special needs of paralyzed patients designed bed is able to adjust the angle of the back and feet. Even if
3、 we can not take care of themselves, the nursing staff can also be operated bedside controller to reduce the care of sick and disabled patients with the labor intensity.The basic structure and functional principles of multifunctional care-beds which are designed for those old patients who lack of go
4、vernance of themselves and those patients who lack of the ability to control their mobility are elaborated in the essay. Much inconvenience in the course of nursing patient can be resolved by the care-beds which can help patients achieve sit up, bend knees, emancipated, eduction shit and eat. This i
5、n turn augments nursing service in our country and effectively promotes the development of the cause of our health care. The design has finished the options of programme, analysis of the principle, calculation of parts size and check of the strength security, as a result achieves the realization of
6、normal operation to each device in the care-beds.Key words:Multi-function nursing bed; design; checking 目 次摘要 Abstract 1 绪 论 11.1 设计的目的和意义11.2 国内外研究状况及发展趋势11.3 设计的目标和任务22 各功能的设计方案42.1 设计流程42.2 床板结构示意图42.3 坐起的设计方案52.4 屈膝的设计方案52.5 左右翻身的设计方案62.6 床上排便的设计方案72.7 吃饭装置的设计方案73 控制系统原理的设计方案93.1 控制端设计93.2 控制过程设
7、计93.3 电动机的正反转控制电路94 机构设计114.1 基本参数的设计114.2 各机构的设计114.2.1坐起机构的设计（图解法）114.2.2屈膝机构的设计（图解法）124.2.3左右翻身机构的设计（图解法）134.2.4排便活门机构的设计134.2.5餐桌机构的设计144.3 多功能病床三维图155 零件设计165.1 电动机的选择165.1.1屈膝电动机165.1.2左右翻身电动机175.1.3方便活门电动机185.2 坐起液压缸的设计与校核185.3 屈膝机构中零件轴的设计与校核205.4 翻身机构中零件轴的设计与校核215.5 螺杆的设计与校核226 设计总结256.1 方案的
8、评价256.2 与相近产品的比较及主要创新点256.3 应用前景25致谢 26参考文献 27附录1 28附录2 29附录3 30附录4 31附录5 31附录6 32附录7 321 绪 论1.1 设计的目的和意义自助型多功能医用病床是针对生活不能自理的病人、危重病人和特殊需要的病人而设计的，能随意调节床的背部和脚部的角度。即使不能自理者，护理人员也可通过床边的控制器进行操作，减少照顾病、残患者的劳动强度。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。设计一种用于医院重症病人用的多功能床，解决病人身体和生
