多功能护理床

多功能护理床（共10篇）

多功能护理床 篇1

摘要：为解决长期卧床不起的病人和老年人护理难的问题,对专门用于病人看护的护理床进行了研究;通过对国内外相似用途的护理床设备的功能和结构进行归纳,提出了一种专门用于家庭的多功能健康护理床。通过控制4根电动推杆协调工作,实现了护理床的翻身功能和床-椅折叠功能;通过直流电机带动丝杠螺母机构和杠杆机构,实现了护理床的大小便辅助处理功能。对护理床后床板折叠过程和便盆提升过程中的力学进行了分析,得到了电动推杆轴向力和电机驱动力矩,并进行了仿真计算。利用研制的多功能健康护理床样机进行了运动试验。实验结果表明,该多功能护理床能实现所要求的功能,可以满足卧床病人或老年人的便利看护使用。

关键词：多功能护理床,健康护理,力学分析,仿真试验

0引言

长期卧床不起的病人和老年人,由于行动不便、无力翻身等原因,后背和臀部长期局部受压,造成血液循环不畅,导致褥疮发生,严重危害病人健康。Kosiak的实验证明,高压力比低压力引起褥疮,所需时间更短。而局部组织受剪切力导致的损伤,比垂直方向的压力更具危害性[1,2]。同时病人长期得不到锻炼,肌肉容易产生废弃性萎缩,关节挛缩和僵硬,可导致多种并发症的产生[3]。精心准确的家庭护理对于长期卧床患者非常重要[4]。

传统的解决办法通过护士或者家人为病人翻身,工作量较大,且需要长期看护[5]。由此,国内外许多研究者都致力于护理床的研究与开发,已取得了很多研究成果。但目前高端的多功能护理床技术只掌握在欧美、日本等少数的发达国家。D. B Foster等人[6]开发的多功能电动遥控护理床由主床体与电动轮椅组成,电动轮椅藏在床体内,可以变形; 不工作时,轮椅伸展开成为一个平面与床体平面融为一体。病人可以坐在轮椅上离开床体四处活动。A. Garg等人[7]开发的多功能护理床与轮椅真正的融为一体,病人可以通过人机界面实现卧姿与坐姿之间的自由变换; 呈现轮椅状态时,病人可以自如的操作护理床四处活动。这些护理床技术先进,但价格昂贵,普通患者无法享用。国内研制的护理床,相对于国外产品,更符合我国实际的经济情况。江豪等人[8]设计的多功能护理床采用不绣钢的钢材制作床体,使用无刷电机以最大限度的减少噪声,并以语音提示和灯光信号提示,确保操作的正确性,同时将病人的多项生理参数传输给医生的服务处理软件,解决了病人躺在护理机器人上的洁便问题。张春梅等人[9]设计的多功能医疗护理机器人,包括床体、开设在床体上的孔洞、设置在孔洞内的孔盖及设置在床体下的便盆,适合行动不便或卧床不起的病人使用,具有省力、卫生、方便的特点。吴新玲[10]设计的多功能护理车,病人用遥控器可使靠背、护理车前板升降,病人可躺、坐,随心调整自己的理想姿势,大小便时,遥控可以使便孔垫自动移开,便盆自动移来,便后复位。这些护理床在帮助病人翻身、辅助处理大小便、声音控制、防止病人坠落等方面起到一定的辅助效果。国内研究者开发的这些护理床在帮助病人翻身、辅助处理大小便、声音控制、防止病人坠落等方面的机械结构合理并最大限度地实现人性化,但是,其在实用性、灵活性、自动化等方面仍存在许多不足之处。

本研究中设计的可变形健康护理床在总结已有护理床优缺点的基础上,对护理床的机械结构进行改进优化和创新,能同时具备床-椅自动转换、自动起坐与自动翻身、辅助处理大小便等功能。

1工作原理

健康护理床主要由床板折叠机构、便盆升降机构、移动机构3部分组成。床板折叠机构由12块床板( 其中4块为抽拉床板) 、4根电动推杆( 其中21与20对称布置,11与10对称布置) 、床架等组成。系统通过4根电动推杆之间的协调配合,来实现床-椅自动转换、自动起坐与自动翻身功能,多功能健康护理床如图1所示。

便盆升降机构由直流电机、齿轮、丝杆螺母机构、直线导轨、杠杆机构、便盆框、移动便盆组成,通过直流电机的正反转来实现便盆盖板的打开与关闭,便盆的上升与下降,从而达到辅助处理大小便的功能。其三维结构图如图2所示。

移动机构由4根轮子杆、2个定向轮、2个万向轮组成。通过移动机构,可实现护理床的锁定与移动。

基于该结构,该健康护理床的工作原理如下: 在设定初始状态床板水平的情况下:

( 1) 左翻身动作的实现。控制电动推杆20和电动推杆10伸长,推动床板绕床板转轴旋转,实现左翻身动作。

( 2) 右翻身动作的实现。通过电动推杆21和电动推杆11伸长,推动床板绕床板转轴旋转,实现右翻身动作。

( 3) 床-椅折叠的实现。电动推杆10和电动推杆11缩短,带动床板绕床板铰链向下翻折; 同时,电动推杆21和电动推杆20伸长,带动床板绕床板铰链向上翻折; 床板折叠成轮椅。在其由轮椅转换成床时,电动推杆动作相反。

( 4) 便盆提升功能的实现。直流电机通过齿轮把运动传递给梯形丝杠,梯形丝杠将推动螺母向前运动。拨杆将螺母和活动板连接在一起,螺母运动时,活动板也一起运动。螺母运动到一定位置时,便与顶块接触并推动顶块运动。顶块沿与其固连的滑块的直线导轨运动,推动短杠杆摆动,短杠杆通过杠杆轴将摆动传递给长杠杆,长杠杆向上摆动,从而抬升便盆框,带动便盆上升。

如上所述,通过4根电动推杆的协调运动和一个直流电机的正、反转,最终实现了健康护理床的床-椅自动转换、自动起坐与自动翻身、辅助处理大小便等功能。

2系统设计与实现

2. 1 机械结构设计

健康护理床机械结构可分为床板折叠机构、便盆升降机构。其主要由6块可活动床板、4根电动推杆、床架等组成。电动推杆通过轴承和床架连接,通过铰链与床板连接,如图1所示。

