救护担架车说明书

..1.绪论救护担架车的产生背景与发展救护担架车的产生背景在国外一些发达国家,救护担架车应用情况要比国内好一些,对病人的二次伤害小,并在一些超级大国的专业医院,实现了电子控制,更智能化,人性化,在运送病人的过程中医生可随时对其进行简单救治。但在一些不发达地区,救护担架车还比较简陋,需要进一步的改进。在国内,目前,临床使用的担架推车存在许多局限性,给医护人员受病人带来诸多不便。根据临床实用需要,现研制出一种多功胞担架车,弥补了目前临床急救担架推车的不足。方便了患者。特别是减轻了护理工作量[1]。担架车是医院里最常用的一种运送病人的工具,一般情况下,担架车都是四轮的,间或也有五轮或三轮的。这些类型的担架车在使用中存在一些缺点,如轮子极易磨损；路面如果崎岖不平,病人饱受颠簸之苦；重心不稳,极易倾倒等。医院急症科曾数次发生病人从车上摔下的事故,有的病人甚至被摔成骨折。这种情况在各个医院普遍存在[2]。近几年,各个领域生产安全事故的发生数量一直居高不下,常有自然灾害和局部战争发生,使数以百计的人民失去了健康乃至生命,特别是随着战争及自然灾害的杀伤力增加,一次事故造成的伤员往往较多,常常会因为医疗救护人员或器械的不足而导致部分伤员送救不够及时,造成无法挽回的健康或生命损失。因此对现场伤后运送医疗救护器械提出了更高的要求,即操作快速方便、占用操作人员少、对伤病人员的二次伤害小以及达到高效高质的伤后运送。针对这种情况,本文设计了一种半自动救护担架车,用于从事发现场到救护汽车或飞机等机动运载工具的病员运送工作[3]。所以产生了——救护担架车。救护担架车的发展虽然现在是和平社会,但战争始终存在。在未来现代化战争中,随着高科技武器在陆海战场上的应用。各种火器伤发生的特点与中东战争及伊拉克战争有很大不同。空袭和精确制导武器、非致死性武器的使用造成群死群伤发生的概率大大增加,特别是海域作战可能有大批伤员需在沿海前沿阵地向后方转送。必将占用大量的战斗人员而严重影响战斗力。因此,以最少的人力快速安全转送阵地伤员。确保部队战斗力的发挥,特别是雨天、烈日照射、沙滩等地域环境条件下伤员转运及伤员中途输液、吸痰器吸痰、呼吸机<充电式>辅助呼吸,是野战医疗所转运伤员必须解决的问题。在第一次世界大战期间,担架开始广泛的应用在军队中。这个时期的担架非常的简单,用两根竹竿,中间用一些结实的布条连接。这是最早的医用担架,随着工业的发展,二十世纪四五十年代,就出现铁质可折叠的医用担架,这种医用担架被广泛的应用于自然灾害与战争中,从二十世纪六十年代开始,随着人们生活水平不断提高,对医疗质量的要求不断也提高,各种类型的救护担架车,它们在救护过程中的重要做用被人们所认识,针对这些最初期的担架车被设计出来,它有基本的值推功能和高低调节功能,节省了人力,且对病人有更好的保护。近年来,随着科学的突飞猛进,各种优质的材料不断的出现,特别是现代设计理论的提出,半自动,全自动救护担架车被人们设计出来,广泛出现在医院与军队中[4]。1.2救护担架车的研究意义我国是一个地域辽阔的大国,国民的安全占有很重要的地位。XX省地处黄土高原,是天灾发生高密度区。在突发性灾难〔如：地震、水灾、火灾等的紧急救援中,伤员的及时运送和护理是非常重要的,其中担架起着举足轻重的作用。当前,突发性事件较多,救援任务对救援器械功能要求越来越高,在火灾、地震等重大灾难发生后,经常会出现伤亡人数多、救援器械不足的情况,这会因运送伤员不及时而使伤员受到更大伤害。因此对现场伤后运送伤员的担架提出了很高的要求,即要求它操作快速方便,占用的操作人员少,对伤员的二次伤害小,而且价格便宜,便于推广。自发明担架以来,担架得到了广泛的应用,从红军两万五千里长征到对越自卫反击战,从XX大地震到汶川大地震,担架上发生了一幕幕感人的故事。长征中有巧送周副主席担架过河,汶川大地震中有被救援的小学生在担架上向解放军行军礼。担架在各种灾害救援中得到了广泛的应用,在救援生命中发挥着举足轻重的作用。随着科技的进步,担架也在不断发展,从以前功能单一的担架发展到现在的升降担架、走轮担架、铲式担架、负压充气垫式固定担架等等,担架的种类越来越多,功能也越来越丰富。虽然担架得到了长足的发展,但其本身特性决定了它只能用人抬。但在汶川地震中,路面情况复杂,抬担架非常费力,如果要从山上转移伤员下来,则更为困难,耗时耗力,担架车虽然可以省时省力,但其主要应用于室内的场合,用于野外的担架车很少。