- · 《自动化应用》栏目设置[06/28]
- · 《自动化应用》收稿方向[06/28]
- · 《自动化应用》投稿方式[06/28]
- · 《自动化应用》征稿要求[06/28]
- · 《自动化应用》刊物宗旨[06/28]
来稿应自觉遵守国家有关著作权法律法规，不得侵犯他人版权或其他权利，如果出现问题作者文责自负，而且本刊将依法追究侵权行为给本刊造成的损失责任。本刊对录用稿有修改、删节权。经本刊通知进行修改的稿件或被采用的稿件，作者必须保证本刊的独立发表权。 一、投稿方式： 1、 请从 我刊官网 直接投稿 。 2、 请 从我编辑部编辑的推广链接进入我刊投审稿系统进行投稿。 二、稿件著作权： 1、 投稿人保证其向我刊所投之作品是其本人或与他人合作创作之成果，或对所投作品拥有合法的著作权，无第三人对其作品提出可成立之权利主张。 2、 投稿人保证向我刊所投之稿件，尚未在任何媒体上发表。 3、 投稿人保证其作品不含有违反宪法、法律及损害社会公共利益之内容。 4、 投稿人向我刊所投之作品不得同时向第三方投送，即不允许一稿多投。 5、 投稿人授予我刊享有作品专有使用权的方式包括但不限于：通过网络向公众传播、复制、摘编、表演、播放、展览、发行、摄制电影、电视、录像制品、录制录音制品、制作数字化制品、改编、翻译、注释、编辑，以及出版、许可其他媒体、网站及单位转载、摘编、播放、录制、翻译、注释、编辑、改编、摄制。 6、 第5条所述之网络是指通过我刊官网。 7、 投稿人委托我刊声明，未经我方许可，任何网站、媒体、组织不得转载、摘编其作品。
一种自动医用翻身床的设计(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：1.3 翻转机构设计 翻转机构由翻转支撑盘和H型支撑架构成，如图5所示。为实现夹紧的上下床板同时翻转，床板通过与H型支撑架焊接的自锁导轨上的锁紧螺
1.3 翻转机构设计
翻转机构由翻转支撑盘和H型支撑架构成，如图5所示。为实现夹紧的上下床板同时翻转，床板通过与H型支撑架焊接的自锁导轨上的锁紧螺母锁紧固定。翻转支撑盘与翻转盘通过轴承连接并与翻转传动轴经过键连接实现动力传递，翻转传动轴由电动机驱动经链传动实现传动。
图4 床板结构图1.半床板 1；2.半床板 2；3.螺杆；4.滑块；5.导轨；6.锁紧螺母
图5 翻转机构结构图1.电动机；2.轴；3.链轮 1；4.链条；5.翻转传动轴；6.链轮 2；7.翻转盘；8.H 型支撑架；9.上床板；10.下床板；11.翻转支撑盘
1.4 支撑结构设计
支撑结构采用曲柄滑块机构，通过滑块移动带动曲柄摆动到支撑位置进行支撑。为避免曲柄滑块机构中死点的影响，应避免使用对心曲柄滑块机构。2个支撑杆于床板底部对称布置，用于保证上下床板的支撑强度。其机构简图如图6所示。半床板宽度为300 mm，长度为2 000 mm，上下两床板之间的距离范围为 300～900 mm，支撑转动杆杆长为500 mm，曲柄长为150 mm，连杆长为1 000 mm，为保证上下床板位于极限位置时仍可进行翻转而不受支撑杆支撑位置限制，则转动杆的摆角为36.87°，滑块所在轴的转速为910 r/min。图6中虚线为四杆机构的运动极限位置，滑块由丝杠传动向左运动，经过连杆连接曲柄，从而使曲柄和支撑杆绕固定铰支座旋转至床板底部支撑位置，完成对床体旋转时的避让以及旋转后的支撑作用。
图6 支撑结构机构简图注：虚线为四杆机构的运动极限位置，α=36.87°
1.5 传动系统设计及电动机选择
