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研究生:蔡志偉
研究生(外文):Zhi-Wei Cai
論文名稱:病床升降與傾斜機構之分析與設計
論文名稱(外文):Analysis and Design of Lifting and Inclining Mechanisms of a Hospital Bed
指導教授:徐正會徐正會引用關係蔡希杰
口試委員:簡昭珩賴明鈞
口試日期:2008-06-04
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:製造科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:97
中文關鍵詞:病床連桿機構升降與傾斜機構
外文關鍵詞:hospital bedlinkagelifting and inclining mechanisms
相關次數:
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本研究專注於升降、傾斜病床之分析與設計。根據所搜集之相關文獻分析結果,發現具有升降、傾斜雙自由度之病床,其升降與傾斜作動功能皆是彼此相依,所以在調整升降高度時,即有可能造成床面水平之些微改變,或在傾斜狀態下調整升降高度時,亦有可能造成傾斜角度之些微改變。
本研究設計係利用一八連桿組雙自由度之連桿機構,並以四元桿來區分升降與傾斜機構,建構成一雙迴路機構,使得升降與傾斜作動能夠完全獨立、分開操作,進而使操作能更佳明確不受另一作動所影響。本研究係藉由Pro/Engineer Wildfire2.0繪圖軟體,進行病床之3D模型建立與動態模擬,並利用ANSYS11.0分析病床結構之應力大小、分佈,及變化。經由反覆的模擬及修改,最後再與市售之現有產品進行比較,探討病床之升降、傾斜調整範圍能否有所提昇。同時,本研究亦將病床之原型製作,作一總結,以供未來相關研究者參考。
This research deals with the design of the mechanisms of a hospital bed. According to the related references said that having lifting and inclining mechanisms of two degree of freedom hospital bed, its function of movement is interdependently, so it may adjust its height to make slight variation in level, or adjust angle to make a little variation at slope state.
The design of the hospital bed is eight-bar linkage which has two degree of freedom mechanism. The mechanism is used quaternaries to divide into lifting and inclining parts and is constructed into two vector loops. The loops made lifting and inclining mechanisms moves and works independently. The work become clear and is not influenced by movements. In addition, by using the Pro/Engineer Wildfire 2.0 to build up the 3D model and simulate the movements. The research has stress-size analysis, distribution, and variation of hospital bed structure. They are corrected repetitiously by using ANSYS11.0. Finally making the lifting and inclining mechanisms boundary of hospital bed better then present products is the focus. Then produce the sample and summarizing the research result in order to make documentation recorded for related researcher’ reference.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 簡介 1
1.1 前言 1
1.2 病床之基本構造 3
1.3 本論文之研究方向 4
第二章 病床之文獻分類與分析 5
2.1 依動力源區 5
2.1.1 人力型 5
2.1.2 電力型 8
2.2 依升降與傾斜功能區分 10
2.2.1 單自由度 11
2.2.2 雙自由度 15
2.2.3 三自由度 21
2.3 依地區分類 22
2.4 依年代分類 24
2.4 文獻分類與分析之總結 25
第三章 病床升降、傾斜之機構設計 27
3.1 設計流程 27
3.2 設計規範 29
3.2.1 病床尺度 29
3.2.2 病床設計需求 30
3.3 病床升降、傾斜之機構合成 31
3.3.1 機構類型 31
3.3.2 升降與傾斜機構 32
3.4 病床3D模型設計37
3.4.1 病床之上座 37
3.4.2 病床之中座 39
3.4.3 病床之下座 41
3.4.4 升降與傾斜機構 43
3.4.5 螺桿式壓缸 45
3.4.6 升降、傾斜病床 47
3.5 病床升降、傾斜機構之動作模擬 49
3.6 病床升降、傾斜之作動範圍比較 56
3.6.1 病床升降高度與傾斜角度之定義 56
3.6.2 其它醫療器材業者之病床 58
3.6.3 病床升降、傾斜範圍之比較與探討 60
第四章 病床之力分析62
4.1 螺桿式壓缸之力平衡分析62
4.1.1 負載設定 63
4.1.2 材料屬性設定 65
4.1.3 進行分析設定與結果 66
4.2 病床之結構分析 75
4.2.1 模型建立 75
4.2.2 靜態結構設定 77
4.2.3 材料屬性設定 78
4.2.4 進行分析設定與結果 80
4.3 病床之原型製作 88
第五章 研究成果與建議 92
5.1 研究成果 92
5.2 建議與未來展望 93
參考文獻 95
作者簡介 97
[1] 聯合國Division of Population,各國人口年齡比例。
[2] 行政院衛生署統計資訊網,醫療機構現況及醫院醫療服務量統計,網址:http://www.doh.gov.tw/statistic/index.htm,中華民國97年02月擷取。
[3] 陳明正,(2003),「具垂直昇降機構之病床」,中華民國專利公告M242200。
[4] Richard H. Heimbrock, 2002, “IMAGING STRETCHER” U.S. 6,421,854 B1.
[5] 施一平,(1992),「多功能自動病床」,中華民國專利公告號194604。
[6] Eugene E. Osborne; John W. Koenig; Glenn C. Suttman, 2005, “HOSPITAL BED” U.S. 6,957,461 B2.
[7] 林俊賢,(2005),「病床」,中華民國專利公告號M284377。
[8] 韓瑞泉,(1997),「自動病床」,中華民國專利公告號325689。
[9] 黃啟宗,(2006),「病床之結構改良」,中華民國專利公告號M310706。
[10] Robert Goodman, 1968,“VERTICALLY ADJUSTABLE BED”U.S.3,373,453.
[11] Timothy J. Carroll, 2000, “HEIGHT ADJUSTABLE BED AND METHOD OF OPERATION THEREOF” U.S. 6,161,236.
[12] Matthew W. Weismiller; David J. Pleiman; Kenneth L. Kramer, 1994, “HOSPITAL BED” U.S. 5,317,769.
[13] Stephen Hayes; Robert H. Jones, 1993, “VERTICALLY ADJUSTABLE AND TILTABLE BED FRAME” U.S. 5,205,004.
[14] Frank R. King; Donald J. Engler, 1984, “CONTROL ARRANGEMENT AND METHOD FOR AN ADJUSTABLE BED” U.S. 4,435,862.
[15] Michael P. Bish; William M. Blyshak; Donald E. Smith; Jonathan D. Turner, 1997, “HOSPITAL BED HAVING SCISSORS LIFTING APPARATUS” U.S. 5,613,255.
[16] Jurgen Johannsen, 2007, “BED TILTING APPARATUS” U.S. 2007/0011811 A1.
[17] Helmut Koetter, 1973, “ADJUSTABLE BED” U.S. 3,739,406.
[18] CNS中國國家標準,「醫院用病床(欄柵式)」,總號11252,類號T2029。
[19] 林肯亞太工業有限公司,線性致動器,網址:http://www.linkan.com.tw/,中華民國97年02月擷取。
[20] SIGMA-CARE,病床規格,網址:http://www.sigmabed.com/,中華民國97年02月擷取。
[21] 長庚醫療器材股份有限公司,病床規格,網址:http://www.cgmc.com.tw,中華民國97年02月擷取。
[22] 強盛興企業股份有限公司,病床規格,網址:http://www.joson-care.com.tw,中華民國97年02月擷取。
[23] 勞工安全衛生研究所,人體計測資料庫:http://www.iosh.gov.tw/ergo.htm, 中華民國97年02月擷取。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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