[5]因此,对于担架车的研究合设计就非常必要。1.3现代设计方法现代设计方法的特点设计方法学是研究产品设计的程序、规律及设计中思维和工作方法的一门新型综合性科学,它是在深入研究设计过程本质的基础上,以系统论的观点研究设计进程和具体设计方法的科学,它研究现代设计理论及方法在设计领域的应用,本身也构成现代科学发展的一个组成部分,设计方法学的研究在总结规律性、启发创造性的基础上促进设计中的科学理论、合理方法及先进手段的综合应用[6]。在产品开发和提高工程设计水平的工作中,科学的设计方法起着重要的作用,没有高质量的设计就不可能有高质量的产品,而要达到高质量的设计就必须采用先进的设计方法和手段。近几年来,在工业发达国家,设计方法的研究迅速发展起来。德国的学者和工程技术员比较着重研究设计的进程、步骤和规律,进行系统化的逻辑分析；英国学派偏重分析创造性开发和计算机在设计中的应用；日本则充分利用国内电子技术和计算机的优势,在创造工程学、自动设计和价值工程方面做了不少工作。不管怎样,他们共同的特点都是总结设计规律、启发创造性,采用现代化的先进技术和理论方法,以达到设计出质高价廉的工程技术产品,满足日趋尖锐的市场竞争的需要。所以现代设计方法具有以下几个特点:〔1程式化现代设计方法研究设计的全过程,要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计直到施工设计、试验、试制都要进行全面考虑,按步骤、有计划地进行。强调设计、生产与销售的一体化。设计不再是单纯的科学技术问题,要把市场需求、社会效益、经济成本、加工工艺、生产管理等问题统一考虑,最终反映到质高价廉的产品上。〔2>创造性现代设计突出调动人的创造性,发挥集体智慧,力求探寻更多的突破性方案,开发创新产品。<3>系统性现代设计强调用系统工程处理技术问题,设计时分析各部分的有机联系,力求系统整体最优,同时要考虑系统与外界的联系,即人—机—环境的大系统关系。<4>优化性设计的目的是得到功能全、性能好、成本低、价值优的产品,设计不仅考虑零部件的优化,更重要的是争取产品技术系统整体最优。<5>综合性现代设计方法是一门综合性的边缘科学。它建立在系统工程、创造工程的基础上,综合运用信息论、优化论、相似论、模糊论、可靠性等自然科学理论及价值工程、决策论、预测论等社会科学理论,同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和电子计算机技术,总结设计规律提供多种解决设计问题的途径。<6>计算机辅助设计计算机将更全面地引入设计。通过设计者和计算机的密切配合,采用先进的设计方法,提高设计质量和速度。计算机辅助设计不仅用于计算和绘图,在信息储存、评价决策、动态模拟特别是人工智能方面将发挥更大作用[7]。产品设计过程中的策略、方法和理论产品设计是包含创新活动的复杂过程,为了生存与发展,现代企业必须响应产品时间<T,Timetomarket>、成本<C,Cost>、质量<Q,Quality>,售后服务<S,Service>的竞争压力。因此,在设计过程中采用适合于产品的设计策略及方法己成为新产品开发的关键环节之一。围绕着T,C,Q,S这几个因素,根据参数选择不同,可将设计过程模型分为以下四种:<1>顺序过程模型:是一种传统的设计模型。它的支配因素是产品质量和成本,按着产品定义—方案设计—技术设计—详细设计—原型试制及实验的顺序进行,发现设计中有不合理之处,再返回到设计的某个阶段重新设计,一直到满足设计要求为止。<2>以设计为中心的模型:此模型的支配因素是产品的质量和成本,与顺序过程模型不同的是,设计人员在设计阶段要考虑到制造、装配、环境等因素,使设计过程尽可能缩短。分析是该模型的主要特征,包括运动分析、仿真、有限元计算等。<3>并行设计模型:其支配因素是产品的质量和推向市场的时间与第二种模型不同的是该模型为小组工作方式,小组成员要有不同的知识结构,要有产品开发的下游人员参加,大家为了共同的目标而努力。<4>动态过程模型:其支配因素是产品推向市场的时间,与第三种模型相比,各个设计阶段同时开始,且小组之间的信息交流更为重要,因此需要更好的设计与过程的集成环境。上述四种方法各有优缺点,如顺序过程模型用于新设计时风险低,而动态过程模型则风险高;但是顺序过程模型成本高、设计周期长、质量低,而动态过程模型设计则成本低、周期短、质量高。