CN103750968A - 二轴自动病床 - Google Patents

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肖爱平
芮琦
任弘毅
陈娇
朱雨婷
张志武
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Abstract

本发明公开了一种二轴自动病床的各部分结构设计及正向翻折和侧翻动作执行过程。本发明所设计的自动病床包括床框、床板(由10个活动块组成)及起坐机构、侧翻机构等。本发明为一种可辅助病人实现正向坐起或侧翻的病床,可实现不同角度的纵向及横向翻折,解决了目前病床难以实现病人的舒适翻身的现状。其特征在于:1、床面由可灵活组合的活动床板组成,可根据使用者的指令及床面的受力情况选择多种翻折模式;2、横向及纵向的翻折共有两个主动源控制,保证运动的平稳与安全;3、用步进电机控制销钉退出或插入;4、病床的翻转角度可调节。本发明可满足老人、残疾人及病患人群(如做了胸腹、下肢等手术的病人)的多种需求。

Description

二轴自动病床
技术领域:
本发明涉及一种辅助病人变换姿势的病床,尤其是能辅助病人自行进行安全平稳的侧翻及坐起。 
背景技术:
行动不便的老人或一些日常生活难以自理的病人长年卧床,身体心理都十分痛苦,这些卧床需要护理照顾的人,非常需要能够帮助他们进行床上活动和能解决一些简单的生理问题的病床。能够按照老人或病人的需要进行坐立、半躺、坐便、左侧翻、右侧翻等床上活动的病床,不仅可以减轻老人或病人的痛苦,还可以减少护理人员的劳动量,降低劳动强度。 
目前,公知的病床多为纵向上的两段板组成,仅可辅助病人坐起,少数的助侧翻病床也只是由横向上的两段板组成,且各种病床多是通过人的手摇运动驱动病床的运动。但是,正常情况下,病人的躺位不固定,当病人在某些躺位时,现有病床仅有的侧向上的两段板的运动无法保证病人安全、平稳、舒适的侧翻,甚至根本无法完成侧翻动作;同时,在无人陪护状态下,病人依旧无法实现自主坐起、侧翻。 
发明内容:
为了克服现有病床不能使病人安全、舒适、平稳侧翻且需要有人陪护的不足,本发明为一种为病人提供各种翻转情况支持的护理病床(病床包括床面及能够提供动力的床身两部分,此发明仅涉及床面部分的结构)。 
技术方案: 
病床能辅助病人根据其指令实现正向坐起和侧向翻转(正向坐起方向为病床纵向、侧向翻转方向为病床横向)。 
在实现正向坐起功能时,病床上部床板向上翻折,支撑病人背部,辅助病人坐起;在实现侧向翻转功能时,病床被分为横向上的两部分,其中一部分向上翻折,该部分用于支撑病人背部,另一部分用于支撑病人的肩、臀部,翻折的动力均由床身部分提供。 
病床分为纵向上的两段和横向上的5段(共10部分),初始状态时,各部分床板间用销钉及旋转限位块固死平放。翻折时,控制系统根据需要将翻转线上的销钉从旋转限位块上退出,同时插入床框预留孔中,使床板可绕活动轴转动。销钉由床板下方的步进电机控制,需要翻折时,在病人的指令及应变片传回的信息的作用下,相应的步进电机旋转一定圈数,使病床两部分的公用旋转轴线上的销钉退出旋转限位块,并插入到床框预留孔内。 
病床横向上每个步进电机通过控制两床板之间的横向连杆机构进而来控制横向相邻两块床板间的连接销钉,并同时控制作为此两块床板中的公共轴线的活动轴,步进电机产生单一动作,连杆机构产生相应运动,即可使被选旋转轴线上的销钉退出旋转限位块,同时活动轴即插入床框预留孔内,即可实现横向上的翻折。 
