基于人机工程的多功能护理床设计

　　0 引言

　　目前我国六十岁以上老年人口已经达到了1.53亿，老龄化率为11.6%，并且预计2026年将超过3亿，我国不仅是老龄人口最多的国家，而且也是老龄化速度最快的国家，老龄化问题已上升到事关国计民生的大事。随着科学技术进步和生活水平的提高，老年人和残疾人也越来越受到社会的广泛关注。

　　本护理床就是从人性化角度出发，基于人因工程的理念，借助PROE三维实体建模分析软件来设计的。在设计尺寸和功能上，不但满足残障病人和行动不便的老年人的基本生理需要，更注重舒适度和便于医护人员进行康复护理，因此，不仅具有护理作用，还能促进病人病情的缓和和康复。

　　1 人机工程设计的任务和要求

　　卧床的病人，如果身体各个部位不经常活动，不仅会造成肌肉僵硬，关节功能萎缩，并且严重的还会影响局部血液流通，引发褥疮等疾病。因此，该护理床在设计时，首先在机械机构上将人体分为四个模块：上身，臀部，大腿和小腿，保证身体这四个部位都能单独活动，具体人体设计尺寸，参考了我国成年人人体主要尺寸标准[1]，又从人体工程学的角度对活动空间范围进行适当的修正。

　　设计该护理床适合90%的人群使用，故以第5百分位为下限和第95百分位为上线，取变换系数K=1.645[1]。

　　四块躺板不仅满足病人活动不同部位的需要，以满足人体日常生活和功能康复以及舒适度的要求。由于人体各部位的尺寸因人而异，而且人体的活动姿势随着具体情况的不同而不断变化，因而利用人体结构和尺度关系，采用标准的人体外形模板，便可以直观的求出人体相对位置的设计参数。本护理床在躺板活动的角度设计上就借鉴了人体外形模板，以实现各部位活动角度和坐姿功能的实现。GB/T 14779-93标准规定了三种身高等级的成年人坐姿模板的功能设计基本条件、功能尺寸，是对人机系统进行考察研究、分析评价、试验设计不可缺少的重要辅助手段。

　　目前，人体坐姿模板在轿车驾驶室的设计上应用比较成熟，该护理床通过对人体模板要求进行简化如图1所示，选择设计需要的尺寸角度进而指导设计。

　　2 机构设计

　　康复床的躺板由四块组成，以满足机构设计要求的四个模块：背部抬升，大腿抬升，小腿抬升和坐姿功能的实现。前三个模块分别由四个电机推动，可单独作用，也可以协调运动完成人体坐姿不同角度的需要。床体还能整体上升和整体倾斜，该功能由两个电机控制实现，可以调整床体的高度，设计流程图如2所示。