系统通过电动推杆10,11的缩短与伸长对前床板进行折叠与还原,通过电动推杆20,21的伸长与缩短对后床板进行折叠与还原,当前、后床板都处于折叠状态时,护理床实现床-椅转换,帮助病人坐起。通过电动推杆10,20的伸长与缩短对左床板进行折叠与还原,实现左侧翻身; 通过电动推杆11,21的伸长与缩短对右床板进行折叠与还原,实现右侧翻身。

便盆升降机构要求实现两个功能: 活动板打开,便盆升起; 活动板关闭,便盆下降。其结构如图2所示。

直流电机通过大齿轮、小齿轮啮合将旋转运动传递给梯形丝杠,由于直线导轨的滑块和螺母通过连接板固连,梯形丝杠将推动螺母向前运动。梯形丝杠两端螺纹旋向相反,所以螺母运动方向相反。因为拨杆将螺母和活动板连接在一起,螺母运动的同时,活动板也一起运动。当活动板打开到一定位置时,螺母便与顶块接触并推动顶块运动。顶块沿与其固连的滑块的直线导轨运动。顶块向前运动时,将推动短杠杆摆动。短杠杆通过杠杆轴将摆动传递给长杠杆。长杠杆向上摆动,从而抬升便盆框。便盆框将沿着与其固连的滑块的直线导轨垂直运动,从而带动便盆向上运动。便盆下降时,各部分动作正好相反。基于上述结构,本研究所开发的多功能健康护理床样机如图3所示。

2. 2 控制系统设计

健康护理床控制系统采用AVR系列Atmge16A单片机,通过与单片机相连的红外线接收模块接收的红外信号来控制直流电机和4根电动推杆对机器人进行控制。整个控制系统还包括5个直流电机驱动模块、光电开关( 2个) 、红外遥控器( 1个) 、直流电源等辅助器件,整个控制系统的硬件构成如图4所示。

AVR单片机是控制系统的核心,负责识别遥控器按键、输出驱动模块控制信号、接收处理位置反馈信号。红外线接收模块将遥控器发出的红外信号解调,AVR单片机通过读取固定位置的数据以识别该遥控器按键值。系统根据不同的遥控器按键值,将控制信号传输给特定的驱动模块。驱动模块接收到控制信号之后,驱动直流电机正转或反转,从而使电动推杆伸长或缩短。在电动推杆运动的同时,与其固定连接的位置传感器连续地将位置信号模拟量传输给AVR单片机的固定端口。模拟信号经过A/D转换成数字信号,通过比较数字信号与设定数字量的大小,以确定输出何种控制信号给特定的驱动模块,从而控制电动推杆运动。在电动推杆的整个运动过程中,一旦触发INT0中断,AVR单片机仍然会响应中断,以判断按键是否为急停键,从而输出刹车信号。便盆运动的控制流程与电动推杆的类似,区别在于便盆的位置检测只检测上升或下降终点,而电动推杆的位置检测是全程检测。光电开关用于检测便盆是否运动到上升或下降终点。程序流程如图5所示。

3力学分析

3. 1 后床板折叠机构

后床板折叠机构的运动较慢,可假设在运动的每一时刻,床板都处于静力学状态。建立力学模型如下:假设后床板均匀受压,G1( 人体背部重量以及后床板重量) 方向垂直向下,作用在后床板的几何中心。电动推杆的伸长量为x,且处于初始位置时原长为l0,则受力分析如图6所示。

由静力学矢量平衡方程有:

由式( 1) 可得:

F1—电动推杆轴向力; F2—杆OB'对铰链B'的力; θ—后床板的转角; β—电动推杆与水平面的夹角

由式( 2,3) 可得:

因为支撑后床板的两根电动推杆对称布置,电动推杆轴向力为:

又因为OAB'组成矢量三角形,有:

由式( 6) 可得:

由式( 7 ~ 8) 可得:

3. 2 便盆升降机构

由于直流电机匀速转动并通过齿轮带动丝杠匀速转动,与丝杠啮合的螺母的运动为水平方向匀速直线运动。假设便盆和便盆框的重量为2G2,方向垂直向下。螺母与顶块接触瞬间受力分析如图7所示。以杠杆1为研究对象,受力分析如图8所示。由力矩平衡可得:

F21—滑块2对杠杆的力,方向垂直于杠杆指向右下方

由式( 11,12) 可得:

再以滑块2为研究对象,在水平方向上,受力平衡如图9所示。

又:

由式( 14,15) 可得:

F12—杠杆对滑块2的力; F42—滑块2对顶块4的力

又:

由式( 16,17) 可得:

建立力学模型如图10所示。

式中: M1—丝杠的驱动力矩,Q—丝杠对螺母水平方向的力,F0—驱动力矩M1的假想力,λ—螺旋升角,φ—摩擦角。

设电机的额定转矩为M0,电机的转速为n0,丝杠的转速为n1:

由式( 18 ~ 22) 可得:

4仿真计算及实验

测得人体背部重量以及后床板重量m1= 41 kg,电动推杆11的原长为l0= 59 cm,参数约为106°。基于上述参数,根据式 ( 5,9,10) 对电动推杆的伸长量x与电动推杆的轴向力F进行仿真计算,结果如图11所示。本研究根据式( 10) 对电动推杆伸长量x与后床板转角 θ 进行仿真计算, 结果如图12所示。

由图11可见,电动推杆轴向力最大约为452 N,而样机选用电动推杆所能提供的最大轴向力为900 N,完全能满足使用要求。由图12可见,床板转动角度 θ的最大值约为41°,基本符合设计要求。

本研究测得便盆和便盆框的质量m2约为10. 5 kg,参数c =16. 5 cm,b =9 cm,丝杠的螺旋升角为 λ =30°,摩擦角约为 φ =7. 97°,丝杠的平均直径为r0= 14 mm。基于上述参数,本研究根据式( 23) 对杠杆转角a与电机驱动力矩M0进行仿真计算,结果如图13所示。

由图13可见,直流电机 驱动力矩 最大约为2. 181 N·m,而样机选 用直流电 机的额定 力矩为3. 42 N·m,因此完全能满足使用要求。

实验测得主要性能如下: 护理床能够实现床-椅变形和翻身功能。其中,前床板可向下折叠45°,后床板可向上折叠40°。翻身时,左右床板可向上翻折的角度都是20°。通过齿轮传动、梯形丝杆、杠杆机构,可实现活动板的开合和便盆升降动作,简单实现处理病人大、小便功能。

