专利名称：多功能曲面床的制作方法
技术领域：
本发明涉及多功能生活用床和多功能护理床。
现有技术的床面为平面，平面床和人体之间的接触面较小，人体受到的床面的压强较大，影响人体受压部位的血液循环，使人感到不舒畅，需要经常翻身调整。另外由于人体的椭园，人在平面床上翻身，当人体侧面向下转动时，人体重心上升，使得翻身比较费力。
本发明的特征在于床面是两边向上弯曲的曲面，床面的两端有轴头，轴头安装在床两端支架的轴套内，人在床面上滚动翻身时，床面可以绕轴转动；转动床面时，人可在弯曲的床面带动下轻易的滚动翻身，普遍曲面床如图1所示，为了使用安全和方便，曲面床都有床面最大倾角限位和床面锁定装置。曲面床由于床面两边向上弯曲，使得床面和人体之间的接触面增大，人体受到床面的压强减少，有助人体受压部位的血液循环，使人入睡安逸、舒畅。另外，由于床面曲线形状的确定和轴头位置的选择考虑了人体在曲面床上滚动时人体重心和床面重心的变化以及人体椭园度等因素，使得滚动翻身比较轻松。
床面曲线形状的确定和轴头位置的选择考虑人体的椭园度，并且人平躺在床面中间向两侧滚动翻身的过程中满足下列条件①人可自由静止在床面任何位置，而且是床面最低位置；②人体和床面组成系统的重心高度不变。条件①是根据床面重心的偏转力臂决定人体重力在另一侧的偏转力臂，也就决定了床面偏转某一角度时支承人体的床面最低点的对应横向位置，即用力臂的平衡决定床面偏转某一角度时床面最低点的横向位置。条件②则是根据人体和床面组成系统的内能的不变决定床面偏转同一角度时床面最低点的纵向位置。
通常我们根据一般人体特征，选取轴心距床面底的距离r，利用上述两个条件根据人体重量、重心、椭园度和床面重心、重量计算出床面曲线上任意点的坐标位置，并画出床面曲线，也可用几何作图法画出床面曲线，曲线形状如图2所示。
为进一步理解上述的两个条件，我们可以分析一下人体和床面组成的系统，该系统和外界的联系只有两个轴头受到的支承力和地球的吸引力，系统有一个重心，不管人体如何滚动，人体重心和床面重心如何变化，系统重心始终受两个恒定的大小相等、方向相反、作用在一条直线上的力，一是通过轴心竖直向下的重力；二是通过轴心垂直向上的支持力，系统内力的施力者只有人，人在平躺床面中间向两侧用力滚动的过程中，人体重心偏向系统重力线一侧，由于床面的转动，床面重心偏向系统重力线另一侧，并沿弧线上升，如果保持系统的重心高度不变，则人体重心必须沿床面适当下降，而且床面的形状同时考虑人体的椭园度，并满足人体由于在床面上滚动重心下降的过程中，始终在床面最低点，这时，虽然人体在向两侧滚动的过程中床面重心上升需要做功，但人体借助了滚动时床面曲线的适当下降，即人体的适当下降，使人体重力做了功。回滚过程中，人体重心上升需要做功，但人体借助了滚动过程中床面重心的下降，即床面重力做了功，在整个滚动过程中，由于床面的形状满足了系统的重心高度保持不变，即系统的内能保持不变，只是床面重力势能和人体重力势能的相互转换，这样人体在床面上滚动的整个过程中内力所做的功即人体所做的功始终几乎为零，只是克服床面两端轴头转动时的摩擦阻力和人体与床面之间的弹性变形阻力所做的功。这样的床面，人在床面上滚动的过程中即没有上坡感，也没有下坡感，又克服了人体的椭园度，保证了人体在床面上滚动翻身自如，我们把这样的曲面床叫做自由式曲面床。
对一定人体特征、重量和椭园度的人，有一定的自由式曲面床与之对应，这时我们就是不用床面的倾角锁定，人体也能自由平衡静止在床面任意位置，而且是最低位置。实际使用者的体重、重心和椭园度与设计标准的体重、重心和椭园度可能有些差别，这时人体可以平衡静止在床面最低点的左或右的较低位置，滚动时人体所做的正功的量也有少量的增加，即稍微有些费力，但总比人在平面床上克服人体椭园度费力要小得多，尽管如此，为了克服这一缺点，我们可以在床面下用沙袋增减沙子进行配重，或用其它方法进行配重，以调整床面重心位置和重量，但一般差别不大时，不加调整也不会有明显的差别，也不会影响自由式曲面床的优越性能。因为人体四肢可以灵活调整人体重心高度和使重心偏移成为床面转动的动力，所以，一定参数的自由式曲面床对人体条件有一个适用范围。
