Chương 1: TONG QUAN Cùng với sự phát triên của khoa học kỹ thuật đời sống xã hội của con người được nâng cao, chất lượng các bữa ăn trong từng gia đình được cải thiện thì chúng ta lại đối mặt với loại bệnh liên quan đến chế độ ăn uống, đó là béo phì. Việc chăm sóc và điều trị cho các đối tượng bệnh nhân này cũng hết sức khó khăn liên quan đến trọng lượng cơ thể và kích thước vượt mức bình thường của họ. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều các mô hình giường y tế phục vụ điều trị và chăm sóc cho loại bệnh nhân này, nhưng những nghiên cứu tính toán thiết kế giường cho bệnh nhân quá trọng thì còn hạn chế. Vì vậy bài toán đặt ra ở luận văn này là tính toán thiết kế giường y tế cho bệnh nhân quá trọng theo từng chức năng và tối ưu vị trí đặt các cơ cấu chấp hành sao cho lực nâng cần thiết là nhỏ nhất.
Cấu tạo chung giường y tế cho bệnh nhân béo phì Thông thường giường y tế cho bênh nhân béo phì bao gồm hai phần chính, bao gồm khung để và khung trên, hai khung này được liên kết bằng các cơ cấu thực hiện các chức năng khác nhau như dốc đầu, dốc chân. Các tư thế ngồi Khung trên Nâng hạ - dôc đâu, dốc chân - đứng dậy Khung đế 5 dy Hình 1.1 Sơ đồ chung của các giường y tế cho bệnh nhân béo phì. LUẬN VĂN THẠC SỸ -- Khung đế: là khung đỡ toàn bộ giường, ở trên khung để người ta thường thiết kế có thêm bánh xe đỡ, bánh xe truyền động, hệ thống phanh, dẫn hướng để dễ dàng trong di chuyên và vận hành giường. - Khung trên: là khung chứa các cơ cấu thực hiện chức năng như xoay đầu lưng, mông đùi, cẳng chân, từ đó hình thành nên các tư thế ngồi khác nhau.
Các chức năng của giường y tế cho bệnh nhân béo phì Giường y tế cho bệnh nhân béo phì bao gồm các chức năng cơ bản sau: - Nang ha. - Déc dau, déc chan - Dung thang. -- Ngồi các tư thế khác nhau. Pn ei Nang ha Déc dau @ @ Dốc chân Đứng Hình 1.2 Các chức năng của khung dưới.
LUẬN VĂN THẠC SỸ ©® nS XS Xoay dau lung Xoay mong dui © + \ 0 aa # =| sgl Nei Hình 1.3 Các chức năng của khung trên. Ngoài ra ở một số loại giường y tế còn có chức năng nghiêng trái, nghiêng phải, có thể nâng hai chân riêng biệt nhau. Có khả năng theo dõi trọng lượng của bệnh nhân, chỉ số đường huyết, nhịp tim. Khảo sát giường y tế cho bệnh nhân béo phì trên thế giới s* Khảo sát theo chức năng chỉ có tư thế ngồi.
Hầu hết trên thị trường hiện nay các loại giường y tế cho người quá trọng và bệnh nhân béo phì chỉ thực hiện được chức năng ngồi đều có kết cấu khá đơn giản và giá thành rẻ. e_ Giường BAR750 Bariatric Bed của hãng Invacare.4 Hình ảnh thực tẾ giường BAR750 Bariatric Bed. LUẬN VĂN THẠC SỸ 8 khau-12 khớp 1 ae Hình 1.5 Hình ảnh thực tế và sơ đô nguyên lý giường BAR750 Bariatric Bed. Thông số và đặc tính kỹ thuật: S Nhận xét: Chịu được tải trọng tối đa khoảng 350 kg.
Chiều rộng giường có khả năng mở rộng từ 99em đến 122 cm. Chiều dài giường có khả năng mở rộng từ 203 cm đến 223 cm. Hệ thống pin dự phòng, khóa và dẫn hướng bánh xe Ưu điểm: Sử dụng 8 khâu-12 khớp, khiến cho kết cấu cơ khí đơn giản, khả năng tin cậy cao, kết cấu thoáng dễ dàng vệ sinh. Có khả năng mở rộng phù hợp hợp với nhiều kích cỡ bệnh nhân.