5结束语

本研究针对长期卧床不起的病人和老年人的护理要求提出了一种多功能健康护理床,经过前期调研,比较已有类似产品的优缺点,讨论并确定了护理床的整体设计方案。其特点是床板采用分块模式,可实现多种折叠组合; 通过电动推杆的协调配合实现床板折叠和翻身动作,结构更加简单,控制更加便捷; 同时,护理床整体占据空间小,灵活性好,便于移动; 采用梯形丝杠和杠杆串联机构实现活动板开合和马桶升降动作,结构紧凑。笔者对护理床运动过程中的力学进行了分析与仿真计算,并通过所研制的护理床样机进行了实验,验证了护理床运动功能的有效性。今后,还需要进一步结合实际,对其结构优化和可靠性问题进行研究。

多功能护理床 篇2

这种床的外观与大多数的普通床差不多，但是外表的颜色是可以根据湿度变化而改变的，比如原本是蓝色的，湿度大时，可以变成深蓝色，湿度小时，可以变成浅蓝色。

这种床的特殊之处在与它的自动清洁功能。主人可以根据情况不同调节好，每天都会定时从两侧伸出机械手进行清洁，扫除落在被子上的灰尘，时间长了，床板也需要清洗，这时候的多功能床更是派上了用场。只要事先把被单收起，再按相应的按钮，床头和床尾的喷头就会冲洗床板，床底下的盛水器会盛住水。当冲洗完后，烘干机也会开始工作。最后，当床板烘干了，就只须再将被单重新摆好了。

这种床还有另外的作用。大冬天，天气太冷，开暖气空气又不流通。多功能床利用它在床底的两个加热机，可以使被子暖暖的，十分实用。

多功能护理床 篇3

母婴床旁护理是实现产科优质护理服务的核心内容[1] 。我科施行母婴床旁护理模式近四年时间。通过加强母婴床旁护理环节管理中夜间护理环节的建立、实施和改善，确保了母婴床旁护理的正确实施，取得了满意效果。

1 原因分析

1.1夜间护士人力不足：母婴床旁护理为责任制扁平化护理模式，日间责任护士分为四组，每组责任护士分管4-6名产妇及新生儿，全面负责各项护理；而夜间小夜班（17-1）、大夜班（1-8）均只有一名护士值班，一名护士负责26位产妇及新生儿所有护理。人力不足，使夜班护士床旁护理不到位；

1.2母婴床旁护理的连续性不足；母婴床旁护理是指产妇在住院期间母婴所享受到的一切护理均由护理人员在产妇床边进行，由产妇及家属亲自参与，其具体内容包括新生儿各项护理（沐浴、抚触、游泳、皮肤护理、喂养、各项筛查、接种，基础护理指导、常见动态问题及安全意识指导）；产妇各项护理（一般护理、子宫复旧护理、乳房护理、母乳喂养、健康教育、会阴护理及促进产妇适应等）：现在的母婴床旁护理新生儿各项操作均集中于日间由责任护士完成，而其中的新生儿常见动态问题指导（如夜间喂养指导、夜间睡前抚触）、产妇夜间的动态观察及夜间分娩产妇的各项护理指导均完成不足，导致整体母婴床旁护理连续性不足，需要进一步完善母婴床旁护理的交接环节；

1.3夜间关键流程需改善及重建：关键流程是影响患者满意度的瓶颈环节。夜间为护理管理中的薄弱环节。母婴床旁护理夜间护士的工作流程、质量控制标准及追踪评价机制尚需完善；

1.4产妇及家属对夜间护理满意度下降：通过分析问卷及平时的不定期巡查发现：日间的母婴床旁护理工作使产妇及家属对护理期望值增高，而由于上述原因，影响夜间护理质量，造成产妇及家属对夜间护理满意度下降；

1.5夜班护士对母婴床旁护理操作不熟练，成熟度不足：为保证母婴床旁护理连续性，责任护士相对固定，我科夜班护士6人，其中5人为两年内的培训期护士，均为护士资质，夜班护士替班时普遍床旁护理操作不熟练，不利于低年资护士成长。

2管理措施

2.1增加夜间护士人力，设置帮班（16-10，5-8），调整小夜班时间（16-0）、大夜班时间（0-8），保证夜间床旁护理集中时间两名护士值班，各自分管10-13名产妇及新生儿的全部母婴床旁护理内容。根据工作能力及科室情况合理弹性排班，保证夜班护士体力及工作质量；

2.2减少交接环节，制定及细化日、夜交接班流程：调整责任护士工作时间，日间连续值班，减少午间交接环节。再造了“顺产后床旁交接流程”、“剖宫产后床旁交接流程”、“新生儿床旁护理操作交接流程”、“母乳喂养交接流程”、等7个交接班流程，细化了床旁护理环节；

2.3再造及完善母婴床旁护理夜间关键流程：规章制度的完善与落实是保证护理安全的关键[2] 。再造及完善了母婴床旁护理核心流程，完善了相应的持续质量跟踪与评价制度，开展了相关持续质量改进项目，包括有临床路径的使用、剖宫产术后子宫观察指标、新生儿风险评估 共4 项内容。在全面质量管理的基础上，注重了过程管理和环节质量控制管理系统。此外，加强持续质量改进的基础环节--护士的自我控制和自我约束，使关键流程落实到具体工作中，使流程的落实不再是一种机械的执行，而成为一种自觉的行动；

2.4满意度调查问卷改为入院当日发放，产妇可以根据调查问卷内容知晓个人在住院期间母婴床旁护理知识的掌握程度，护士长重点及不定期调查夜间满意度情况，保证环节护理的具体措施落实，实现夜间母婴床旁护理质量的持续改进。

3结果

3.1产妇满意度明显提高。通过增加帮班、再造关键流程，减少及细化交接环节等措施后，产妇对夜间护理人员的信任度提高；

3.2护理人员自律性提高，护理质量提高。通过各种形式培训，增加了夜班护士工作信心及能力；夜间产妇及家属的满意，使夜班班士感到自己的工作受到了尊重，同时提高了自我满意度；通过举办院级大赛，提升了夜班护士职业荣誉感；

3.3便于安全管理，通过加强夜間护理环节管理，使产妇及新生儿得到更加安全的服务；

3.4护理人员整体服务意识提高，变被动服务为主动服务，业务知识提高，加速了护士成长，保证了整体母婴床旁护理质量。

4小结

护理环节管理贯穿在护理工作的全过程中[3] 。通过各种措施加强产后夜间护理环节管理，对保证母婴床旁护理质量、预防母婴安全隐患、降低护理风险的发生和减少护患纠纷具有重要的作用。