病床纵向上两部分间用销钉限位块及销钉片来控制连接或分离。该销钉片的运动由步进电机控制,当步进电机旋转一定圈数时,带动销钉限位片移动,从限位块脱离出来,松开或建立纵向两部分间床板间的连接,即可实现纵向翻折,同时不影响横向侧翻功能的实现。 
行动不便的老人或一些日常生活难以自理的病人长年卧床,身体心理都十分痛苦,这些卧床需要护理照顾的人,非常需要能够帮助他们进行床上活动和能解决一些简单的生理问题的病床。能够按照老人 或病人的需要进行坐立、半躺、坐便、左侧翻、右侧翻等床上活动的病床,不仅可以减轻老人或病人的痛苦,还可以减少护理人员的劳动量,降低劳动强度。 
目前市场上还没有出现自动化控制,功能齐全的病床,现有“自动病床”大都是由护理人员手摇安装在床尾的两个摇柄来完成坐起或躺下等动作,只能完成一些简单的动作,而且没有考虑人的舒适度等一些人性化条件,比如,坐起或者侧翻时床单会不会皱起等。而这些简单的动作远远不能满足病人的需求。 
从目前医院病床或家庭护理病床来看,没有无论病人睡在床的哪个地方都能侧翻的病床。那些可以翻身的病床,都要求病人以特殊姿势躺卧或者是睡在特定位置才能够实现侧翻的功能。但是,病人不可能一直睡在特定区域保证不移动,而要求病人保持特殊姿势更是很难实现,因此对于行动不便的病人在他们翻身的时候还是要求护理人员或者家人朋友帮忙,仍然达不到病人自主控制的效果。 
我们知道一些局部偏瘫的病人为改善血液循环、防止局部皮肤变色、局部肌肉变硬坏死,需要时常翻身或坐立来活动机体;脊椎损伤病人由于自主神经系统功能紊乱无法对周围环境进行自动调节,常出现局部(如背部)温度过高,他们需要翻身来让背部和大腿后侧通风来降低温度;做过胸腹手术的病人为防止胸肺等器官的粘连需要间歇性的坐起或翻身。这些病人希望病床既能起坐也能左右侧翻,还能帮助他们完成一些简单但是却又必须的动作。 
我们的二轴自动病床鉴于以上的各种状况,从病人的角度出发,填补了市场上的空白。二轴自动病床克服了人工翻动时病人仅有两点支撑的缺点,解决了翻身过程中可能出现的安全性问题。同时采用床板整体翻动的方式,防止人碰到仪器或者是仪器随床单被褥移动而引起仪器的错位,保证了仪器的稳定性。床板缓慢移动,防止病人在翻身时因与翻折线有一段距离而下滑与床板碰撞而受到二度损伤。病人可以通过按钮选择不同的档位,从而选择翻身的模式(左翻或者右翻),同时可以通过改变按下按钮的时间长短来选择床板翻转的角度,病人即可自主选择舒适的位置。床板处采用橡胶连接,避免转动过程中出现尖角,造成病人的不适。二轴自动病床床板上贴有感应片,无论病人以什么姿势睡在什么地方,通过感应片传递给控制卡的信息,控制卡会自动调整翻身机构的位置以实现对病人的翻身动作,同时二轴自动病床还配有可伸缩输液架、可收式工作台(用来吃饭或者放药物等)、移动式便盆、可收式自动翻书书架等一些结构装置。在带给病人健康的同时给病人带去方便和欢乐。 
床面整体被分为纵向上的两段和横向上的五段,共十部份。为保证病人的舒适性和侧翻感应功能的实现,特结合人际工程学的理论知识,计算后确定病床尺寸。 
病床上使用的床垫外圈与床板边缘固定,以保证翻转时病人的舒适和床面的平整。 
初始状态时,床板平放在床框上,各板间使用销钉固死。翻折时,控制系统根据需要将翻转线上的销钉退出,同时将活动轴插入床框预留孔中,使床板可绕活动轴转动,完成侧翻动作。 