Nhược điểm: Không có khả năng nâng hạ, đứng dậy, khả năng tải không quá cao. Không có nệm khiến người nằm có thể bị đau lưng, hệ thống theo dõi sức khỏe bệnh nhân cũng không được trang bị. Giường 15303 BV của hang Ist Senior Care. LUẬN VĂN THẠC SỸ Hình 1.7 Hình ánh sơ đồ nguyên lý của giường 15303 BV Thông số và đặc tính kỹ thuật: o_ Chịu được tải trọng tối đa khoảng 450 kg.
o_ Chiều dài 223 em, chiều rộng 127 em. o_ Khối lượng giường 152 kg. Nhận xét: o_ Ưu điểm: Sử dụng 10 khâu-14 khớp với hai động cơ, dẫn đến kết cầu khá đơn giản, không gian thoáng, khả năng tải cao, vận hành đơn giản LUẬN VĂN THẠC SỸ o_ Nhược điểm: Không có khả năng nâng hạ, đứng dậy, không có hệ thống khóa, dẫn hướng bánh xe. Không có khả năng mở rộng giường và nệm cùng với pin dự phòng cũng không được trang bị.
+* Khảo sát theo chức năng nâng hạ, dốc chân, dốc đầu kết hợp với ngồi. Đa số các giường cho người quá trọng và bệnh nhân béo phì trên thế giới đều có đầy đủ các chức năng này, chính vì vậy mẫu mã cũng như các kết cấu giường cũng rất đa dang va phong phú: e_ Giường Spirit One của hãng CHG Hospital Bed Hình 1.9 Hình ánh sơ đỗ nguyên lý của giường Spirit One LUẬN VĂN THẠC SỸ Thông số và đặc tính kỹ thuật: S S Nhận xét: Tải trọng tối đa cho phép 1000 Ib (454 kg). Tích hợp cân thông minh. Có khả năng thay đổi độ cao trong khoảng 27.
Ưu điểm: Kết cấu đơn giãn nhưng có khả năng tải trọng lớn. Có hệ thống pin dự phòng, hệ thống khóa và dẫn hướng. Nhược điểm: Không có chức năng ngồi các tư thế cũng như giúp bệnh nhân đứng dậy. e_ Giường Aurum Bariatric Bed của hãng Benmor Medical.10 Hình ảnh thực tế của Aurum Bariatric Bed LUẬN VĂN THẠC SỸ 11 khâu-17 khớp | \ Ð ý \ 9Ð Hình 1.11 Hình ánh sơ đồ nguyên lý của Aurum Bariatric Bed Thông số và đặc tính kỹ thuật: Nhận xét: Mặt giường có thê thay đổi từ độ cao 920mm đến 1220mm.
Tải trọng tối đa đạt 413kg. Chiều đài có thể mở rộng thêm 150mm, đồng thời các rail nhựa hai bên cũng có khả năng mở rộng dùng cho trường hợp bệnh nhân có kích thước lớn. Ngoài ra giường còn có hệ thống pin dự phòng, hệ thống thắng trung tâm, chức năng khóa vị trí. Ưu điểm: Giường có thể linh động thay đổi các tư thế, gầm thoáng giúp vệ sinh dễ dàng, có khả năng mở rộng giường theo cả hai chiều là chiều rộng và chiêu dài.
LUẬN VĂN THẠC SỸ o_ Nhược điểm: Khi thay đổi độ cao thì giường cần phải dịch chuyển theo chiều dọc một đoạn dài vì kết cấu cơ khí đảm nhiệm chức năng này chỉ có khớp xoay. Ngoài ra giường cũng không có chức năng đứng thẳng. e_ Giường Contoura cua hang Ario Huntleigh Hình 1.12 Hình ảnh thực tế của giường Contoura 3 10khâu-13khớp 4 5 6 1 10 <wW7 = No s/f = Hình 1.13 Hình ảnh sơ đô nguyên lý của giường Contoura Thông số và đặc tính kỹ thuật: o_ Tải trọng tối đa đạt 450kg. o_ Có thê đốc đầu, dốc chân một góc +14°.
o_ Có hệ thống pin dự phòng. LUẬN VĂN THẠC SỸ o_ Có khả nặng mở rộng ra hai bên nhờ hai cánh đệm. Nhận xét: o Uudiém: Giuong str dung số khóp, số khâu ít, dẫn đến kết cấu cơ khí đơn giản. Có khả năng mở rộng ra hai bên.
o_ Nhược điểm: Cũng như giường Aurum Bariatric Bed, do không có khớp trượt nên khi nâng cao độ giường phải dịch chuyển theo chiều đọc một đoạn dài. Không có chế độ giúp bệnh nhân đứng dậy dé ra khỏi giường. e Giudng Image 3 Bariatric cua hãng Linet Hình 1.14 Hình ảnh thực té cua giuong Image 3 Bariatric 10 LUẬN VĂN THẠC SỸ 12 khâu — 23 khớp Hình 1.15 Hình ảnh sơ đô nguyên lý của giường Image 3 Bariatric Thông số và đặc tính kỹ thuật: S Nhận xét: Tải trọng tối đa cho phép là 320kg. Khối lượng cơ bản của giường là 165 kg.