参考文献：

[1] 万宾.母婴床旁护理在产科优质护理服务中的应用[J].全科护理，2012，10（6）：1515

[2] 徐建芳.急危重症患者院内转运的护理风险管理[J].中国医药指南，2013，11（1）：287-294

基于人机工程的多功能护理床设计 篇4

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。

K——百分比变换系数

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。

2.1 整体上升机构设计

此机构自由度计算:F=3n-(2p1+ph)=3×8-(2×11+0)=2,电机推杆AB和MN同时伸出,床体整体上升,其中一个电机推杆不动,另一个单独伸出时,床体整体倾斜。

电机初始长度|AB|=L,根据选定的该护理床适应90%的人群,选定人体重量为75kg[3],再加上功能修正量和心里修正量,并且根据电机的最大承载量,取150kg作为最大承重量,对关键机构初步进行强度校核:,初步拟定连接件BD的长度及其与CN的夹角。用解析法(如图4)计算其余机构的长度及位置:

将各向量分量分别向X、Y轴投影:

且在ΔABC中,

可得AB、AC的长度,在ΔCBD中,

可得CD的长度。此时,

当电机杆AB完全推出伸长至L',

也即CN杆转过角度,则E点升高高度

若此时电推杆NM也由L推出至L',整个床体上升高度H=|E1E|,若此时电推杆NM保持原长L,则床体整体倾斜,倾斜角度为

2.2 抬腿机构设计

抬腿机构简图如图5所示。

根据强度校核公式,初定关键连接部件KI的长度及其与KG的夹角。则有:

初始位置时,

则得出HG、GI的长。在ΔGKI中有:

验证当推杆HI伸出,使得

则推杆伸出长度

若S≤L,则满足设计要求;

若S>L,则根据L及求得的KG、GI及

3 ProE三维模型建立及仿真分析

选材后,在proe环境下进行三维模型的建构和装配。进行运动分析和仿真,直观显示机构中各部件的运行情况,并对机构进行速度和加速度分析。并将运动分析的结果通过动画的形式表现出来,从而可以清晰的看到两件之间是否存在干涉情况,零件的运动是否达到预期的结果。根据仿真的结果再对零件进行修正,直到符合设计要求。以背部抬升机构为例说明模拟过程,对装配好的机构首先进行运动学仿真如图6、图7所示,查看各机构之间运动是否有干涉情况,运动轨迹是否满足设计需要。

根据电机运速度设定模拟电机的速度为5mm/s,运行28s,行程为140mm,设计电机达到抬背角度行程是146mm,与设计相差4%,所以设计在合适误差范围内,并且速度和加速度变化均匀,没有明显峰值和跳动,机构间没有干涉,设计满足要求。

4 结束语

该康复床从人机工程的角度进行设计,体现了人性化的设计理念,在模块化方面正在进一步改进,努力实现个性化设计要求,使背部躺板可以根据人体不同尺寸要求任意拆卸,根据客户的个性化选择进行调试。在功能上,智能化康复床仍然有很大的改进空间,比如,增加辅助康复的娱乐模块和人体检测模块,实现更加智能化和人性化,进一步辅助康复治疗,有利于病人的身心健康。

摘要：人性化设计是现代设计的一个重要理念,它强调在设计产品时从人体工学、生态学、美学等角度达到完美,体现了科技以人为本的思想。该护理床的设计正是基于这种理念,它不仅能够实现抬背、抬大腿,曲小腿和调整坐姿的功能,并将设计通过Pro/E三维实体建模软件进行模拟和仿真分析,进一步指导和验证设计的合理性。

关键词：人机工程,护理床,防褥疮

参考文献

[1]何灿群.产品设计人机工程学[M].北京:化学工业出版社,2004.

[2]毛友新.机械设计基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2007.

[3]丁玉兰.人因工程学[M].上海:上海交通大学出版社,2004.

[4]老虎工作室.Pro/ENGINEER Wildfire中文版高级应用[M].北京:人民邮电大学出版社,2007.

[5]姜生元.智能化多功能功能电动康复床的研制[J].机械设计,2008,5(5):61-62.

干撒式发酵床的除臭环保功能 篇5

采用发酵床养殖是未来生态养殖的一种发展方向，尤其是金宝贝干撒式发酵床的出现，更是极大地推动了生态环保养殖的步伐。发酵床养殖不仅带来了很好的环境效应和动物福利，也大大改善了养殖人的生活环境和养殖方式，可谓是一举多得。今天就以金宝贝干撒式发酵床的经验为例，为大家说明发酵床的最大优点——除臭环保。

除臭环保是发酵床五大功效中的首要功效，也是第一大功效。发酵床研究的初衷就是为了减少污染，改善环境，实现养殖资源与环境资源的合理化利用，和谐化发展，而发酵床养殖技术正好满足了这个条件。发酵床养殖技术是指利用活性强大的有益功能微生物复合菌群，长期和持续稳定地将动物粪尿废弃物转化为有用物质与能量，同时自动实现将动物的粪尿完全降解，达到无污染、零排放的过程。那么说到底发酵床是怎样起到除臭环保作用的呢？

首先，简单地来说发酵床就是垫料当中加入特定的功能强大的有益微生物菌剂而组成的一个具有“发酵分解”功能的床。由此看来发酵床是有垫料和微生物菌种两部分组成的，而除臭环保就与这两部分密切相关。

1、垫料：一般指锯末、稻壳、花生壳、秸秆等之类的物质，这些物质都有一个共性--吸附性，以锯末最强。垫料可以很好地吸附粪尿分解过程中产生的大量气体，这样就大大减轻了圈舍中臭味气体的量，使圈舍无臭味。

2、微生物菌剂：发酵床中的微生物菌剂可以很好地分解动物排泄的粪尿，把其大部分降解成气体（氨气、二氧化碳、水蒸汽等）排放掉，另一部分转化为菌体蛋白、益生物质等营养元素，被重新利用。从而从源头上消除了粪尿对生态环境的污染，使圈舍无臭味，达到零排放。