不管采用那一种设计模型,总对应有以下两种策略：<1>根据"以问题为中心"的设计思想,通过对问题的抽象,产生一系列可能的解,经过分析、比较与评价确定一个较好的解,基于该解完成后续的设计内容,该策略特别适合于新设计。<2>根据"以产品为中心"的设计思想,在对己有产品的工作原理进行分析、总结的基础上产生一个解,经过修改、完善与评价的反复过程,最终使解达到最优。该策略适合于适应性设计和变参数设计。这里我们采用第一种策略,选择"以问题为中心的模型",综合市场分析和需求分析,利用系统化设计法及评价决策方法对救护车担架减振系统进行方案设计,从多角度、多方位确定最终设计方法。如结构选材上,可以采用不锈钢制品,其优点是可焊接,但成本高;也可以采用铝合金,加工精度高;当然也可以采用普通钢件。而对减振系统本身来说,可采用机械式、液压式、气动式等,从减振角度上可分为单自由度、二自由度及多自由度等等[8]。设计、制造过程可以说,任何产品的设计制造往往是从市场需求开始的,本课题也不例外。经过我对XX市医院救护担架车的初步调查,XX市设有医疗急救指挥中心,从中了解到在救护骨折病人和心脑血管病人中需这样一种担架自动装置,以获得良好的救护效果。有了这种需求,然后我们可以确定产品的性能,建立产品的总体设计方案,进行综合分析论证。在此基础上,设计具体结构。包括结构方案的优化、评估,几何参数、力学特性的分析计算;最后得到产品的设计结果。完成设计工作后,须对产品的几何形状和制造要求作进一步分析,设计产品的加工工艺规程,进行生产准备,随后加工制造,装配检测。由此我们可得出两点结论:第一,设计、制造过程的各个阶段事实上是客观存在的,正因为这个规律的存在,为程式化的工作及计算机引入设计、制造领域提供了客规可能性。第二,人为的研究、分析、总结这个规律是为了更好地把握这个规律,运用这个规律,科学地、有计划地、按步骤地实施设计与制造。基于以上分析,利用设计方法学的观点,从方案设计着手,沿着产品设计、制造过程逐步深入,以期最终开发出满足市场需求的质优价廉的产品。1.4救护担架车设计的研究内容方法本课题要研究或解决的问题〔1救护担架车的自动收腿及高度调节设计。〔2救护担架车的车轮转动设计。〔3救护担架车制动系统的相关设计。〔4救护担架车的护栏起落设计。〔5救护担架车的输液器部分设计。研究内容在分析现有担架车的原理及结构技术的基础上,应用现代设计方法、机械原理、机械设计等相关理论,进行担架车的结构方案、工作原理设计与主要零部件设计计算。要求能实现担架车的折叠与直推功能,车腿能根据救护车高度变化做相应调节,能实现自动收腿功能。现代满足医疗救护器械具有运动平稳、操作快速方便、对伤员的二次伤害小[9]。拟采用的研究手段1.参考大型专业医院的救护担架车的实例,并进行相关数据测量。2.应用solidwroks做出结构设计,并实现自动收腿、折叠等动作的动画。3.咨询导师及相关医务工作者此次设计的合理性及经济适用性等。同时救护担架车需要有可收放护栏及可伸缩输液架,手摇控制半躺装置,以及在运送伤员、病人过程中的急停动作,此动作需要使救护担架车车轮错位,实现急停。在救护担架车车轮方面,本次设计需要设计前排两侧单轮,后排双轮两侧单轮,两前轮可以随时自动转向,最后排两侧单轮也可实现相同功能。至于救护担架车的减震系统设计,还需要再做调查,依情况而定。同时,还应该防止因为伤员、病人重心不稳而跌倒,轮子容易磨损等缺点[10]。如下图,本次设计想实现可以控制病人成半躺状态的连动机构设计,这样可以给病人以最大限度的方便与舒适。此设计需要在担架车的躺板下方安装弹簧装置,控制躺板的形状,然后用手摇的方式实现基本的对躺板的收放操作。图1.1轮椅模式1.5救护担架车的工作原理救护担架车的工作原理是：在车体主板1下部设有前、后轮收放轮架系统。前轮收放轮架系统由前轮撑杆15、前轮16和主板1组成；后收放轮架系统由后轮撑杆9、后轮连杆7、后轮8和主板1组成。上车时,前轮收放轮架的前轮撑杆15遇到救护汽车底板时,捏左侧控制闸3,松开前部定位销14,前轮16即可收起,并由前轮托架11托住,在这一过程中,车体前部由前导轮13支撑,同时复位弹簧18被拉伸,车体继续向前运动,捏右侧控制闸3松开限位舌5,后轮连杆7在滑槽4内向后滑动,后轮8随之收起,上车动作即完成；下车时,捏右侧控制闸3,后轮8由于自身重量落下,后轮连杆7在滑槽4内向前滑动,并通过连杆特殊形状的滑块6与限位舌5的相互作用锁死,然后前轮16在自身重力和复位弹簧18的共同作用下恢复到放下位置,下车动作即完成。