病人转运床的结构工艺设计

张豫徽，宋 新，曹永娣，张宏祥

病人转运床的结构工艺设计

张豫徽，宋 新，曹永娣，张宏祥

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）

对病人转运床的结构、受力状况、零件材料及工艺结构进行了设计，对工作原理和操作流程进行了说明。转运床具有结构简单、操作方便、经济实用等特点，可减轻医护人员劳动强度。

病人转运床；结构设计；原理分析

0 引言

目前，在国内外大小医院中，危重病患者的特殊检查、挪动、转床、手术和麻醉前后的接送、转运，主要还是采用传统的方式，即依靠医护人员或家属将患者抬、扶、抱在担架或轮椅车上，推到检查治疗科室，然后又靠这些人员用同样的方式将患者挪移至病床，反复多次。然而，这种转运病人的方式存在以下问题：（1）病人在转运过程中可能遭受巨大的疼痛。（2）病人转运过程中易形成二次伤害。（3）病人转运工作给医护及陪护人员带来了很大的工作压力。（4）部分病人不适合直接搬运等［1］。

本文设计的医用转运床是对传统可移动转移床增加了升降机构，伸缩机构和转运机构。其中，升降机构能够实现不同高度的病床、手术床、检查设备等的对接；伸缩机构将转运床身伸至病人身体一侧；转运机构将病人自助转移至转运床床身。

1 病人转运床结构设计

病人转运床的外观尺寸参照传统转运床进行设计，机体有一个可移动底座，使转运床在移动过程中运行平稳，同时具备急停、刹车等功能。基于这种思想，可移动底座选用带有刹车功能的万向轮作为移动机构。然后，在移动底座上面安装升降机构、伸缩机构、转运机构及配件，以实现床身的上下运动、伸出与收回运动、传送运动等功能，具体结构如图1所示［2］。

1.1 升降机构设计

病人转运床的升降机构承担着转运床的升降作用，目的是使转运床能够适应不同高度的手术台及相应检测装置。本设计的升降机构选用了剪式千斤顶，如图2所示。升降机构主要由底座、上支撑臂、下支撑臂、螺母、丝杠组成。该结构可实现自锁，提高安全性。另外，它还具有运动平稳、承载能力大、自重轻等特点。

图1 病人转运床结构图Fig.1 Patient transportation bed structure

图2 病人转运床升降机构设计图Fig.2 Patient transportation bed elevator mechanism design

1.2 转运床伸缩机构

病人转运床的伸缩机构承担着转运床的张开、伸展等功用。伸缩机构上面安装转运机构。床身的伸出及返回选用1605系列滚珠丝杠机构，将旋转运动转化为直线运动，提高了传动效率。为了保持床身受力均衡，减少运动阻力，我们选用SBR16型直线导轨。该导轨可在高负载的条件下实现高精度的直线运动。具体布局为，在床身中下部安装滚珠丝杠，两端安装直线导轨，来实现正反方向的平稳运行，具体如图3所示。

图3 转运床伸缩机构Fig.3 Transportation bed telescoping mechanism

1.3 转运机构

转运机构是转运过程的关键装置，要求转移时受力均匀，过程平稳。病人在不同床之间的移动采用托辊机构，由托辊带动传送带转移病人。在安装过程中，整个托辊机构需要有一定的倾斜角度［3］。这样，当伸缩机构将转运机构移至病人身旁时，可以正好将其放在病人身体下方，无需人工辅助搬抬病人。托辊末端直径设计要求最小，其目的是为了便于转运床身插入病人身体一侧，而不会产生不适感。具体的转运结构如图4所示［4］。

图4 转运机构Fig.4 Transportation mechanism

2 主要机构的校核

2.1 伸缩机构强度校核

其中，螺栓许用应力［σ］＝266MPa。

计算得知，螺栓直径d≥0.58mm，可满足连接强度。伸缩机构采用了8个M6的螺栓，足以保证伸缩机构的连接强度。

2.2 转运机构驱动力的校核

主动滚筒上所需圆周驱动力F为所有运行阻力之和，即

F=Fg[F1+F2L]+F3

式中：f为模拟摩擦系数，正常状态下为0.010～0.020，非正常状态下为0.020～0.040，此处取0.04；g为重力加速度，取9.81m／s2；F1为模型娃娃的质量，取10 kg；F2为输送带的单位长度质量，kg／m；L为有效输送长度，m；F3为输送带的张紧力，N［5］。

经计算，F＝6.3～8.3N。转运机构采用人力摇动，主动滚筒半径为19mm，摇柄回转半径为80mm，摇动滚筒所需驱动力仅为1.5～1.97N。

根据强度公式，得出螺栓直径

3 结语

本文设计的病人转运床具有多体位可升降，运动灵活、操作方便等特点，使病人的转移过程变得方便和快捷，减少了医护人员转移病人的强度和时间。更为重要的是，在转运过程中，减轻了病人的痛苦。

［1］成大先.机械设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2008.

［2］刘新中.传送推车机行走机构的改进设计［J］.中国建材装备，1995（4）：35.

［3］汪业常.工件在自动线上传送时产生阻滞现象的原因分析［J］.芜湖职业技术学院学报，2001（2）：44-47.

［4］谭世军.ITER遥控部件转运车双密封门运动学分析［C］//中国核学会.中国核科学技术进展报告：中国核学会2009年学术年会论文集：1卷.北京：原子能出版社，2009：11.

［5］许丽娇.转运车输料架的静态有限元分析［J］.煤矿机械，2006（3）：429-430.

[责任编辑 杨明庆]

TP23

B

1008-486X（2015）03-0045-02

2014-04-22

黄河水利职业技术学院科研基金项目：医用人体转运床的研究与开发（2014QNKY018）。

张豫徽（1984-），男，安徽亳州人，助教，硕士，主要从事机械制造及其自动化专业的教学与研究工作。