病人搬移设备的机电一体化设计和应用VIP专享VIP免费

机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGINEERING第45卷第7期2009年7月Vol.45No.7Jul.2009DOI：10.3901/JME.2009.07.068病人搬移设备的机电一体化设计和应用*���1,2����2(1.燕山大学机械工程学院秦皇岛066004；2.DAIHEN公司事业开发本部大阪532-8512日本)摘要：针对在医院里多数采用人工方法搬移受伤、瘫痪或手术前后病人的状况，提出一种新型的病人搬移设备，介绍了病人搬移设备的机电一体化设计和应用。应用这种设备，护士能独自把病人从病床搬移到担架车上或从担架车搬移到病床上而不改变病人的姿态，减轻了护士的劳动强度,增加了病人的安全感和舒适度。介绍该设备的开发理念、机械设计和控制系统。基于开发理念，采用了模块化机械结构和嵌入式控制系统的机电一体化设计思想。整体机构由四个模块组成，每个模块又包括上、下两部分皮带驱动单元，共有八个电机驱动。所有控制系统全部安装在设备内部，使得搬移设备和担架车相互独立。提出整体设计和机构组成的方法，并对关键部件进行了计算。设计开发了一种用于该设备的嵌入式新型伺服系统，提出其控制原理和控制算法。同步控制试验和在医院的临床应用试验表明该系统是安全有效的。关键词：病人搬移机电一体化设计机械设计控制系统伺服系统中图分类号：TH-39TP271MechatronicDesignandApplicationofaPatientTransferApparatusWANGHongbo1,2FUMIOKasagami2(1.CollegeofMechanicalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004;2.BusinessDevelopmentDivision,DAIHENCorporation,Osaka532-8512,Japan)Abstract：Inviewofthesituationthattheinjured,paralyzedorpre-andpostoperativepatientsaremostlytransferredbyusingmanualmethodinhospital,anewpatienttransferapparatusispresented,andthemechatronicsdesignandapplicationaredescribed.Usingthisapparatus,onenursecantransferthepatientfromabedtoawheeledstretcherorfromawheeledstretchertoabedwithoutchangingthepatient’sposture,whicheasesthelaborintensityofthenurse,andincreasesthepatient’ssafetysenseandcomfort.Thedevelopmentidea,mechanicaldesignandthecontrolsystemoftheapparatusaredescribed.Basedonthedevelopmentidea,themechatronicsdesignideasofthemodularmechanicalconstructionandembeddedcontrolsystemsareadopted.Theapparatusdrivenbyeightmotorsconsistsoffourmodulesandeverymodulecanbedividedintoupperandlowerbeltdriveunits.Allcontrolsystemsareinstalledintheapparatus,sothattheapparatusandwheeledstretcherareindependentofeachother.Themethodofintegrateddesignandconstitutionofmechanismarepresented,andthekeycomponentsarecalculated.Anewembeddedservosystemusedinthisapparatusisdeveloped,anditscontrolprincipleandalgorithmareproposed.Theexperimentalresultsofthesynchronouscontrolandthevalidationtrialsinhospitalindicatethatthissystemissafeandeffective.Keywords：PatienttransferMechatronicsdesignMechanicaldesignControlsystemServosystem0前言*目前，在医院里搬移受伤、瘫痪或手术前后病人时通常采用多人抬抱的方法，这样既费人力又不20080722收到初稿，20090311收到修改稿安全。为了把一位不能独自行走的病人从病床搬移到担架车上或从担架车搬移到病床上，至少需要三位护士才能完成。搬移病人时，护士要付出比搬送同等重量的物体更繁重的体力劳动，而且如果稍微粗心还可能加重病人的痛苦，甚至导致意外事故。随着世界范围内老龄化社会的加速到来，需要外界辅助才能移动的病人数量正逐步增加。因此，研究月2009年7月王洪波等：病人搬移设备的机电一体化设计和应用69和开发既可以减轻护士的负担，又有利于病人安全的病人搬移设备，在现代化的医疗护理中是非常必要的[1]。在医院，有时候要求在不改变病人姿态的前提下，把病人从集中治疗室或检查室搬移到病床上，例如：手术后连接着输液管和静脉导管等导管的病人、股骨骨折的老年病人、手术后还处于麻醉状态的病人、透析后需要休息的病人等等。人们...