多功能家庭护理床说明书

多功能家庭护理床设计说明书
设计者：肖锋，程萌，刘龙雨，马月，王守波
指导教师：马强，王震
沈阳理工大学
多功能家庭护理床设计说明书
设计者：肖锋，程萌，刘龙雨，马月，王守波
指导教师：马强，王震
（沈阳理工大学机械工程学院）
作品内容简介
该护理床主要针对失去自理能力或能简单自理的人群设计，包括体弱的老人，全身、下肢瘫痪在床的病人以及严重伤员等。

病人或护理者可通过遥控操作实现病人的起身、屈腿等基本动作，并专为上肢能自如活动的病人提供了一个多功能活动平台，无需护理人的帮助便能自主完成饮食、阅读、吐痰、处理垃圾等活动。

同时该床能有效预防褥疮，并能减轻换床单的工作，必要时还可用于紧急转移病人。

1 研制背景及意义
随着社会经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，伴随着人口寿命的不断增长，城市人口正逐步进入老龄化。

所以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看护与照顾问题，是人口老龄化国家所面临的共同问题。

卧床病人所面临的问题：体弱、免疫力减退、有许多并发症。

单一的卧床姿势，个人卫生得不到及时的照顾，大小便、褥疮等问题日夜困扰着病人。

而繁琐的护理过程却会给病人带来生理和心理上的痛苦，同时也给护理人员带来负担。

目前市场上的一些护理床虽能解决病人起翻身，大小便等基本问题，但由于其在透气性与卫生性方面的缺陷，始终没有很好地解决病人的褥疮问题。

一些特殊病人，如骨折病人，心脏病患者在突发情况转移时不能随意搬动，容易给伤者造成二次伤害，严重者甚至死亡，这为救援工作造成很大阻碍。

另外，普通病人在危急时刻需要救援时也需要快速的转移设施与手段以及时拯救患者生命。

2 设计方案
本作品为一款以电动为主，以手动为辅的多功能家庭护理床。

主要结构为：床体，电机升降系统，电机控制系统，可离合、可折叠担架以及可折叠护栏与可滑动桌面等构成。

所有主要结构均采用模块化设计理念与创新理念组合在一起，形成一个多功能的，可根据不同的理念和需求进行改装、升级的新产品。

2.1床体
床体床架采用足够强度的不锈钢管，用焊接工艺连接，并依据科学的色彩理论对其进行喷塑着色处理，粉红色床身让病人感到更加安全温馨。

如下图所示，床板采用多板块结构设计，采用高强度活页连接，且在主要承重部位加装了加强钢板，保证了床板的结构强度。

脚轮采用耐磨型电泳聚氨脂活动万向刹车脚轮，单轮承重40kg，即使在凹凸不平的地面也能满足强度要求。

2.2 电机升降系统
2.3 辅助台电控系统
本系统由单片机AT89S52作为升降旗系统的控制核心，在本设计中采用集成驱动芯片L298作为电机驱动的核心，L298是恒压恒流双H桥集成电机芯片控制电机，且输出电流可达到2A，驱动力很强。

因为在本设计中我们使用的是四相步进电机，所以L298完全符合要求。

其电路原理图如图所示
其步进电机的控制原理为：为了准确实现可调节的时间和高度控制的匀速升降，需要精确计算在人眼不能识别的时间内的步进电机的脉冲数。

在此我们选用步距角0.9度
主控电路
2.4可离合可折叠担架
两担架杆均用三个铰链连接，分为4段（担架布亦随之分为4块），且在各铰链连接处配置一个可滑动锁紧套筒。

模型图均如下：
不做升降时，使各套筒位于上所示的左端旋转锁紧，使担架处于可折叠状态；手握住套筒稍微旋转，套筒便在弹簧作用下弹至如图右端，套住铰链，此时担架便可做升降（可升降状态），担架可与床体自由分离，可做其他用途。

3 创新点
阅读架倾斜角度可手动调节，自主选择一个舒适的角度
调节手柄转动调节阅读架角度
垃圾盒抽屉用于临时垃圾处理，抽拉式，方便更换
物品储存处
旋转轴通过电机模块控制，可水平九十度旋转平台
平移装置滑动装置，改变平台位置并锁紧
杯槽把杯子等放在圆孔内，防滑落
多功能担架
通风功能可将病人抬起脱离床体进行通风透气，避免病人患褥疮等疾病。