多功能护理床 篇6

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2011年7月—2012年6月在我院接受全髋关节置换术治疗的76例病人为研究对象, 年龄58岁~80岁 (69.0岁±8.3岁) 。所有病人髋关节出现疼痛肿胀等现象, 经诊断后即在我院接受全髋关节置换术。所有病人无该手术病史, 且无心脑肺等其他疾病。采用随机数字表法将76例病人分为观察组和对照组各38例。观察组男24例, 女14例;对照组男22例, 女16例。两组病人年龄、性别、既往病史等比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 干预方法

对照组给予常规护理, 即手术7d~10d后进行康复训练。观察组给予早期下床护理干预, 具体内容如下。

1.2.1.1前期知识宣传

在病人入院后即给病人及家属发放手术治疗相关知识和术后病人恢复过程相关知识的小笔记本, 并在护士的监督和指导下让他们阅读完, 病人或家属有疑问的部分由护士讲解。护士主动与病人进行交流, 通过介绍成功的临床实例取得病人的信任, 直至病人愿意主动配合护士工作[3]。

1.2.1.2术后前期体位护理

病人手术后应处于仰卧位, 两腿要求放置在柔软枕头之上, 其接受手术一侧的肢体通常处于外展中立位, 即置于髋关节外展30°, 病人可通过深呼吸防止肺部感染。

1.2.1. 3 前期病人训练前的判断标准

①肌力测定:测定部位包括病人的颈部、上肢、腰部及股四头肌, 检测病人肢体主动运动所能及的最大范围和感觉肌肉收缩力量的大小, 以现行的标准要求病人被检查部位肌肉和肌群张力均达3级以上。本研究观察组病人均符合该标准。②关节活动度大小判断:护士对病人关节活动度大小做具体的记录, 所需记录部位包括踝关节、膝关节、髋关节以及腰部, 关节活动范围应以达到正常为标准, 关节活动受限则不可。观察组病人关节活动均未受限。

1.2.1. 4 训练方法

①麻醉过后即术后1d~3d即对病人开始踝关节、膝关节早期训练, 踝关节以背伸、跖曲为主要方式, 屈伸要尽可能获得较大范围, 随后做股四头肌训练, 要求等长收缩且膝关节在允许的情况下尽量伸直。病人训练次数应在病人耐受允许下逐渐增加。直腿抬高试验应在股四头肌足够强后开始进行。②病人在协助下于床上坐着休息2 min左右, 移至床边以健康一侧下肢踩地, 然后离床休息片刻, 第1次5 min左右, 以后每次以病人具体情况而定, 一般为15min左右。③使用助行器在护士监督下开始行走, 每次走5min左右, 步数以不大于50步为宜, 每日2次。以后要求给病人制订个性化护理方案, 视个人情况合理增加训练强度, 3个月后可负重行走。观察组所有病人均顺利完成全部训练过程, 未出现肢体疲劳、口唇颜色异常等不良反应。

1.2.2 疗效评定

手术后3个月以髋关节功能评分标准 (Harris评分) 为标准[4], 从疼痛、功能活动、畸形和活动度4方面进行评价, 分为完全康复 (>80分) 、基本康复 (70分~79分) 、完全未康复 (<70分) 3个等级。

1.2.3 统计学方法

采用SPSS15.0统计软件进行分析, 计数资料采用χ2检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

例 (%)

3 讨论

美国最新研究表明, 康复效果很大程度取决于康复训练开始的时间, 他们根据多年临床经验提出康复训练应在手术过后立即开始, 遵循循序渐进的原则。该研究指出, 早期康复训练可缩短住院时间, 减少并发症的发生, 对病人后续康复起积极的促进作用[5]。本研究中观察组病人完全康复率为84.21%, 明显高于对照组, 可见早期下床护理干预在病人康复中的疗效显著。观察组无一例未康复者, 所有病人均得到了康复的效果, 可见疗效稳定。而对照组有21.05%病人完全未康复, 该比例较高, 康复效果不明显。早期下床护理干预在多方面对病人康复有促进作用, 首先在初期阶段病人即对手术有了深入的了解, 消除了病人的紧张等不良情绪, 使病人对后续康复充满了信心并乐于主动与医护人员交流和合作。有研究表明, 下肢深静脉血栓在手术后第1天发生率大约在50%, 第2天发生率大约在30%, 早期康复训练对肿胀和血栓的形成有阻碍作用, 早期活动后血栓发生率仅为3.95%左右, 这是因为早期下床护理干预可促进患侧血液循环, 形成不利于周围各组织粘连的环境, 在关节的稳定和并发症的减少上也起重要作用, 可明显缩短病人的康复时间。

综上所述, 置换术后肢体功能的康复情况取决于心理因素、康复训练开始时间、康复训练方式等多种因素, 早期下床护理干预可从多种影响因素出发促进病人康复, 可明显缩短康复时间, 减轻病人痛苦, 疗效确切。

参考文献

[1]张杰, 王安杏.人工全髋关节置换术的围手术期护理[J].基层医学论坛, 2010, 14 (8) :703.

[2]王影, 李美, 邢雪慧.成人全髋关节置换术1例术中与围手术期联合护理[J].医学信息, 2010, 23 (8) :303.

[3]徐玉莲.双侧全髋关节同时置换术患者的护理[J].中国实用护理杂志, 2009, 25 (1) :36-38.

[4]高天虹.高龄股骨颈骨折患者行人工股骨头置换术后的护理体会[J].甘肃中医, 2008, 21 (9) :45-46.

多功能护理床 篇7

为适应多样化军事、非军事应急快速行动准备,各类军事职能分队应急携带物资装备,实施单元化存储、快速装载固定,方便可靠运输,全天候保障、卸载后还可完成多功能用途的需要,我们创新研发了多功能军用雪橇式托盘床(以下简称托盘床),不但可完成实施单元化存储、快速装载固定,方便可靠运输,还可作为空投物资器材单元化组合固定,卸载后还可以组合成单床、双床、多床、伤员床、通铺、单桌、长餐桌、排水沟桥板、组合小桥、夜光防雨雪路、斜坡楼梯、雪橇式地面、草地、雪地、泥泞地、沙地拖拉、防风沙雨雪帐篷地面等。

通过实际应用检验,其已达到研发设计目的需求,可以作为新型通用配套装备配发,适用于军队多种专业。笔者已经获得了国家专利申请(申请号:201020141399.2,名称:多功能军用托盘床),产品已投入监制批量生产。