病床在纵向上分为两段,每段由横向上的五块板组成,病床实现坐起功能时,横向上的板皆被销钉销住、运动情况相同(本部分介绍病床运动情况时皆以段为单位描述。)病人需要坐起时,按压控制按钮,中央控制部分接到指令,床身将主动力作用在床面上段床板下方将床板向上支起,病人可通过按压控制按钮时间的长短选择舒适的角度。 
在床板边侧预定位置安装固定块,在每个定块固定位置打孔,并用销钉相串联,固定其相对位置。床板翻折时,靠近床框的床板下方的定块中心位置的活动轴顶入床框预留孔中,其连接两块床板间的合页轴线即为床板翻折时的旋转轴线。 
床板之间销钉的运动模式由安装在床板下方的步进电机驱动,病床处于其初始位置时,所有床板皆被销钉销住,连成一体。当中央控制系统接收到侧翻指令时,指定步进电机转动一定的圈数,使指定轴 线上的销钉退出同时相应活动轴伸入床框预留孔中作为旋转轴线;当中央控制系统接收到起坐指令时,步进电机运动,将纵向销钉限位片从限位块中分离出来,实现纵向两部分床板间的可旋转性。 
病床的侧翻功能可以按照使用者的需要进行不同方向(包括向左侧翻、向右侧翻)不同程度的翻转。考虑到使用者的需要和对舒适度的要求,在符合人体侧翻需要的同时也便于使用者适当的支持身体,防止因只一侧翻转而导致的身体滑移,造成不必要的损伤。 
整个病床的床面由可活动的五部分组成。床面中部贴有应变片,能感应到人体所躺的位置。通过床面上应变片的感应,确定使用者躺于床面的具体位置,再结合使用者对于翻转方向的意愿,综合到控制程序。经过程序分析之后,控制系统控制活块系统中舵机开始工作,根据需要使固定床板的销钉退出以及可伸缩的活动轴顶入床框上的预留孔,让床板在不同的情况下形成不同的相对运动约束。然后床面下方的千斤顶开始工作,对床面进行翻转。如此,床面可按照预定的设置进行翻转,从而满足使用者侧向翻转的要求。整个病床的侧翻系统由两个部分构成: 
一、由病床控制系统控制的活块系统。用于控制形成床面的床板间的相对约束关系,使整个床面可分为两部分同时绕床面翻折线按相反方向转动。活块系统由床板下方的横向驱动机构(图4)和纵向驱动机构组成。步进电机控制销钉限位块/片的移动,实现床板间的分离与连接,并使活动轴插入对应床框的预留孔中,从而即可实现床板的翻折。病人平躺于床面上时,形成床面的床板间被销钉所固定,其间不能相对移动或者转动。当病人通过控制器控制病床侧翻时,综合考虑病人在病床上的位置(通过床面上的应变片感应得到)和使用者对翻转方向的要求,控制系统给出信号,带动床面下的活块系统工作,使翻折位置上的销钉退出销槽,以使床板间可相对转动,同时翻折位置上的可伸缩活动轴顶入床框上的预留孔,保证床面能绕翻折线相对转动,并在相对翻转过程中不会偏移预定位置。 
二、为床面提供驱动力的驱动系统。该系统位于床身上,用于提供主驱动力以翻转床面。当使用者使用控制器控制侧翻系统后,活块系统根据不同工作情况,将组成床面的床板组合成合适的相对约束关系后,床身上的驱动系统开始工作,向上顶起其中一侧床面,床面绕翻折线翻起一定角度,支撑病人向某一侧翻转。 
附图说明:
图1为床面整体的示意图。 
图2为床面背面的示意图。 
图3为病床纵向翻折机构示意图。 
图4为病床横向翻折机构示意图。 
图1为床面整体的示意图,其中: 
1为活动横向床板间的销钉示意模块;2为活动床板间相连接的合页示意模块;3为床面上部;4为纵向床板间的销钉示意模块;6为床面下部。 
病床整体被分割成为床面上部3和床面下部6两部分,上部床板和下部床板又被分为5小部分。各活动床板之间用合页2和销钉1、4连接,当销钉销死时,相邻床板间固死;当销钉松开时,相邻床板间可灵活翻动。 
