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　　word 1. 绪论 1.1 救护担架车的产生背景与开展 1.1.1 救护担架车的产生背景 在国外一些兴旺国家，救护担架车应用情况要比国好一些，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展简单救治。但在一些不兴旺地区，救护担架车还比拟简陋，需 要进一步的改良。 在国，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，特别是随着战争与自然灾害的杀伤力 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局 部伤员送救不够与时，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 以与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 [3] 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 。所以产生了——救 护担架车。 1.1.2 救护担架车的开展 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与伊拉克战争有很大不同。空袭 和准确制导武器、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与伤员中途输液、吸痰器吸痰、呼 1 / 16 word 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， 随着工业的开展， 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，它有根本的值推功能和上下调节功能，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。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 与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，这会因运送伤员不与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，而且价格廉价，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还击 战，从震到汶川震， 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， 汶川震中有被救援的小学生在担架上向行军礼。 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，担架也在不断开展，从以前功能单一的担架开展到现在的升降担 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开展，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，如此更为困 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 2 / 16 word 1.3.1 现代设计方法的特点 设计方法学是研究产品设计的程序、 规律与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根底上，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与方法在设计领域的应用，本身也构成现代科学 开展的一个组成局部，设计方法学的研究在总结规律性、启发创造性的根底上促进设计 中的科学理论、合理方法与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，在工业兴旺国家，设计方法的研究迅速开展起来。德国的学者 和工程技术员比拟着重研究设计的进程、步骤和规律，进展系统化的逻辑分析；英国学 派偏重分析创造性开发和计算机在设计中的应用； 日本如此充分利用国电子技术和计算 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，满足日趋锋利的市场竞争的需要。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、试制都要进展全面考虑，按步骤、有计划地进展。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、经济本 钱、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，设计时分析各局部的有机联系，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、本钱低、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 3 / 16 word 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、创造工程的根底上， 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与价值工程、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] 。 1.3.2 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，为了生存与开展，现代企业必须响应产品时 间(T,Time to market ) 、本钱 (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谋略与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本钱，按着 产品定义—方案设计—技术设计—详细设计—原型试制与实验的顺序进展， 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本钱， 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、仿线) 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 如此风险高 ; 但是顺序过程模型本钱高、设计周期长、质量低，而动态过程模型设计如 此本钱低、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， 4 / 16 word 经过分析、比拟与评价确定一个较好的解，基于该解完成后续的设计容，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展分析、总结 的根底上产生一个解，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，利用系统化设计法与评价决策方法对救护车担架减振系统进展方案设计， 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 本钱高 ; 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、二自由度与 多自由度等等 [8] 。 1.3.3 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 对市医院救护担架车的初步调查，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，进展综合分析论证。在此根 底上，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，进展生产准备，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， 为程式化的工作与计算机引入设计、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容方法 1.4.1 本课题要研究或解决的问题 〔1〕救护担架车的自动收腿与高度调节设计。 〔2 〕救护担架车的车轮转动设计。 5 / 16 word 〔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局部设计。 1.4.2 研究容 在分析现有担架车的原理与结构技术的根底上，应用现代设计方法、机械原理、机 械设计等相关理论，进展担架车的结构方案、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] 。 1.4.3 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，并进展相关数据测量。 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. 咨询导师与相关医务工作者此次设计的合理性与经济适用性等。 同时救护担架车需要有可收放护栏与可伸缩输液架，手摇控制半躺装置，以与在运 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一样功能。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根本的对躺板的收放操作。 6 / 16 word 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 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 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。 () [11] 7 / 16 word 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. 2 ．救护担架车的性能介绍与工作原理 介绍此次设计的容，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 8 / 16 word 。 8 1 7 9 16 2 3 6 4 5 10 11 12 15 13 14 9 / 16 word 1 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 为担架车收腿与高度调节限制杆。 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。 2.2.1 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，拉动车腿向侧收起，从而实现车 腿的收起动作 。 2.2.2 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 与滑块零件被定位，实现担架车的 高度调节。 10 / 16 word 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

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