过去运载存储物质器材的通用托盘只能完成单一功能,卸载后虽然存储可以周转重复使用,但是在野战情况下托盘就成为了负担。为提高快速反应能力、缩短装载时间,国内外都在争相发展功能化、单元化存储技术,托盘作为运载仓储通用平台,越来越显现出在野战情况下作为通用化运载或空投配套装备的开发需求。

2 国内外托盘技术发展现状

众所周知,托盘技术装备是一种功能简单方便的托载物资器材的平台,适合叉车、吊车快速搬运存放货物。由于其通用性强,可广泛应用于物资器材的装载搬运、堆放仓储、固定后运载工作中。

美军2005—2014年科研计划发展研究的最新托盘技术是46 3L托盘,主要是在挂载固定、信息识别、组合分解上追求快速配送。

对于国内技术发展情况,经检索3种国家专利发现没有雷同功能创新发明,只有材料分类和产品结构区分,即传统木托盘、铁制托盘、塑料托盘、塑料管网托盘、环保托盘等。它们都只完成了托盘装载功能,不具备多功能军用托盘床的创新,卸载后没有其他用途,不可组合完成十几种功能,且存放不利于伪装隐蔽。

3 托盘床的结构、性能、功能

3.1 结构

托盘床采用冷轧钢板特制全钢结构,雪橇形态设计,内藏可固定折合,可定位,有过度圆弧形腿,可防止展开后直腿对帐篷底的损坏,直腿在平时可以折合收拢。侧上面设有4个插拔输液架孔,可以插杆固定蚊帐。托盘床上面采用栅栏格式结构,也可以依据物资器材大小挂接拉紧器,在中心和四角设有5个26 mm圆窝,内有无放射性新型稀土的长余辉夜光荧光标记指示,连接组合成桥、路时可以在夜晚无光条件下指示道路,可在3~6 m内有效发出可视指示光8~12 h。托盘床负载边每侧面框设有3个固定挂钩拉紧器固定点,用于装载物资器材通过固定带和拉紧器完成对多功能军用托盘床一体单元组绑定。每个固定挂钩拉紧器固定点可承受29 400 N拉力。下面部分设有叉车定位插槽口,可叉车、吊车或人工装载。托盘床底部设有雪橇结构地面、草地、雪地,可完成雪橇式拉动,采用防腐蚀镀锌后静电防滑军绿色喷塑。

装载物资后用拉紧器单元固定一体,就可以整体存放、立体仓库存储、装载汽车上组合固定运输、链接上部固定降落伞就可以完成空投。

3.2 性能

可在各种季节全天候使用,静态装载负荷4 t,动态装载负荷2 t、净质量23 kg、外观尺寸为1 200 mm×800 mm×150 mm、展开单个尺寸为1200 mm×800 mm×450 mm。

3.3 托盘床部分功能展开示意情况

托盘床部分功能展开示意情况见图1~图5。

3 实际使用情况

该创新实用新型发明经过本单位和部队相关单位试用,达到了预期设计目的,得到试用单位的好评和肯定,希望能早日被采用列入装备配发。

4 结论与展望

多功能军用雪橇式托盘床的创新发明可以在全军列装配发应用,可部分改变化减我军现有战储装备物资存储模式,实施物流无缝链接,实现仓库战储装备物资、存储单元模块化管理。部队和军队各种机动力量战备物资器材功能化单元储备有利于快速装载运输固定,物资器材平时存储也无需现行的铁架子分个、分层存放。由于它实现了相对一体固定,更适用于立体仓库存储、配发、配送,装载快速、运输方便,同时又可压缩体积,节约空间。其展开后还可以完成野战情况下的多重功能用途。从军事效益、经济效益、管理效益上来说,托盘床虽然只是一个托载物资器材的通用平台,但如果在全军整体物资器材管理系统应用,它将改变现在的部分装备物资的存储模式,实施仓库战储单元模块化管理,实现部队和军队各种机动力量战备物资器材功能化单元存放,有利于快速装载运输,缩短机动力量的反应时间。这是这项创新发明的最大效益,也是发明人从最高总部管理层面,结合我军实际需求现状,充分考虑最底层需要,全方位思考后的实用新型发明。

参考文献

[1]王明霄.开展追踪研究组织装备改进努力提高第二代后勤装备保障能力[J].后勤科技装备,2009,130(4):4-6.

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[3]杨世坚,陈慆，熊明伟.美军运输发展规划研究[J].后勤科技装备,2009,130(4):57-60.

[4]王春刚,张箭.适应兵力投送要求坚强战略战役军交运输装备建设[J].后勤科技装备,2009,130(4):34-36.

B5050K插床功能技术改造 篇8

随着油田的发展, 抽油机的年需求量逐年增加, 从而导致抽油机加工件数量增多, 抽油机机加工工件数量增加与机加工车间加工设备数量、工位、加工工艺的矛盾也日趋明显, 主要表现为:一是需镗孔的抽油机工件与目前机加工镗孔工序的速度严重不匹配, 二是钻床镗孔难以保障加工精度, 且对钻床本身机械精度下降影响很大。由于钻床镗孔是单边切削方式, 靠立柱锁紧大臂定位, 切削力大而造成立柱锁紧装置间隙很快变大, 无法完全锁紧定位, 必须经常更换锁紧楔块方能保证镗孔的加工精度, 这样一方面造成钻床故障率高, 另一方面造成设备非正常磨损加剧, 对钻床本身机械精度影响很大。

由于目前国内镗孔设备均不适用于我厂异形平板 (驴头侧板、尾平衡侧板等) 类大型工件的镗孔加工, 即使有勉强满足的设备也因价格昂贵、占地面积太大因素而不适用。因此利用车间现有停用设备进行功能技术升级改造成为首选。

1 改造方案分析研究

根据现有设备的情况, 选择一台闲置设备进行技术改造以满足异形板材类工件 (如驴头侧板) 镗孔加工的要求。根据现场实际情况, 决定对一台闲置B5050K插床的机械和电器系统进行改造, 将其改造成一台镗床, 从而满足加工要求。

1.1 镗孔技术工艺分析

镗孔是在工件已有的孔上进行扩大孔径的加工方法, 主要用镗床来完成。镗孔是对锻出、铸出或钻出孔、切割孔的进一步加工, 镗孔可扩大孔径, 提高精度, 减小表面粗糙度, 还可以提高同轴度。镗孔可以分为粗镗、半精镗和精镗。精镗孔的尺寸精度可达IT8~IT7, 表面粗糙度达Ra1.6~0.8μm。根据我厂最大镗孔工件 (驴头侧板、尾平衡板) 为异形板材类工件, 最大工件尺寸为2 000 mm×8 000 mm×12 mm×10片, 镗孔公差范围是0~0.1 mm, 镗孔直径在φ100~φ200 mm之间, 只适合平放镗孔, 因此只能用立式镗床进行镗孔, 镗孔公差决定了该工件的镗孔方式为粗镗。