9、理方面的需要（坐起、翻身、排便等），也减轻护理人员的劳动强度。针对市场需求开发设计一种结构简单、工作可靠、使用方便的多功能病床并进行零件尺寸计算及强度较核，对于产品的产业化具有重要的意义。1.2 国内外研究状况及发展趋势中国于1999年10月提前进入人口老龄化国家的行列。据报道，中国不仅是世界上老龄化人口绝对数最多的国家，而且也是世界上老龄化速度最快的国家之一。在2010年第六次人口普查当中，60岁及其以上老年人口已达1.77亿，占全国总人口的13.26%（其中65岁以上老年人口为1.18亿，占8.87)，并以年均3.32的速度持续增长。更为突出的是，我国80岁以上老年人口已达1900万，并以
10、年均5.4的速度惊人递增。人口老龄化的趋势使老人有更多患慢性病的机会，根据统计资料约79.1的老人至少有一种或一种以上的慢性病，而慢性病的患者有较高的残疾机会、较差的功能状态和较高的死亡率，因而将出现一个健康最弱的群体。其中突出的现象就是高龄老年人自我照料能力减弱，对家庭、社区、政府依赖程度加大。据调查，在80岁以上男性老人中，能自我照料的只占35.7。目前“空巢家庭”也已成为社会发展趋势，家庭式护理对老年人的关照也日趋减弱，客观上增加了老年人、残疾人护理的困难。由此可见，我国增强老年护理业服务、提高护理医疗设施的重要性和迫切性。在国外，医疗护理器械高新技术含量越来越多，对新工艺、新材料的要求
11、越来越高。医疗器械的发展趋势可从材料和产品形式两个方面来分析。从材料方面看，目前手术器械产品材质丰富，除广泛采用含钼不锈钢外，还采用铜、铝、特殊合金和塑料等材料；从产品形式来看，手术器械采用了现代新技术后正突破传统结构，向高效能、设备性发展，但国外这种复杂的多功能的护理器械造价高昂，功能操作相对复杂，在我国现在的经济水平下很难得到大众化的推广应用；在国内，相关的医疗护理器械发展不太成熟，特别是护理病床的发展远远不能满足实际的需要，功能比较单一、自动化程度不高等原因是现有一些多功能护理病床得不到大众化推广的原因之一。为了增强我国护理业服务，解决护理病人过程中的诸多不便，我们设计制造了这款新型的自
12、助型多功能病床，该病床共可以实现帮助病人坐起、屈膝、翻身、排便及吃饭五大功能，能够很好地解决病人护理过程中的大部分问题，并且病床由病人自己点动控制，按自己的感觉和意愿调整卧姿，舒适自知。同时螺旋连杆机构以简单易于加工的特点决定了其低成本性，适合大批生产和大众化的推广，对增强我国护理业服务，有力地促进了我国的医疗保健事业的发展有着重要的现实意义。1.3 设计的目标和任务卧床的病人，如果身体各个部位不经常活动，不仅会造成肌肉僵硬，关节功能萎缩，并且严重的还会影响局部血液流通，引发褥疮等疾病。因此，该护理床在设计时，首先在机械机构上将人体分为四个模块：上身，臀部，大腿和小腿，保证身体这四个部位都能单
13、独活动，具体人体设计尺寸，参考了我国成年人人体主要尺寸标准1，又从人体工程学的角度对活动空间范围进行适当的修正。其中：当求150百分位之间的百分位数时，式中取“”号；当求5099百分位之间的百分位数时，式中取“+”号。式中：均值； 标准差；K百分比变换系数（设计该护理床适合90%的人群使用，故以第5百分位为下限和第95百分位为上线，取变换系数K=1.645 1。）四块躺板不仅满足病人活动不同部位的需要，以满足人体日常生活和功能康复以及舒适度的要求。由于人体各部位的尺寸因人而异，而且人体的活动姿势随着具体情况的不同而不断变化，因而利用人体结构和尺度关系，采用标准的人体外形模板，便可以直观的求出人
14、体相对位置的设计参数。本护理床在躺板活动的角度设计上就借鉴了人体外形模板，以实现各部位活动角度和坐姿功能的实现。GB/T 14779-93标准规定了三种身高等级的成年人坐姿模板的功能设计基本条件、功能尺寸，是对人机系统进行考察研究、分析评价、试验设计不可缺少的重要辅助手段。目前，人体坐姿模板在轿车驾驶室的设计上应用比较成熟，该护理床通过对人体模板要求进行简化如图1-1所示，选择设计需要的尺寸角度进而指导设计。图1-1 坐姿实现角度2 各功能的设计方案2.1 设计流程开 始设计机构简图初定关键零件尺寸强度校核推算定位尺寸NO 由定位尺寸校验设计尺寸 计算关键 零件尺寸 YES结束2.2 床板结构
