燕山大学机械工程学院创新与特长教育(一级项目)结题验收报告(2016)

1、 燕山大学机械工程学院创新与特长教育（一级项目）结题验收报告 项 目 名 称： 护理翻身医疗床 负 责 人： 裴泽宇 联 系 电 话：所 在 年 级： 13级 班 级 名 称： 轧钢一班 指 导 教 师： 李艳文 课题性质、来源： 导师指定 学生自选项目起止时间： 2016-062016-11 机械工程学院 教务科 制项目名称护理翻身医疗床项目起止时间 2016 年 06 月至 2016年 11 月项 目负责人姓 名学 号班级联系电话项目中分工签 字裴泽宇130101010126轧息采集、结构设计参与成员谢世豪130101010129轧一15

2、603378954整体构思、结构设计罗湘粤130101010135轧料选购、结构设计张金柱130101010067轧章编写、结构设计指导教师姓 名职 称所 在 学 院联 系 电 话李艳文教授机械工程学究成果成果形式论文 研究（调研）报告 产品研制   软件开发   专利申请  其他 发表论文情况共 篇（论文题目，作者，期刊名称，发表日期，期刊等级及类别等）12专利情况申请专利 项（专利名称，专利申请类型、专利申请日，专利号等）鉴定情况产品研制和软件开发鉴定机

3、构，鉴定时间和应用范围等1、 项目研究内容简介、执行过程和完成情况内容简介 中国老龄人口数目日益增多，为提高病人的自理能力、有利于减轻护理人员工作强度，护理床的市场需求日益增强和迫切，我们小组在对国内外护理床调研分的基础上，结合国际护理床最新技术的发展，研制了具有电动辅助左右侧翻身的医疗床。 残疾人和瘫痪病人所患疾病经常会要求长期卧床,这样在重力作用下,病人后背、臀部将会长期受压,产生褥疮。传统的解决办法是需要护士或家人经常为病人翻身,但费时费力,效果不佳。于是,这就为自动翻身床的应用提供了广阔的市场。本项目课题由指导老师李艳文老师提供，护理翻身医疗床的设计解决了以上三大类医疗床的不足之处，它

4、能在稳定性好，具有动作自然、价格低廉等基础上不需患者主动转换体位，不受患者的病情限制，避免由于主动转换体位给患者带来的痛苦和对患者病情变化的影响极大地改善医技操作者的工作条件，提高其工作效率和生活质量。我们小组一致认为我们所选择进行的这个课题对我们、对他人、对社会都有很大的作用。 在这个课题进行的过程中，我们不仅能综合运用我们所学习的知识，也能促进我们对相关课外知识的主动学习，巩固而全面的发展我们自身。同时，如果这个课题研制顺利，对那些常年卧床的病人来说，也是十分有利于他们的生活。对于社会来说，这更能提高社会居民的幸福度，让大家都感受到彼此的关爱，促进和谐社会的发展。执行过程 在开题报告中，我

5、们确定了主要研究的内容，即以下几点： 1. 护理翻身医疗床主要能够实现的功能，包括病人侧翻、半卧起坐、曲腿等功能，以及这些功能的局限性。 2. 护理翻身医疗床实现功能所需要的结构设计，运用目前所学习的机械机构学的知识，设计所需要的结构，完成目标功能。 3. 护理翻身医疗床具体的材料，使用时噪音尽量减少，安全无异味，与人体接触处材料选用对人体舒适度很高的材料，整体重量尽量轻，寿命长。 4. 研究并学习其他的同类产品，取长补短。 然后确定了小组成员的分工情况，裴泽宇负责信息采集、结构设计，谢世豪负责整体构思、结构设计，罗湘粤负责材料选购、结构设计，张金柱负责文章编写、结构设计，小组成员分工明确，可