<图1.3>[11]图1.2前后轮放下位侧视图1：车体主板；2：把手；3：控制闸；4：滑槽；5：限位舌；6：滑块；7：后轮连杆；8：后轮；9：后轮撑杆；10：后轮支架；11：前轮托架；12：前导轮支架；13：前导轮；14：定位销；15：前轮撑杆；16：前轮；17：前轮支架；18：复位弹簧；19：救护车底板.1～18：同图1.图1.3前后轮收上位侧视图2．救护担架车的性能介绍及工作原理介绍此次设计的内容,思路,具体零件和装配情况。2.1性能参数此担架车的主题结构由Mg,Al合金组成,质量约为15kg,最大载重100kg。2.2工作原理课题设计的救护担架车如图2.1、图2.2中所示。9786541231697865412316图2.1担架车三维装配图1141113121015141113121015图2.2担架车三维装配图21为担架车床板,此床板没有完全固定,在必要时可以松开锁紧,单独当做担架使用。2为担架车扶手,供医护人员推动担架车前进。3为担架车收腿及高度调节限制杆。4为担架车车腿支架,与担架车连接。5为担架车制动踏板。6为担架车车腿。7为护栏控制杆零件。8为护栏联动杆。9为担架车进入救护车所需车轮,当自动收腿后,此部位搭到救护车车厢边缘,可将担架车送入救护车内部。10为收腿联动滑块。11为车腿连接杆零件。12为担架车输液器控制螺栓。13为担架车输液器放置零件。14为担架车自动收腿与高度调节控制杆零件。15为担架车自动收腿与高度调节控制杆限制零件。16为弹簧零件。救护担架车上车过程如上图所示,担架车上车过程中,拉动控制杆14,使3平行向内移动,滑块零件开始运动,在弹簧弹力作用下,连接杆零件3向地面运动,拉动车腿向内侧收起,从而实现车腿的收起动作。救护担架车移动过程如上图所示,在移动中,零件3,零件14,零件15控制收腿的高度,通过零件14穿过零件3的孔来控制,在零件15作用下,零件3及滑块零件被定位,实现担架车的高度调节。3.救护担架车的零件设计图4.2车轮转动零件与担架腿的重合配合④添加面重合配合1。单击装配体工具栏的"配合"图标,在图形区域中选择图中救护担架车孔面和螺栓面,选择"配合"属性管理器中的"重合",查看"重合"配合关系添加的结果预览,根据方向的正确与否,选择"配合对齐"中的"同向对齐"或"反向对齐"。其他项目接受默认设置,单击"确定"图标完成,结果如图4.2所示。⑤添加轴线重合配合2。单击装配体工具栏的"配合"图标,在图形区域中选择图4.3所示的车腿和车轮转动零件的面,选择"配合"属性管理器中的"重合",查看"重合"配合关系添加的结果预览,根据方向的正确与否,选择"配合对齐"中的"同向对齐"或"反向对齐"。其他项目接受默认设置,单击"确定"图标完成,结果如图4.3所示。图4.3车轮转动零件与担架车的面重合配合其它装配就不一一说明,装配模型如图4.4所示；图4.4救护担架车5.总结5.1小结这种救护担架车是面向中小型医院用的救护担架车。文中在介绍了国内、外救护担架车的演变与发展的基础上,提出了自己的设计思路,通过学习SolidWorks软件,对具体结构进行了优化设计,实现三维建模,运用Solidworks三维模型制作动画仿真,简单直观的反应设计结构,经过调试,能够实现救护担架车的调节高低和自动收腿,护栏起落,车轮转动等功能,可以满足伤员及医院的需要。5.2创新与不足根据现在医院的实际状况,针对现有的救护担架车功能上的不足,设计了一个比较折中的救护担架车。本车能够实现上车时的自动收腿,平移过程中的调节高低,节省了宝贵的时间和保证了最小限度的占用人员。但在一些细节方面还有很多的不足,比如在防震系统及担架板高度调节的设计上,没能更好的优化。比如说对于减震系统的设计,一开始的想法如下图所示如上图所示,担架车的轮子是由一个大轮子和三个小轮子组成万向轮,而且方向可以360°旋转。它比单纯的大轮子的减震效果要好,但遇到石块时,大轮子不动,小轮子沿着大轮子的内轨道上升,小轮子平滑地上升,担架车也平滑地上升,而如果是一个单纯的大轮子则会越过石头,担架车高度会有一个突变,因而三个小轮一个大轮