1.2 插床机械部件改造研究

1.2.1 镗铣头选型

镗铣头的选择与插床上安装位置、镗孔速度、精度、自动进给、镗孔行程密切相关。

1) 插床上的安装位置:镗铣头安装位置位于原插床的滑架位置上, 用镗铣头连接支架将镗铣头与插床床身连接。

2) 镗孔速度、精度要求:主轴转速应为6段 (97~675 r/min) , 最高转速时表面加工粗糙度应达Ra6.3μm, 切削力需大于加工Q235-A钢板所需要的切削力。

3) 自动进给要求:镗铣头应自带快速自动进给及手动进给, 可完成自动进给。

4) 镗孔行程要求:由于驴头侧板10张板组合最大厚度为120 mm, 镗铣头行程向上、向下均应大于120 mm, 方可完全满足驴头侧板镗孔需要。

经研究对比, 选择台湾功阳T5右铣型高速镗铣头可满足上述要求。该镗铣头安装尺寸合适, 最高转速时加工表面粗糙度应达Ra6.3μm, 可实现手/自动两种模式进给, 镗孔行程400 mm (向上120 mm, 向下280 mm) 等参数均超过侧板、尾平衡板加工技术要求, 同时也可加工石油钻采设备其他零配件。

1.2.2 改造部件取舍

原插床主要由床身、滑架、工作台、进给箱、电器等部分组成。床身由上下两部分组成, 上部床身装有滑枕、滑架及连杆机构, 下部床身前上方有矩形导轨, 供工作台纵向移动。工作台可以实现横向、纵向和回转移动。

改造的原则是尽量利用原有插床部件, 因此经研究分析, 决定留下床身、工作台、电器三部分, 其他部分拆除。根据镗铣头座板及安装尺寸, 重新设计安装镗铣头连接支架体和过渡板。由于在插床床身安装镗铣头连接支架及镗铣头, 连接方式均为螺栓连接, 需对连接螺栓组进行强度校核。

1.2.3 工装夹具设计制作

改造后的立式镗床是动力头仅旋转及上下运动, 工件完成其他动作的方式, 因此需要设计能使工件沿X轴、Y轴平行移动及旋转的工艺装置, 对工件进行找正定位、夹紧。

工件找正定位:原有的插床工作台在移动方式上可以满足要求, 但由于抽油机驴头侧板尺寸较大 (8000 mm×2 000 mm) , 需要镗的2个孔位置相距1500 mm, 因此可利用原有的插床工作台进行找正定位, 但需设计辅助支撑以支撑驴头侧板除工作台外露出的部分;为使操作方便, 设计了2套辅助支撑, 一套为活动式手动升降平台, 平台的支撑部分为一字型6组滚珠支撑, 升降高度由手动叉车调节, 主要用于镗制驴头侧板等大型板类工件;另一套为固定式手动升降平台, 平台的支撑部分为3支腿1个大滚珠支撑, 升降高度由机械千斤顶调节, 主要镗制尾平衡板等小型板类工件。同时因工作台的移动操作手柄方向与工件产生干涉, 将工作台的移动操作手柄改换180°方向进行安装, 这样即方便了调整工作台, 又降低了操作风险。

工件夹紧:在原插床工作台上安装1块矩形夹紧钢板并加工相应的螺栓孔以对工件进行夹紧。

1.3 电器控制系统改造方案

将插床改为镗床, 由于加装了进给变频电机, 因此控制部分需包括镗铣头控制、变频电机控制及工作台控制三部分, 操作集中在原插床的操作手柄上。电器原理图见图1。

M1.进给电机M2.工作台电动机M3.主轴电动机R.进给调速S1.进刀S2.退刀

2 运行效果

插床改造为镗床后, 解决了摇臂钻床镗孔效率低下、镗孔精度低的问题, 提高了闲置设备的利用率和切割质量, 降低了操作工劳动强度。如图2为改造前后对比, 图3为改造后运行图。

1) 加工效率翻倍。与之前相比, 镗床镗的时间驴头侧板 (6张) 为60 min, 只需镗1次进刀, 加工速度提高3倍。

2) 切割质量提高。经对镗加工后的工件进行测量, 切割精度从0~0.1 mm提高到12.5μm, 效果明显。

3) 插床的功能得到扩展。当加工零配件需要插的工序时, 仍可将其恢复。从而大大提高了闲置设备利用率。

摘要：阐述了B5050K插床改造成立式镗床的工艺技术分析, 从机械、电气、工装卡具等方面对其进行了功能改造, 运行后满足了油田用抽油机异形板件的孔加工要求, 扩展了插床功能。

多功能护理床 篇9

传统色谱分离技术采用固定的色谱塔进行, 先进入一定量物料, 然后采用洗脱剂不断洗脱, 在同一出口在不同时间段就可接到不同的产品组分, 此过程分离效率低, 分离效果差。目前工业上采用的色谱分离技术多为模拟移动床色谱分离技术 (Simulation Moving Bed) , 简称SMB技术。SMB技术最早出现于上世纪六十年代, Broughton的专利中利用阀切换技术改变进样、流动相注入点及分离物收集点的位置来实现逆流操作, 产生相当于吸附剂连续向下移动, 而物料连续向上移动的效果。这种设备的生产能力和分离效率比固定吸附床高, 又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流, 操作连续化, 总柱效高, 流动相消耗量少, 在工业上得到了广泛应用。但SMB分离技术只能够进行二元组分的分离, 应运而生的SSMB (顺序式模拟移动床色谱分离) 技术则有效解决了这一难题。SSMB是一种间歇顺序操作的模拟移动床, 增加了可以供分离中间组分流出的出口, 并采用了间歇进料、间歇出料的不同顺序、不同程序的运行模式, 传统SMB的每一步均被分为3～4个子步骤进行, 实现了三种不同组分的分离, 大大提高了产品纯度, 同时得到高纯度副产物, 有效降低了成本。