6、以大大提高项目的工作效率，做到人人出力，事半功倍的效果。然后确立了时间进度以及分期完成的目标，前期我们主要确定护理翻身医疗床的功能，即设想尽可能人性化的功能，医疗床能够完成半卧起坐功能、侧翻功能以及曲腿功能等。中期我们主要完成护理翻身医疗床的结构设计，以完成目标的人性化功能的设计。后期我们主要完成护理翻身医疗床材料的选择，我们的目标是选择最适合人体，耐用且绿色的材料。 中期报告中，我们确定了本次项目的两种方案，初步确定了护理翻身医疗床的三大功能与相应的机械结构后，小组通过网上查阅了解有关普通医疗床的知识后，提出了两个方案： 方案一：小组决定通过分块的床板、电机、传动机构来完成本医疗床需要实现的

7、半卧起坐、侧翻、曲腿功能。结合各部分功能对整体结构进行设计，合理布置相关机构的位置。总体图如图1所示 . 图1 下面分功能介绍护理翻身医疗床的原理与结构： 1、半卧起坐功能 护理翻身医疗床的整体采用六块可活动板组成。半卧起坐功能的实现需要支撑背部的上两块功能块同时由水平向上倾斜，以达到病人对半卧起坐的需求。机构原理图如图2所示。 图2 2、侧翻功能 完成侧翻功能需要将承载半身的三个功能块同时由水平向上倾斜，使病人翻 身。机构原理图如图3所示。 图3 3、曲腿功能 曲腿功能需要将支撑大腿和小腿的四块功能板同时向中间拱起，使病人的双腿在膝关节出活动弯曲，达到护理活动的目的。机构原理图如图4所示。

8、图4 方案二：小组决定在床褥下放置由绳带，绳带组合成网状，绳带两头由电动杆固定，并且可随电动杆的圆周运动向上移动，以达到使病人半卧起坐、侧翻、曲腿的功能。 绳带放置原理图如图5所示。电动杆与绳带连接图如图6所示。 图5 图6 综合对比上述两个方案，考虑到我们小组设计产品的主要目的是要更易于被广大普通群众接受，方案二相对于方案一成本更为低廉，操作简单，易于维修，所以我们小组最终确定方案二作为我们的最终的总体方案。完成情况 确定好第二种方案后，我们小组成员开始着手方案二的设计工作。图7 如图7所示，方案二成品三维图的示意图。图 8 如图8所示，方案二成品图的三维图的主视图示意图。图 9 如图9所示

9、，方案二成品图的三维图的仰视图示意图。床体内部放置传动杆用以传动电动杆的圆周运动，使绳带能够完成病人的半卧起坐、侧翻、曲腿的需求。半卧起坐、曲腿和侧翻的传动杆不在同一水平面上，以免相互干扰，影响各自的功能。图 9 如图9所示，为方案二成品三维图的左视图的示意图。绳带两头由电动杆固定，并且可随电动杆的圆周运动向上移动，以达到使病人半卧起坐、侧翻、曲腿的功能。图 10 如图10所示，为方案二的成品三维图的工程图的结构示意图。图 11 如图11所示，为方案二成品图的成品三维图的工程图的结构示意图。图 12 如图12所示，为方案二的成品工程图的尺寸示意图。经过我组成员的精心设计与计算，我组最终确定尺寸

10、如图12所示。床体长200cm，宽100cm，厚20cm。 床腿长度定为60cm。绳带宽度我组确定为5.5cm，可以使病人不会感到不舒适，也能承受一定量的病人体积和重量，还能节省材料，降低成本。三组电动杆尺寸如图13所示。 图 13二、项目研究创新点与特色 本项目研究设计的护理医疗翻身床针对性强，实用价值高，而且机构简单，成本低廉，有利于大范围推广，使更多普通群众受益。残疾人和瘫痪病人长期卧床，在重力作用下，病人的局部组织长期受压，发生持续缺血、缺氧、营养不良而致组织溃烂坏死，出现褥疮。护理医疗床可以通过两横两纵的绳带使病人完成曲腿、翻身、半卧起坐的动作，使血液流通，减少长期卧床的并发症。大部

11、分病人因为经济原因，只能独自卧床忍受病痛折磨，无法接受高成本的专人护理。 本项目设计医疗床通过机构带动绳带从而使病人完成一系列动作，机构运动由遥控器控制，可使病人在独自一人的情况下也能翻身、曲腿。采用绳带替代金属构件完成支撑人体的目的，大大减轻了床体的重量，便于运输。绳带的柔软性优于刚硬冰冷的金属，提升了病人使用时的舒适度。如果采用硬板支撑，对健康不利，违背医疗床的初衷。因为硬床面不能适应人体曲线的需要，会给肌肉和脊椎带来严重的负担，长此以往对身体造成损害，而使用柔软的绳带则可以有效避免这一问题。绳带长短可根据实际使用需要（如病人的体重、身高等因素），选择合适的长度和材料，更换方便，通用性强，