15、示意图图2-1 床板结构示意图如图2-1所示，床板分为8块，相互间用合叶铰接，左右翻时1、3、5、7或2、4、6、8一起绕X轴翻转；坐起时1、2一起绕轴翻转；屈膝时5、6一起绕轴向上翻转，翻转的同时7、8板同时被拖起，7、8板一起绕相对于5、6板向下转动，从而达到了屈膝的目的。图中A、B为排便的滑板，排便时A、B分别沿Y轴正、负方向往外滑动，打开一活门，从而满足排便需要。未工作时床板平置于床架上，和普通的病床一样。采用此种结构的床板，制造简易，且很轻松的克服了各功能间的相互干扰，满足了各个功能协调动作的要求。2.3 坐起的设计方案坐起机构是多功能病床上的一个关键机构，其主要的功能是实现患者在护
16、理床上的抬背及端坐功能。多功能病床的抬背机构由液压推杆1、抬背连杆2、抬背滚子3、背板及部分床架组成。设计液压推杆1一端铰接于床架A处，另一端铰接于抬背构件B处，抬背构件2一端铰接于床架B处，另一端通过滚子3与背板连接，中部床板焊接固定于床架C处，使之充当机架作用，液压推杆的推动使得抬背构件绕着床架发生转动，通过滚子的作用，使得背板绕着它与中部床板的铰接点B为转轴发生转动，简图如图2-2所示。图2-2 坐起机构简图（平躺状态）2.4 屈膝的设计方案屈膝机构也是多功能病床上的一个关键机构，其主要的功能是实现患者在护理床上弯曲脚的功能。屈膝机构是一个丝杆和四杆机构的组合,由电动机1、联轴器2、螺杆
17、3、螺套、轴承4、连杆5和7、摇杆6和8、滚子9和10组成。屈膝时由前端电机1驱动带动丝杠3进行传动，丝杆3带动螺套向右运动，电机轴和丝杠间用联轴器2和含有推向力轴承4连接件相连，后端通过连杆5作用支起大腿翻板摇杆6，通过中间连杆7带动小腿翻板摇杆8，从而达到屈膝的目的，简图如图2-3所示。图2-3 屈膝机构简图（平躺状态）2.5 左右翻身的设计方案左右翻身机构也是多功能病床上的一个关键机构，其主要的功能是实现患者在护理床上翻转的功能。左右翻身由电动机1、联轴器2、螺杆3、螺套4、连杆5、摇杆6及滚轮组成。翻身时由另外一台电动机驱动，电动机工作带动螺杆3转动，螺杆3带动螺套4向右（向左）运动，
18、由连杆5带动摇杆6（）旋转，使得床板8（7）绕E点旋转，从而达到左右翻转的目的，简图如图2-6所示。图2-4 左右翻身机构简图2.6 排便的设计方案排便机构是多功能病床上的一个辅助机构， 其主要功能是实现行动不方便的病人解决生理需求。如图2-5所示，7、8为用滑道连接在床板上的滑板，可在床板上滑动；6为一根弹簧，两端固定在7、8两板上，并保持一定的张力，将板拉紧。2、3为两个定滑轮，分别固定在床板的两端；4、5为两根钢丝绳，一端固定在滑板的一边，另一端固定在有凹槽的轮子1上；1为由电动机驱动的轮子；排便时，电动机工作，带动轮子1转动，钢丝绳被拉紧绕在轮子上，并将7、8板往外拉开；排便完后，电动
19、机反转，带动轮1反转，钢丝绳慢慢松开，7、8板在弹簧的拉力下合拢。图2-5 排便机构简图2.7吃饭装置的设计方案吃饭装置也是多功能病床上的一个辅助机构，其主要功能是帮助行动不方便的病人解决就餐的机构装置。如图2-6所示，1为一个滚子，固定在床的两边的槽子里，带有刹车装置；2为一根杆，分为两段；3为一个定位销；4为一块长方形木板，用合页板铰接；5为一块小三角形，与木板4用合页铰接在一起。不用时，把整个装置拨到床的边缘放置；用时只要通过床边的槽推动滚子1，滑到合适的位置，然后拔出杆2用定位销3固定，再把板块4般出，用三角板5来固定。图2-6 吃饭装置机构简图3 控制系统原理的设计方案3.1 控制端
20、设计本设计采用无线方式的控制端编程：主要采用红外二极管和红外二极管接收器组成的无线控制端模型（如图3-1所示）, 采用六个红外二极管及其接收器, 其中三个红外二极管（设定为K1K3）用于控制主电路的开通和关断（即电机的启动和关断）, 其余四个（设定为K4K6）分别用于控制三个电机的正反转（假定高电平为正转, 低电平为反转）。3.2 控制过程设计K1、K2或K3合上时, 相应的红外二极管发光, 使红外二极管接收器接收到相应的信号后, 使单片机(80C51)系列控制病床相应的回路导通, 电机开启。然后单片机监测K4K6对应的红外二极管接收器接收到的信号, 如果是高电平时, 则控制电机正转, 如果是