Kích thước giường 220 x 110 cm. Cao độ thay đổi trong khoảng 15. Ưu điểm: Giường có khả năng mở rộng theo chiều dài lẫn chiều rộng. Độ cao của side rail có thể nâng lên 10cm giúp cho việc sử dụng các loại nệm có kích cỡ dày khác nhau.
Có hệ thống thắng, khóa an toàn. Nhược điểm: Không có hệ thống pin dự phòng. Không có chức năng đứng dậy. Khả năng tải còn hạn chế.
Giường sử dụng khá nhiều khâu, khớp. Giường Expandacare của hãng Stat Med 11 LUẬN VĂN THẠC SỸ Hình 1.16 Hình ảnh thực tế của giường Expandacare 12 khâu - 17 khớp 1 2 3 4 5 ——O SS < 12 ll/ 10/7 9 8 7 6 Hình 1.17 Hình ảnh sơ đô nguyên lý của giường Expandacare Thông số và đặc tính kỹ thuật: o Tai trong tối đa cho phép: 385.5 kg o_ Chiều rộng giường có thê thay đổi từ 91 đến 121 cm. o_ Chiều cao giường có thê thay đổi từ 24 đến 73 cm. o_ Có pin dự phòng và hệ thống thắng, dẫn hướng.
12 LUẬN VĂN THẠC SỸ Nhận xét: o_ Ưu điểm: số lượng khâu khớp vừa phải, giường có thê linh động thay đổi các tư thế khác nhau. Biên độ mở rộng của giường cũng khá lớn nên phù hợp với nhiều kích cỡ bệnh nhân. o_ Nhược điểm: Không có chức năng giúp bệnh nhân tự đứng dậy. “+ Khao sát theo chức năng nâng hạ, dốc chân, dốc đầu, ngồi, đứng dậy e_ Giường Total Lift Bariatric Bed của hãng OnCare.18 Hình ảnh thực tế của giường Total Lit Bariatric Bed 13 LUẬN VĂN THẠC SỸ L \ M9 ÀI§ N17 N6 19 khâu-30 khớp Hình 1.19 Hình ảnh sơ đồ nguyên lý của giường Total Lif†t Bariatric Bed Thông số và đặc tính kỹ thuật: Nhận xét: S S S S Tải trọng tối đa cho phép 453kg (1000lbs).
Chiều dài có thể mở rộng từ 223cm đến 236cm. Chiều rộng có thể mở rộng từ 101cm đến 133cm. Độ nghiêng giường so với phương thẳng đứng có thể thay đổi từ 0° đến 82°. Ưu điểm: Sử dụng đến 19 khâu - 30 khớp khiến cho toàn bộ hệ thống giường rất linh động khi thay đổi các tư thế.
Tích hợp đầy đủ các hệ thống phanh, dẫn hướng, khóa an toàn, pin dự phòng. Có khả năng mở rộng để phù hợp với nhiều kích cỡ bệnh nhân đồng thời giường cũng tích hợp khả năng giúp bệnh nhân đứng dậy với góc nghiêng 820. Nhược điểm: Khi thực hiện chế độ nâng hạ, gầm giường hạ xuống nâng bánh xe lên, như vậy về mặt nguyên lý, kết cầu đó sẽ không phù hợp khi mặt phẳng dưới gầm giường chứa các vật cản hoặc không bằng phẳng có thể khiến giường mắt thăng bằng. 14 LUẬN VĂN THẠC SỸ Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT KÉ CƠ KHÍ 2.
Yêu cầu thiết kế.1 Yêu cầu thiết kế cơ khí -_ Đề xuất phương án và lựa chọn sơ đồ nguyên lý giường thỏa mãn các yêu cầu như: nâng hạ, dốc đầu, dốc chân, ngồi các tư thế và đứng thắng.