12、进一步降低了成本。 我们小组的设计初衷就是产品结构要简单经济易于用作推广使用和维修，但是毕竟时间仓促，所有资金也由我们自己承担，所以在设计和构想过程中我们在寝室利用简单的绳索和支架以人力进行了模拟实验。因为作为一种医疗康复用产品，适用对象多是卧病在床的病患和行动不便的老人，所以产品的舒适性就有很高的要求，我们在满足设计要求，力学结构的基础上，进行了反复的尝试，最终确定了各种部件的固定位置、使用材料和尺寸。 因为市面上已经存在了一些类似的产品，比如通过手摇可以调整上半部角度的医疗用床，但是一来对床体进行整体改造造价高昂动作单一，只适用于医院等专门医疗场所，不方便推广进家庭；二来，在无人陪护的情况

13、下，使用者无法自己自行调整床体角度，让自己调整到舒适的姿势。 我们的产品不涉及对床体的改造，是一套附加产品，就利于推广进家庭，采用电推动的方式，也使得病人可以根据自己的喜好自行调整姿势，也大大减轻了陪护人员的负担。对此我们就我们的产品在医院进行了一些问卷调查和咨询，很多病人及其家属还是很愿意看到有这样的产品面世的。 因为资金方面的问题，我们的产品还只是纸面上的设计，由于没有进行临床实验的机会，我们也没办法得到来自于病人的具体的大量的实验数据，以上产品效果来自于我们的简易代替实验，资料对比，实地走访及问卷调查获得。3、 项目研究取得成果（成效）的实践应用情况及效果四、项目的总结、体会、存在问题和

14、建议裴泽宇：在我组这次的创新与特长教育一级项目中，我负责了信息采集和结构设计的任务。在任何项目的研究过程中，相关信息的收集占据很大的比重，并起到了很大的作用。谋定而后动，信息收集完毕之后，我们还要做详细的设计和规划，通过小组成员之间的共同努力，团结协作，集思广益，完成项目的研究。谢世豪：在本次项目设计中，我们小组分工合作，各自完成各自的任务，在我的任务中，为了能够好的完成整体结构的设想和构思，通过在网上搜集各种医疗护理床的资料，了解了传统医疗护理床的结构和设计构思，在这基础上，我们通过自己的创新，结合所学的知识，在机械原理的知识基础上，设计出我们的医疗护理床。在这过程中，我们充分发挥我们的主观

15、能动性，以最节省材料和资源的设计，完成我们的设计目标，达到了理想的效果。 罗湘粤：在本次项目中，我参与并讨论了护理医疗床的机构执行方式及材料的选定。通过这次的项目设计，我学习了实际设计工作的主要流程，为今后的学习与设计打下基础，积累了经验。通过查阅资料，了解了现在护理医疗床的缺陷及市场需求，进行了有针对性的设计考虑。完成项目的过程，需要考虑的问题很多，繁琐的程度超出了我的想象，体会到了设计工作的艰难。项目设计初虽然有明确分工，但在实际过程中，遇到困难往往需要大家一起想办法解决，让我体会到了团队协作的重要性。  张金柱：我在小组中负责文章编写、结构设计工作。在项目的进行过程中，我感到了分工合作，团结一致向着一个目标努力的重要。队友都很给力，我从他们身上学到了很多东西。大家互帮互助，支撑着项目的一直进行，收获了一份很真挚的友谊。另外，随着项目的完成，也有一份很令人开心的成就感。真的收获很多。 五、项目组对所完成课题的自我评价 本着简单方便易推广的原则我们进行了护理医疗床的设计和调查，看起来很简单的东西其实做起来很复杂，在没有数据支撑，只有简易模拟的情况下，我们做出了一个相对满意的产品方案。可能还存在着这样那样的问题