换床单通过简单的操作，无需转移病人可实现换床单
紧急转移在不搬动病人的前提下，可实现轻松转移，防止了因转移病人时搬动带来的无故伤害。

4 工作原理
4.1辅助台各项功能介绍及其工作原理
辅助台与床体之间采用滑轨连接，轨道固定在床体上，滑到位于辅助台下侧，可实现辅助台在沿床体方向滑动，
如图为3D模型图，通过辅助台沿窗体导轨的滑动，可调
节辅助台在床身长度方向的位置，不但能够为不同身材的人，
调节合适的位置，还能够合理布局辅助台的停靠位置，在调至
合理位置后，可利用锁紧装置将辅助台锁紧，能够让使用者更
加方便的使用本产品。

辅助台和起支撑旋转轴之间通过电机模块控制，可实现水平90°旋转平台，当使用者需要使用辅助台时，按下使用按键，平台即可在电机驱动下旋转到使用位置。

由于辅助台体积较大，在不使用时，妨碍使用者的正常生活，所以在用完后，按下结束按键即可将辅助台水平旋转至床体右侧，可以避免辅助台对日常生活的妨碍。

辅助台上有可调节高度的阅读架，使用者
在看书时不但可以不需要手把持，而且还方
便书和辅助台之间角度的调节，适用于不同
使用者的不同角度，在平台前方有调节手
柄，转动调节手柄即可时间倾斜角度的手动
调节，自主选择一个舒适的阅读角度。

在辅
助台面向使用者的一侧，有垃圾和抽屉以及
物品存储处，方便使用者存放物品和垃圾
等。

辅助台上方有固定在台面上的台灯，在
光线较暗时，打开台灯开关，可实现照明。

同时设有一定深度的圆孔，将水杯放入圆筒
内，可防止水杯的滑落
4.2多功能担架工作原理
通风功能，有很多常年卧床不起的病人或老年人，由于身体皮肤的长时间和被褥接触，不通风等条件，皮肤会生褥疮，这使本来就卧床不起的病人或者老年人在承受病痛的折磨上有多了一些痛苦，本产品即可解决此问题，床头和床尾设有可升降固定担架装置，在担架锁紧后，通过电机动力，可将担架升起和降落，升起时可将病人抬起只脱离床体被褥进行通风透气，防止褥疮等疾病的发生。

同时当病人升起时，可以给病人换床单，这就减少了对病人的搬动，为生活提供了很大的方便。

紧急情况下可实现病人的迅速转移，在发生自然灾害、火灾或者病人突发急性病的时候，安全快速的转移病人是最重要的。

床头尾两侧均有担架固定装置，紧急情况时，可迅速拆除固定装置，担架上设有安全带可将病人固定在担架上，这时可直接通过搬动担架安全的转移病人。

这样就防止了因转移病人，对病人造成的二次伤害。

也为紧急转移争取了时间。

4.3 感应报警装置
主要针对下肢感觉神经失常的病人设计，大小便失禁、床体温度过高等感应及警报装置，减少了一些不必要的原因对病人造成的不利和不适。

具体原理：
湿敏元件是最简单的湿度传感器，湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。

湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。

当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。

应用湿度感应器是针对大小便失禁的病人，当病人失禁的时候可以由湿度感应器测得湿度值超过正常空气中的湿度值，然后报警器会自动报警以便让护理人员更换床单，这样既保护了病人的身体也改善了病人周围的环境，对病人的身心健康都是有很大作用的。

5 作品推广价值
（一）虽然市场有部分成品护理床，但是在功能上都不是十分完善，还有很多弊端，本产品在现有护理床基础上进行功能改进可用于家用护理，满足了病人、家庭的更多需求，本产品加入了很多自动控制装置，方便了家人对使用者照顾。

（二）本产品专为有一定自理能力的病人添加了更多人性化功能，适用范围更广，不仅仅适用于卧床不起的残疾人，而且还可以作为一些腿部疾病、骨折等病人的使用，减小了家人的负担，也方便了病人本身。

（三）与以前的产品相比，增加了创意配套担架设计，不仅增加了很多新的功能，还让护理更方便、轻松，尤其是在一些紧急情况下，可以更容易的实现病人的转移。

（四）多功能平台设计是以往同类产品所不具有的，辅助平台能够通过电动实现自动化控制，让病人更舒适、舒心，更减轻了护理人的负担，同时能够为使用者增加很多人性化的功能，可以自行的看书、照明、饮水等。

（五）与国内外同等超频比较，本产品的价格低廉，而且操作简单，更具市场竞争力
参考文献
[1] 濮良贵纪名刚，机械设计.高等教育出版社,2006
[2] 陈伯时，运动控制系统.机械工业出版社，2007
[3] 邱关源，电路。

高等教育出版社,2006
[4]李群芳张士军黄建，单片机微型计算机与接口技术.电子工业出版社,2005。