21、低电平则控制电机反转。 图3-1 无线控制端模型3.3 电动机的正反转控制电路如图3-2所示，该电路中，SB2、SB3为复合按钮，正转起动按钮SB2的常开触头用来使正转接触器KM1的线圈瞬时通电，其常闭触头串联在反转接触器KM2线圈的电路中，用来使KM2释放。反转起动按钮SB3与SB2一样。正转时，按下SB2，首先是其常闭触头断开，切断KM2线圈电源，然后才使其常开触头闭合，KM1线圈得电，电动机正转。反转时，直接按下SB3，其常闭触头切断KM1线圈电源，其常开触头接通KM2线圈，电动机反转，停车时，只需要按下停止按钮SB1，这样就实现了电动机正反转控制。 图3-2 正反转控制电路图4 机构设
22、计4.1 基本参数的设计根据一般常识确定床的基本尺寸为：长1.9m、宽1.0m、高0.61m。左右翻身时床板运动范围为080、坐起时床板的运动范围为085、屈膝时床板的运动范围为035、方便门两边各打开0.15m。4.2 各机构的设计4.2.1坐起机构的设计（图解法）多功能病床的坐起机构采用了液压缸单个线性推杆推动机构。查阅产品设计人机工程学手册【1】 得人体的坐高大约为800mm左右，所以本机构中床板的长度为880mm，滚子的直径为30mm，利用AUTOCAD图解法设计，取背板的中心长度为730mm，图4-1 坐起机构初始设计尺寸图查标准液压缸参数手册，选择液压缸的行程为120230mm，由
23、液压缸线性推杆的行程范围得出竖直距离为404mm，水平距离为556mm，由此得出线性推杆的初始安装位置，这样得到了初始状态下的坐起机构的尺寸，但由于机构需要满足运动要求，根据设计要求，将背板向上翻转85度之后，利用偏移命令，找到转动摆杆的所在位置，得出得出线性推杆的终点安装位置，这样就可以得到线性推杆的行程，其行程为190mm，此行程正好满足了线性推杆的选用范围，可以直接采用厂家提供的液压缸线性推杆。初步设计完成之后的尺寸如图4-1所示。4.2.2 屈膝机构的设计（图解法）多功能病床的屈膝机构采用了一个螺杆和四杆机构，用电动机的转动带动螺杆的传动使得带动连杆推动。查阅产品设计人机工程学手册【1
24、】 得人体的臂部大约为300mm左右，小腿大约为320mm左右，初步设计屈膝大腿床板的尺寸为325mm和屈膝小腿床板340mm，利用AUTOCAD图解法设计，这样得到了初始状态下的屈膝机构的尺寸，但由于机构需要满足运动要求，根据设计要求，将屈膝大腿的床板向上翻转35度之后，利用偏移命令，找到转动摆杆的所在位置，得出得出电动机及丝杆的终点安装位置，这样就可以得到丝杆的行程，其行程为102mm。初步设计完成之后的尺寸如图4-2所示。图4-2 屈膝机构初始设计尺寸图4.2.3 左右翻身机构的设计（图解法）多功能病床的翻身机构采用了一个螺杆、连杆和摇杆组成，用电动机的转动带动丝杆的传动使得带动推杆推动
25、。初步设计一边翻身床板的尺寸为460mm，初步确定转臂构件的尺寸的长为420mm。利用AUTOCAD图解法设计，这样得到了初始状态下的翻身机构的尺寸，但由于机构需要满足运动要求，根据设计要求，将背板向上翻转80度之后，利用偏移命令，找到转动摆杆的所在位置，得出得出电动机及丝杆的终点安装位置，这样就可以得到丝杆的行程，其行程为300mm。初步设计完成之后的尺寸如图4-3所示。图4-3 翻身机构初始设计尺寸图4.2.4 排便活门机构的设计结合实际条件，根据床的整体结构，确定部分零件的尺寸：定滑轮2、3的外径30mm，轮1外径50mm，钢丝绳各长1000mm。图4-4 排便活门初始设计图（主视图）图
26、4-5 排便活门初始设计图（左视图）4.2.5 餐桌机构的设计如图4-6所示，根据床体可大致确定餐桌机构的尺寸，总高大约为600mm，滚子1的直径为30mm，2杆两段高分别为300mm和200mm，3为一个直径为8的定位销，4板尺寸500mm180mm，6为50mm100mm的三角板块。图4-6 餐桌方案初始设计图4.3 多功能病床三维图 根据上述的设计，多功能病床的三维图如图4-7所示。图4-7 多功能病床三维图5 零件设计5.1 电动机的选择5.1.1 屈膝电动机1) 选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选用单相电容式减速电动机。2) 功率取t1 =10s，极限角度取35,摇杆角速度由第