对自由式曲面床我们可以从另外一个角度进一步进行理解。根据图2，如果轴心偏离O点，愈接近O’甚至以外或床面曲线愈接近以O为园心r为半径的园弧，则人体平躺床面中间向两侧滚动的过程中，系统重心的重力势能增加愈快，感觉到上坡坡度愈大，回滚的过程中系统重力势能减少愈大，感觉到下坡坡度愈大，而且人体在床面上能自由静止的最低位置只有床面中间位置。这种曲面床叫平衡式曲面床，这种曲面床设计一般不用于成人和儿童用床，但可用于婴儿摇篮。如果轴心O愈接近床面中间最低点C，床面曲线愈接近以O为园心，R半径的的园，甚至R为半径的园以外接近极限形式平面，则人平躺床面中间向两侧滚动时下坡坡度愈大，甚至滑坡，回滚时上坡坡度愈大，甚至不能回滚，停止滚动自由静止的最低点不在床面上，这种曲面床叫非自由式曲面床，非自由式曲面床必须有床面倾角锁定，否则人平躺床面中间向两侧滚动时可能无法停止，非自由式曲面床的极限形式即床面可倾斜能使病人滚动翻身的平面护理床。这种护理床在床面倾斜病人翻身时易滑坡，而且必须专人保护，所以非自由式曲面床在本发明设计中不提倡使用，通过以上比较，我们更深刻的理解了自由式曲面床的原理。
曲面床的床头支架和床面骨架一般可用矩形钢管等焊制，也可用其它材料制造，床面面板用多层成型板等，也可复上不同的面料和海绵等。
为了将曲面床推广应用，本人利用自由式曲面床原理发明设计了一个多功能的曲面床系列，以适应不同病情的病人，不同体型特征的成人及儿童等的需要，以下就多功能曲面护理床的诸多功能和优点重点加以说明。
一、多功能曲面护理床多功能曲面护理床为不能自己翻身、不能下床、大小便不能自理的特殊病人而设计制造，使用平板床护理这种病人存在以下问题1、更换潮湿的褥垫和衣服比较困难。2、病人背部、臀部等局部受到重压影响血液循环，遇上潮湿的褥垫容易生成褥疮。3、由于病人翻身困难，使得给病人擦洗、拍打、按摩背部及对病人背部疾病的治疗比较麻烦。4、大小便不方便，尤其是女人小便更为麻烦，护理人员往往认真去做还是一踏糊涂，虽然目前有多种不同功能，不同式样的护理床，但是本发明的多功能曲面护理床有他不可替代的功能和优越性。
由于多功能曲面护理床是为特殊病人而设计，床面的转动需要护理人员的手动或电动等外力作用，是利用床面的主动转动带动病人的被动滚动翻身，所以床面曲线和轴头位置的选择可以采用自由式，也可采用非自由式，但非自由式床面最大的缺点是通常必须使用床面倾角锁定，忘记锁定床面就会转动或病人不能躺在床面最低位置，而且转动床面使病人滚动翻身比较费力，所以一般不被采用，虽然自由式曲面床人可自由静止在床面任何位置，而且是最低位置，但也都有床面倾角锁定装置，有时可以不锁定床面。床面倾角锁定可用手闸如图3所示，也可用其它方法锁定。
床面转动的一般方法是用手直接转动，因为转动床面需要的力很小，人体又可自由静止在床面任何位置，所以不需要什么传动机械。但是为了实现护理人员和病人自己随意的摇控，把式键盘控制，甚至电脑程序控制，我们也可用轴头上的小齿轮和支架上的连臂大扇齿、摇臂、丝杠、减速齿轮、电机和离合手柄、弹簧等带动，如图4所示，也可用液压油缸代替丝杠和减速齿轮等。该装置不仅能够调整床面倾角，还有锁定床面的刹车功能和解除床面锁定的离合器功能。
为了使不能翻身的病人很轻松的爬在床面接受护理、治疗、调换潮湿的褥垫以及大小便时上翻或取下褥垫等工作，床面宽面曲线长度应满足一般病人爬在床面一侧边缘，随床面另一侧向下转动时，在床面的带动下，病人能够轻易滚动翻身爬到床面另一侧边缘，即病人可以在床面转动的带动下轻易滚动翻身360°，由此确定的宽面曲线长度一般在130mm左右，床面曲线取图2的 全曲线。病人能翻身360°的多功能曲面护理床如图5所示。