使用者需要正向坐起时,控制系统控制纵向床板间的销钉松开,床身上的动力系统将床板上部顶起,支撑病人背部,使病人坐起,从侧面看,床面可翻折成
Figure BDA0000460515700000031
形。使用者需要侧向翻转时,选择需要翻转的方向(左或者右),控制系统综合床面上受力情况,分析病人躺于床上的位置,确定需要翻折 的位置,使翻折线上的销钉松开,并将对应的活动轴顶入床框预留孔中。床身上的动机系统将床板顶起,从而实现左向或右向的翻折。床板翻起的一边用于支撑病人背部,使病人侧向翻转身体,另一边用于支持病人肩、臀等部位,放置病人侧向滑移,避免对病人身体造成不必要的伤害。 
图2为床面背面的示意图,其中: 
7为病床横向翻折驱动结构(具体见图4);8为病床纵向翻折机构(具体见图3)。 
病床整体共包含8个横向翻折机构,其中每个横向翻折机构能控制其相邻两床板翻折线上销钉和活动轴的运动。控制系统结合使用者的指令和床面上的受力情况确定床板需要翻折的位置,并控制销钉松开和活动轴顶入床框预留孔。病床的纵向翻折机构可在病人下达坐起指令时,纵向翻折机构上的步进电机同时驱动,将床板上部和床板下部之间的销钉片一起松开,使床面能灵活翻折。 
图3为病床纵向拉杆机构示意图,其中: 
9为床板纵向间的销钉限位块;10为销钉片;11为合页;12为步进电机。 
当使用者下达正向坐起指令时,控制系统控制步进电机运动,经过轴端的螺杆螺母传递,机构中的销钉片运动,即从限位块中分离出来,上、下两部分床板即能相对翻动,经过床身提供的主动力的推动,床面翻起,支撑病人坐起。 
图4为病床横向拉杆机构示意图,其中: 
16为销钉限位块;15为床板横向间的销钉;14为传递运动连杆;13为活动轴。 

Claims (8)

1.二轴自动病床由床架、床板、床垫、活动便盆组成,可实现辅助病人坐起、侧翻的功能。其特征在于:床面由可灵活组合的活动床板组成,可根据使用者的指令及床面的受力情况选择多种翻折模式,在保证病人舒适的前提下使其翻转,同时不影响周边医疗器材的稳定性。 
2.根据权利要求1中所述正向坐起、侧翻时所需主动力由床板下方的两个电机提供,运动通过电机-丝杠结构传递给床板。 
3.如权利要求2中所述,正向坐起时,四个步进电机同步运作,床面被翻折成                                                  
Figure 2014100309994100001DEST_PATH_IMAGE001
形。 
4.如权利要求2中所述,侧向翻转时,两侧步进电机运动行程不同,床面被翻折成   
Figure 2014100309994100001DEST_PATH_IMAGE002
形。 
5.如权利要求1中所述,床板整体由2×5共10个活动床板组成,活动床板之间用销钉连接,销钉两个位置对应相邻床板间固死和松开的两种状态。 
6.如权利要求5中所述,销钉的位置使用步进电机控制,使床板整体适应不同的情况沿翻转线分为可相对翻动的两部分。 
7.如权利要求6中所述,相邻两块活动床板间翻转线由一个电机控制,电机产生单一动作,即可使被选旋转轴线上的销钉退出,同时活动轴插入床框的预留孔中。 
8.在实现侧向翻转功能时,病床被分为横向上的两部分,绕其公共轴线向上做不同程度的翻折,一部分用于支撑病人背部,另一部分用于支撑病人的肩、臀部。 
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