27、4章的图4-2可得，摇杆的长度为210mm，则速度工作机所需要的电动机输出功率为由公式 KW 和 得 由电动机至工作机之间的总效率查附录4，可得=0.30，=0.98，=0.95，=0.98，=0.80。取负载F =2000N，所以 (忽略了轴的转动惯量及连杆质量)式中: F工作机的阻力，N ；V工作机的线速度，m/s ；工作机的效率，一般取0.940.96。电动机实际功率。所以选用额定功率为240W的单相电容式减速电动机。3) 转速由第4章的图4-2可知屈膝螺杆导程最短约为102mm。那么由上身坐起的时间取t1 =10s，螺杆螺纹间距d=5mm，可以得出电动机的最低转速约为5.1.2左右翻身
28、电动机1) 选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选用单相电容式减速电动机。2)功率取翻身时间=10s，极限角度取80，则转臂角速度由第4章图4-3可得摇杆的长度为420mm，则速度工作机所需要的电动机输出功率为由公式 KW 和 得 由电动机至工作机之间的总效率查附录4，可得=0.30，=0.98，=0.95，=0.98，=0.80。取负载F =2000N，所以 (忽略了轴的转动惯量及连杆质量)式中: F工作机的阻力，N ；V工作机的线速度，m/s ；工作机的效率，一般取0.940.96。电动机实际功率。所以选用额定功率为1000W的单相电容式减速电动机。3)转速由第4章图4-3可知左（右）翻
29、身螺杆导程最短为105mm，且翻身的时间t3 =10s.螺杆螺纹间距d=5mm，由此可以得出电动机的最低转速约为5.1.3方便活门电动机因排便活门采用滚珠滚动装置，磨擦较小且所使用恢复小弹簧的弹径系数较小，因此所需功率也很小，根据实际情况选用功率120W，转速 n=1r/s的较小电动机。5.2 坐起液压缸的设计与校核液压缸是液压传动系统中的执行元件，它是把液压能转换成机械能的能量转换装置。压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行原件的装备空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必加大执行元件的结果尺寸。对于本装置，从便于装缸以及求设备结果紧凑、实用等
30、设计角度出发，根据参考文献中并考虑执行元件液压缸的结构尺寸。查液压与气压传动表3.1得：初步选工作压力为7MPa。（1）初步选定工作压力为7MPa，初选系统背压为0.8MPa，管路损失为0.5MPa，则=1.3MPa；液压缸的压力为10KN；D=2d。（2）液压缸D和d的确定当压力油进入无杆腔时，活塞上所产生的力为（如图5-1所示）： (5-1)式中：； 由活塞及活塞杆密封处的摩擦阻力所造成的损失，在额定压力下，通常取=0.90.95； D 缸筒内径； d 活塞杆内径。代入5-1数据，得因F1=10103 N 则D=49mm 当压力油进入有杆腔时，活塞上所产生的力为（如图5-1所示）： 代入数
31、据，得 则D=60mm据以上计算得：D=60mm d=30mm图5-1 单活塞杆液压缸计算简图（3）活塞杆强度及稳定性验算 活塞杆稳定性验算：其中：活塞杆弯曲失稳临界压缩力，N； 液压缸安装及导向系数； 实际弹性模数； I 活塞杆横截面惯性矩，； a 材料组织缺陷系数，刚才一般取a1/12； b 活塞杆截面不均匀系数，一般取b1/13； E 材料弹性模数，钢材E=2.01MPa； 安全系数，通常取36。则 圆截面： mm取活塞杆的最大伸出量 L=400mm，LB =2L=800mm，则 因为F=1N F 所以符合条件。（4）校核活塞杆在稳定工作情况下 查机械设计手册表5-8【6】，得因 所以合