多功能曲面护理床的床面中间带是可调整成不同倾角的靠背坐椅组合，坐位中间有带盖便孔如图6所示。靠背的倾角可用正反扣各半的丝杠用手摇的方法进行调整，如图7所示。该方法不仅能调整靠背倾角还能锁定靠背使之停留在任何位置，也可用变速齿轮、电机带动上述丝杠转动，甚至可用液压油缸。电动或液压的靠背，可用把式键盘甚至摇控。靠背坐椅组合中踏板倾角的调整是利用平行四边形原理使踏板和靠背连动，由靠背倾角的调整带动踏板倾角的相同改变，连动的推拉杆上有便盆架。为了防止靠背倾斜时病人下滑，坐位后倾角也随着改变，坐位后倾角的调整和踏板连动，采用偏心曲线凸轮，先是随靠背倾角的增大而增大，再是随靠背倾角的增大而减少。坐位后倾，踏板和靠背的连动原理如图8所示。
由于向上弯曲的床面和轴头支承的相互连接，使得床面强度极大增强，所以我们利用坚固的床面框架，可以安装牵引装置，使用时只需挂卡特制牵引器的三个卡脚即可使用。
便孔盖可用下开门或下降的方法用手动机械或电动开启，但便孔盖在便孔下面往往会被弄脏。由于病人在大小便时必须有护理人员在场，给病人翻身、撤褥垫、脱内裤、调坐椅等，所以采用上掀盖顺便拿走便孔盖更为实用，即不会弄脏孔盖，结构又简单实用。
多功能曲面护理床的功能和优点。
1、由于床面两边的向上弯曲，使得人体和床面的接触面积增大，身体受到的床面的压强减少，有益于身体受压部位的血液循环，使人感到舒适，这对久躺病床的老人非常有益。
2、随着床面的转动，病人可在360°范围内轻易滚动翻身，极大的方便了护理人员及时为病人调换潮湿的褥垫和衣服，以及对病人背部、侧部的擦洗、拍打、按摩等护理工作，同时也方便了医生对病人背部疾病的治疗。
3、可根据病人舒适的需要，通过改变自由式曲面床床面的倾角，随时改变身体的受力部位和卧床姿势，并达到床面最低位置，这时病人的感觉总是两边略高，具有稳定感和安全感，不会由于床面的转动而有倾斜感。根据曲面床的这一特异功能，我们可用电动摇控的方法改变床面倾角，让病人自己随意改变卧床姿势，调整身体受力部位。
4、保暖性能好，由于床面是两边向上弯曲的曲面，使得床面和盖被之间的封闭较好，同时不会由于病人乱动使盖被倾斜、掉落而着凉。
5、倾角0～80°随意可调的舒适坐椅，调整、使用非常方便，对于久躺病床的特殊病人，经常改变坐卧姿势是他们的奢望，也是一种享受，多功能曲面护理床舒适的踏板，得体的坐位和靠背能够轻易的实现病人的奢望。得体的坐位和靠背是平面多功能护理床所不能实现的。
6、使用方便的坐便功能，让病人大小便时感到舒适、顺畅，也不会弄脏衣服和被褥，同时对护理人员来说使得接屎接尿这项很难的工作变得轻而易举。使用步骤①转动床面让病人滚动翻身爬到床面一侧；②上翻或取出褥垫、下脱病人内裤，取下便孔盖；③回转床面使病人翻回正中；④调整坐椅功能使病人坐好；⑤放好便盆病人即可使用。
7、灵活实用的台桌功能，床面调整成坐椅时由于床面两边的向上弯曲，除了可作为坐椅的扶手外，还可在上面放一块平板，构成台桌，病人可作饭桌，也可写字、看书或与家人下棋等。
8、多人靠背沙发椅功能，转动床面使床面一侧转到最低限位，锁定床面即可成为一个能坐三到四人的靠背沙发椅。
9、多人安乐沙发椅功能，解除床面锁定，使床面可以绕轴自由转动，这样的沙发椅即可成为一个能坐三到四人的安乐沙发椅。
10、安乐床功能，解除床面锁定，人在床面上左右滚动会造成床面的来回摆动，这对一些人来说是一种欢乐和享受。
11、安全床功能，锁定床面，即可成为防止睡觉时滚落的安全床。
12、普通生活用床功能，除上述特殊功能外，多功能曲面床还可作为普通生活用床。
13、牵引床功能，挂卡特制牵引器，即可成为牵引床。
14、由于床架是金属结构，床架还可焊接其它辅助功能。如①活动输液架；②重力牵引滑轮等。
二、一般病床对于能够自己翻身或借助护理人员的帮助能够轻易翻身的病人，我们可以减小多功能曲面床的宽度到普通平面单人床宽度以内，以减少床面所占的空出；对于能够下床大小便的我们可以不设便孔，甚至不设踏板，靠背也可用简单的支架，调整靠背倾角于几个固定的角度，因为病人能够坐起，不需要复杂的机械去调整靠背，床头支架的高度也可适当降低，这样我们就可以设计出具有不同特殊功能的自由式曲面病床。
三、普遍生活用床床面直线宽度接近普通平面单人床，床面曲线的确定和轴头位置的选择根据一般人体特征分几个型号而设计的日常生活用自由式曲面床。