翻身床的主要功能为实现床板的360°翻转和保证床板支撑强度的平杆支撑。根据功能位置需求，翻转驱动位于床体两侧而床板支撑杆位于床板下方，两执行机构相距较远，因此选用2个驱动电动机。传动过程如图7所示，其中翻转机构传动过程如图7（a）所示，翻转电动机通过链传动带动固定于翻转支架的翻转机构转动。支撑过程如图7（b）所示，支撑电动机通过螺杆驱动四杆滑块机构运动，滑块作为主动件带动曲柄摆动至相应的角度实现曲柄所连接支撑杆对床板的支撑，同时考虑支撑平衡，通过链传动实现床体对称结构的支撑杆摆动支撑。
图7 传动过程简图
自动翻身床的尺寸为长2 400 mm、宽750 mm、高610 mm，床板翻身的范围为0～360°。对于支撑电动机，进给时间t取 30 s，曲柄长l为620 mm，曲柄摆角范围θ取0～90°，支撑患者体质量范围为0～150 kg，床体等附加质量F取2 000 N，则曲柄角速度ω=π/（2×30）=0.052 rad/s，转臂速度V=ωl=0.052×620/1 000=0.032 m/s，转臂传递的功率P=FV=2 000×0.032/1000=0.064kW，电动机的许用功率P许=P/（η螺杆×η轴承×η联轴器×η滚子）=0.064/（0.3×0.98×0.992×0.992）=0.227 kW（η螺杆为螺杆传动效率，η轴承为轴承传动效率，η联轴器为联轴器传动效率，η滚子为滚子传动效率），电动机实际功率P2=P许×1.2=0.227×1.2=0.272 kW，故选用额定功率为0.3 kW的单相电容式减速电动机。
对于翻转电动机，转臂长L为300 mm，设定翻身时间t为30 s，极限角度θ取360°，则转臂角速度ω=2π/30=0.209 rad/s，转臂线速度V=ωL=0.209×300/1 000=0.063 m/s，负载F=2 000 N，则电动机的功率为P=FV=2 000×0.063/1 000=0.126 kW，从电动机到翻转机构输送链轮间的总效率为η3分别为联轴器、轴承、链轮传动的传递效率）。查表得 η1=0.99，η2=0.98，η3=0.97，则 ηΣ=0.992×0.984×0.972=0.851，所以电动机所需工作功率为Pd=P/ηΣ=0.126/0.851=0.148 kW。结合实际，选择YTC齿轮减速电动机[8]，转速为 48 r/min。
2 使用方法
在自动翻身床工作过程中，依据患者体型调节两床板之间距离（以可以将患者夹紧的距离为宜），并用锁紧螺母锁紧滑块。同一患者夹紧尺寸固定，可以避免每次翻身进行床板高度调节，减少护理工作量。以上操作亦可以在第一次翻身护理的过程中完成。翻身时，将上方两半床板翻转至患者上方并通过螺杆连接，实现两床板夹紧。启动电源，翻转电动机驱动翻转机构360°旋转实现上下床板翻转，同时支撑电动机驱动支撑螺杆转动，曲柄滑块机构驱动支撑杆摆动支撑下床板，待床板翻转平稳将上方床板连接螺杆打开，两半床板外翻可作为护栏悬垂于床两侧，至此完成翻身。
3 设计优势
从护理人员数量、翻身时间、舒适度、空间占用以及家属护理可行性几个方面对传统翻身床和自动翻床进行对比，结果见表1。
表1 自动翻身床与传统翻身床对比结果翻身床类型 护理人员 翻身时 舒适度 空间占用 家属护理数量/人 间/min 可行性传统翻身床 2～3 5～10 一般 占用过道 不可行自动翻身床 1 3～5 舒适 不占用 可行
文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/qikandaodu/2020/0727/455.html