32、格 5.3 屈膝机构中零件轴的设计与校核1、求轴上的功率，转速，和转矩。 (忽略连杆自重)经整体规划将轴设计为空心光轴。2、初步确定轴的直径其中从机械设计【6】查表15-3得（见附录5），=103，取=0.5。选用内径为27mm，外径为45mm的45钢经调质处理。 3、轴的结构设计根据轴向和周向定位要求，将轴与转臂套筒用螺栓联在一起，具体位置由床整体结构来确定。4、初步选定滚动轴承因轴承所承受的轴向力可忽略，认为只受径向力，选用深沟球轴承。5、轴的强度校核只校核轴的危险截面，因该轴所受弯矩可忽略，下面只按扭转强度校核。其中为轴的抗扭截面系数，查机械设计【6】表15-4得 轴的计算应力由前面轴的
33、材料为45钢，调质处理，查机械设计【6】表15-1得。因此 ，故安全。5.4 翻身机构中零件轴的设计与校核1、求轴上的功率，转速及转矩。.（忽略连杆重量） 将轴设计为空心光轴。2、初步确定轴的直径先选用内径21mm ,外径37mm的45钢管，待后面校核。3、轴的结构设计根据轴向和周向定位要求将轴与转臂套筒用螺栓固定，同时考虑到传动角的范围将连杆在轴上的固定孔偏离转臂套筒固定孔夹角分别为40。4、初步选定滚动轴承因轴承所受轴向力可忽略，认为只受径向力，选用深沟球轴承。5、轴的强度校核因这两根轴所受弯矩很小，可忽略，认为只受扭矩作用，故按扭转强度校核。轴的计算应力由以上计算确定轴的材料为45钢，经
34、调质处理。查机械设计6手册得.因此，故此轴安全。5.5 螺杆的设计与校核1、螺杆的确定因两根螺杆中使病人翻身机构中螺杆受力最大，故先设计该机构中的螺杆，负载T=2000N，螺杆轴向力最大为2000N。根据螺旋传动的设计计算公式. 式中：Q轴向载荷1000N. 螺纹伸角=5 ，当量摩擦角=5；螺纹中径，查找相关资料取=20mm；支撑面平均直径，=20mm；摩擦系数，取=0.1。因此计算得由此得出螺纹最小扭矩为2760时即可将1000N负载支起。而电动机提供给螺杆的转矩为因 ，故符合要求。2、螺纹长度的确定由前面电动机选择过程中求电动机转速时算出的数据：屈膝螺杆导程为102mm,螺纹选120mm,
35、据床的整体结构确定螺杆总长度150mm；翻身螺杆导程为105mm,螺纹选120mm,据床的整体结构确定螺杆总长度150mm。材料选用45钢。3、螺杆强度校核式中：F螺杆所受的轴向压力 A螺杆螺纹段的危险截面面积，（为螺纹小径）mm2； 螺杆螺纹抗扭截面系数， =A，mm3 ； T螺杆所受扭矩，。经计算得 。前面已选定45钢，查机械设计【6】表手册5-13得。因 ，故安全。4、螺杆稳定性校核因屈膝螺杆柔度故不必进行稳定性校核，只校核翻身机构中的螺杆。 式中：螺杆的长度系数，查表5-14（见附录7）；为螺杆的工作长度；为螺杆危险截面的惯性半径。若螺杆危险截面面积，则 式中：E螺杆材料的拉压弹性模量
36、，MPa，E=2.06MPaI为螺杆危险截面的惯性矩，。故认为螺杆稳定。6 设计总结6.1方案的评价这款病床主体传动装置采用了螺旋连杆组合机构，简单实用的传动方式与灵活的连接形式使其轻松的克服了各项功能相互干扰的弊端。从而摈弃了以往设计时为克服上述弊端而采用床板与传动装置固定连接或采用气囊等复杂的结构，以简单的传动原理实现了各项功能。从经济性和实用性上考虑，螺旋连杆机构以简单易于加工的特点决定了其低成本性，从而为大批生产时的成本压缩奠定了基础。另外，该病床适用于所有因病或其它原因引起的身体不便移动的人（包括瘫痪病人，重症病人等），而不仅仅为家庭老人而设计，因而有巨大的市场需求。6.2与相近产品
37、的比较及主要创新点与以往的设计相比较，该病床结构简单，制造容易，且实现了所有功能的自动控制，很好的解决了护理工作中的诸多不便，其主要创新点如下：1) 将病床床板分割成8块，用铰链联接，搁置在床架上，病人平躺时安全可靠，坐起、屈膝和翻身时，运动灵活。2) 床板和传动装置的转臂之间没有联接，可接触可分离，从而克服了坐起、屈膝与翻身的传动干涉。3) 排便活门的开闭采用了钢丝绳、定滑轮组合机构，传动稳定可靠。4) 转臂轴由螺旋连杆组合机构驱动，传动角接近90，传动效率高。5) 全部采用低副机构，加工简单、力量大，磨损小。6) 各功能采用独立的电机驱动，在电路设计上根据动作的需要，设置了相应的自锁和互锁