四、儿童用床床面长度、宽面曲线长度，曲线的形状及轴头位置的选择等，按儿童的身体特征分几个型号而设计的日常生活用自由式曲面床。
五、婴儿摇篮适合婴儿的曲面床，根据婴儿的生理特点，不需要婴儿滚动翻身，所以采用平衡式曲面床，床面轴头位置距床面中间最低点的距离一般大于床面曲率半径，以便在外力的推动下床面的摇摆。
综上所述，多功能曲面护理床，一般曲面病床除了他们保存的特有的功能外，其它普通功能和普遍生活用床，儿童用曲面床都相同，同时都采用了自由式曲面床原理，都具有以下相同的优点及功能身体受床面的压强小；滚动翻身方便自如；具有安全感；保温性能好；多人沙发椅功能；多人安乐沙发椅功能；安乐床功能；普通用床功能；安全床功能等多种功能。由于上述所有曲面床都具有多种功能，所以我们把本发明的曲面床叫做多功能曲面床，多功能曲面床现在正处在最初的研究开发阶段，上述电动、液压、手动的床面倾角调整，坐椅靠背的手动、电动倾角调整，床面的锁定方法，靠背和踏板的连动方法以及踏板支架和坐位后倾的连动方法等还是最初的个人设计，随着多功能曲面床的推广应用，我们集思广议，还会设计出更巧妙合理的控制调整方法，使多功能曲面床的工艺、外形及性能更加优良合理。
本发明
图1为普通曲面床示意2为自由式曲面床床面曲线的形状和轴头位置3为床面锁定装置，即手、脚两用刹车装置原理4为电动床面倾角调整原理5为病人能翻身360°的多功能曲面护理床示意6为多功能曲面护理床床面构成7为多功能曲面护理床靠背倾角调整原理8为多功能曲面护理床靠背和脚踏板及坐位后倾连动装置原理1中1、床面；2、床头支架；3、床面锁定刹车装置；4、最大床面倾角限位凸块；5、床面刹车的弧形带；6、轴头支撑。
图2中7、轴头位置；8、床面曲线形状。
图3中9、安装在床尾内侧的手、脚两用刹车把；10、刹车把线；11、滑轮；12、刹车器；13、刹车器复位弹簧；14、刹车强度控制弹簧；15、刹车强度调整螺母。
图4中16、轴头齿轮；17、连臂扇齿；18、摇臂、19、推拉丝杠；20、减速齿轮组合；21、电机；22、离合扳手；13、离合弹簧；24、离合弹簧辅助架；25、限位凸块。
图5中26、病人能滚动翻身360°的床面；27、输液架插孔；28、牵引器脚座。
图6中29、轴头；30、靠背部分；31、坐位及便孔；32、脚踏板；33、头枕。
图7中34、正、反扣各半的丝杠；35、活动臂；36、丝杠螺母；37、转轴支承块；38、丝杠支承架；39、手摇把。
图8中40、靠背延长臂；41、踏板延长臂；42、平行推拉杆及便盆架；43、踏板支架连臂；44、摇臂、45、偏心曲线凸轮；46、后倾的防滑坐板。
权利要求
1.一种多功能曲面床，其特征在于床面是两边向上弯曲的曲面，床面头尾两端有轴头，轴头安装在床两端支架的轴套内，人在床面上滚动翻身时，床面可以绕轴转动；转动床面时人可在弯曲的床面带动下轻易的滚动翻身；床面倾角有最大限位和床面锁定装置(见说明书第1页6～9行)。
2.根据权利1所述的多功能曲面护理床，其特征在于床面上有带盖便孔，有倾角可调整的靠背，或倾角可调整的坐椅组合(见说明书第3页27～28行)。
3.根据权利1、2所述的多功能曲面护理床，其特征在于床面的倾角和坐椅组合的倾角调整用电动，电动的床面和坐椅用把式键盘控制、摇控或电脑控制(见说明书第3页16～17行、28～30行)。
全文摘要
本发明是一类多功能曲面床,床面两边是向上弯曲的曲面,床面头尾两端有轴头,轴头安装在两端支架的轴套内,人在床面上滚动翻身时,床面可转动;转动床面时,人可在弯曲的床面带动下轻易的滚动翻身;床面倾角有限位和锁定;多功能护理床设坐椅组合和便孔等。床面曲线形状的确定和轴头位置的选择考虑了人体的随圆度,并且人平躺在床面中间向两侧滚动翻身的过程中满足下列条件:1．人体可自由静止在床面任何位置,而且是最低位置;2．人体和床面组成系统的重心高度不变。
文档编号A61G7/008GK1318357SQ0111544
公开日2001年10月24日 申请日期2001年4月26日 优先权日2001年4月26日
发明者杨旭, 杨木林 申请人:杨旭