38、，并有行程开关限位，由病人自己点动控制，舒适自知。 6.3 应用前景1) 该病床适用于各种原因引起的卧床不起，身体不能自主移动的病人，且目前市场上还没有如此功能完善且操作简单的产品，因而有巨大的市场需求。2) 该病床由病人自己点动控制，按自己的感觉和意愿调整卧姿，舒适自知，可有效促进血液循环和防止褥疮的发生，且减轻了护理人员的劳动强度。3) 该病床技术含量较高，成本低，加工简单，工作可靠。致谢本论文是在导师刘羽老师的虚心指导下完成的。感谢刘老师对我的指导，刘老师的严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样。刘老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。无论是在课题的选题还是定稿
39、、研究的方法、技术路线以及本文的撰写都得到了刘老师的严格要求和精心指导，刘老师花费了大量的精力，在各个环节中给了我许多宝贵的意见。在这次写论文中刘老师严谨的学术作风、治学态度、求实的工作作风和孜孜不倦的探索创新精神，以及平易近人的师长风范给我创造了良好的学习设计环境，及给了我这个学习提高的机会和在生活上给我的无微不至的关怀。这些都是我不断前进的动力，必将对我今后的学习和生活受益匪浅，我将终生学习和铭记。在此，谨向刘老师的培育之恩表示最深的谢意!感谢其他多位老师对我学习和设计所给予的支持和帮助。感谢在我论文完成过程中同学们给我提供的支持、帮助和建议。在这里也衷心地感谢他们！在论文即将完成之际，我
40、的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！参考文献1 何灿群. 产品设计人机工程学M.北京:化学工业出版社,2004.2 孙桓，陈作模. 机械原理（第六版）M. 北京：高等教育出版社，2001.5.3 洪钟德. 简明机械设计手册M. 同济大学出版社，2002.5.4 刘鸿文. 材料力学M. 北京：高等教育出版社，1992.9.5 李杞仪，赵韩. 机械原理M. 武汉：武汉理工大学出版社，2001.8.6 濮良贵，纪名刚. 机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006.5.7 范钦珊，殷雅俊. 材料力学M. 北京
41、：清华大学出版社，2004. 8 陈立德，牛玉丽.机械设计基础课程设计指导书M高等教育出版社,2005.9 任钧国. 材料力学M. 国防科技大学出版社，2004.6.10 吴宗泽. 机械零件设计手册M. 机械工业出版社，2004.1.11 王文斌. 机械设计手册（第3版）M.北京：机械工业出版社，2004.8 .12 陆润民. 计算机辅助绘图基础（2002版）M北京：清华大学出版社，2002.13 王昆等. 机械设计课程设计M. 北京：高等教育出版社，1995.12.14 朱冬梅，胥北澜. 画法几何及机械制图（第5版）M.高等教育出版社，2000.12.15 陈芳,杨磊. 电机驱动的多功能病床
42、的设计D. 现代日用科学，2008，24(4).16 张东，谢存禧，禧吴剑. 机器人化多功能护理床的研究与开发D. 机器人技术与应用，2003（6）：21-25.17 康晓东，甑向明，冯军. 新型自动病床的研制D. Medica1 Equipment Vo1.12,No.118 张东煜，李树森，唐铉峰，史超. 遥控气动可升降病床的设计D. 林业机械与木工设备，2004，32（8）：28-29.19 喻恒锋，周金娥，黎清香，喻永明. 介绍一种新型医用升降翻身车D .江西医药2004，39（3）：220-221.附录1 坐起机构零件图附录2 屈膝机构零件图附录3 翻身机构零件图附录4 表2-3 机
43、械传动和轴承效率的概略值类型开式闭式圆柱齿轮传动0.940.960.960.99圆锥齿轮传动0.920.950.940.98螺杆传动自锁螺杆0.30.40单头螺杆0.500.600.700.75双头螺杆0.600.700.750.82四头螺杆0.820.92圆弧面螺杆0.850.95单级NGW行星齿轮传动0.970.99链传动0.900.930.950.97摩擦轮传动0.700.880.900.96平带传动0.970.98V带传动0.940.97滚动轴承（每对）0.980.995滑动轴承（每对）0.970.99联轴器具有中间可动元件的联轴器0.970.99万向联轴器0.970.98齿轮联轴器0.99弹性联轴器0.990.995附录5 表15-3 轴常用几种材料的及值轴的材料Q235A、20Q275、35（1Cr18Ni9Ti）4540C