功能性低聚糖是指对人、动物、植物等具有特殊生理作用的单糖数在2～10之间的一类寡糖, 主要包括低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、水苏糖、棉子糖、低聚木糖等。其甜度一般只有蔗糖的30%～50%, 具有低热量、抗龋齿、防治糖尿病、改善肠道菌落结构等生理作用, 在功能性食品的配料中十分重要, 正日益受到消费者的青睐。功能性低聚糖的生产一般是以淀粉或蔗糖为原料利用糖苷酶的糖基转移作用进行的。由于糖苷酶对底物专一性要求不高的催化特性, 功能性低聚糖的转化率较低, 产品中除含有目标产品功能性低聚糖外, 随产品种类不同还含有大量的葡萄糖、蔗糖、麦芽低聚糖等副产物。这些副产物的存在, 在很大程度上降低了功能性低聚糖的生理功能。因此, 功能性低聚糖的分离纯化已成为生产厂家亟待解决的研究课题。然而, 由于功能性低聚糖产品成分复杂且往往性质较为接近, 其分离纯化就变得比较困难, 常规分离法如结晶法难以适用。目前虽已有数种功能性低聚糖产品的纯度达到90%以上, 但由于生产成本高而影响其生产和使用。因此, 开发功能性低聚糖的新型低成本分离方法将大有前途。

目前, SMB和SSMB技术已广泛应用于医药、生物、精细化工工业中, 显示出良好的应用优势。在功能性低聚糖的分离纯化中也表现出了良好的应用特性和成本优势, 现就模拟移动床色谱分离技术在几种主要功能性低聚糖生产中的应用进行介绍。

色谱分离技术在低聚异麦芽糖产品分离纯化中的应用

低聚异麦芽糖 (Isomaltose) 是2～8个葡萄糖分子以α-1, 6糖苷键连接起来的寡糖。通常情况下, 低聚异麦芽糖不被酵母所发酵, 系非发酵性低聚糖。低聚异麦芽糖能有效的促进人体内有益细菌-双歧杆菌的生长繁殖, 故又称为“双歧杆菌生长促进因子”, 简称“双歧因子”。经多年临床与实际应用表明, 双歧杆菌有许多保健功能, 而作为双歧杆菌促进因子的低聚异麦芽糖自然就受到了人们的关注。

目前生产低聚异麦芽糖最常用的方法是利用α-D葡萄糖苷酶的糖基转移作用。在生产过程中, 由于转苷酶的转化率较低, 粗产品中含有大量的葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖等非功能性糖, 同时还含有大量聚合度4以上的糖类, 大大影响了产品的功能性。目前使用较为广泛的低聚异麦芽糖500产品, 功能性三糖 (异麦芽糖+异麦芽三糖+潘糖) 含量仅在35%～38%, 经过发酵精制后的900产品中功能性三糖的含量也只有45%～49%, 且发酵过程中葡萄糖全部被微生物消耗, 不能得到有效利用, 提高了产品成本。

传统的模拟移动床应用于低聚异麦芽糖的分离, 由于只能实现两种组分的分离, 使得最终产物中还含有很多的葡萄糖以及四糖以上的聚合糖类, 因此采用顺序式模拟移动床用于低聚异麦芽糖产品的分离纯化, 取得了良好效果。

(1) 树脂选型

采用强酸性聚苯乙烯大孔树脂对低聚异麦芽糖进行分离, 首先用不同金属阳离子对树脂进行改型后, 按照普通树脂的一般承受温度60℃, 料液浓度浓缩至50%, 流速1.5BV, 测定三种树脂的分离效果。结果表明, 相对于钙型树脂和钾型树脂, 钠型树脂具有最好的分离效果, 单柱分离低聚异麦芽糖中功能性三糖含量显著高于其他两种树脂 (见表1) 。

(2) 分离参数优化

选用钠型树脂作为分离用树脂, 树脂装填内径为140mm, 装填高度为360mm, 在此条件下对其他分离参数 (进料浓度、分离温度、分离pH等) 进行优化, 各参数对分离结果的影响如下:

由图1可以看出, 低聚异麦芽糖色谱分离的各最优参数分别为柱温70℃, pH值5.8, 进料浓度60%。在此工艺条件下, 进行放大生产, 最终确定采用顺序式模拟移动床分离低聚异麦芽糖的最佳参数为:采用钠离子改型的强酸性聚苯乙烯的大孔树脂, 分离条件为料液浓度58%～63%, 柱温65～75℃, 分离pH为5.5～6.0, 切换时间为15～25min, 所得到的低聚异麦芽糖产品中功能性三糖的含量可占总重量的80%以上, 葡萄糖含量和四糖以上聚合糖类含量显著降低, 大大提高了产品纯度, 增加了产品的功能性。此外, 分离过程中收集到的高纯度葡萄糖可以直接用于工业化生产, 四糖以上的聚合糖类则可以返回至低聚异麦芽糖前期生产工艺重新进行酶解, 提高低聚异麦芽糖得率的同时, 也大大降低了成本。图2为采用顺序式模拟移动床分离到的低聚异麦芽糖组分检测结果。

色谱分离技术在低聚果糖产品分离纯化中的应用

低聚果糖又称蔗果低聚糖, 是由1～3个果糖基通过β (2—1) 糖苷键与蔗糖中的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物。低聚果糖甜味柔和清爽, 热量值低, 且具有良好的生理活性, 得到了广泛认可与应用。

采用酶法生产低聚果糖, 产品中除含有蔗果三糖、四糖、五糖等功能性成分以外, 还含有较高含量的单糖 (葡萄糖、果糖) 和双糖 (蔗糖) , 产品的一次转化率仅能够满足50型产品的指标要求。在目前所采用的分离方法中, 色谱分离是最有效的方法, 同时具有较好的成本优势。

采用上述方法对低聚果糖色谱分离条件进行优化, 得到低聚果糖色谱分离的最佳条件为:采用钠型分离树脂, 柱温50～70℃、分离pH值5.5～6.5, 进料浓度浓度55%～70%, 所得产品中低聚果糖纯度在95%以上, 其中蔗果三糖含量超过55%, 葡萄糖含量在1%以下, 大大增强了产品的功效性。图3为SSMB技术分离纯化得到的低聚果糖HPLC检测图。

色谱分离技术在低聚半乳糖产品分离纯化中的应用

低聚半乳糖 (Galactooligosaccharides, GOS) 是一种具有天然属性的功能性低聚糖, 其分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1～7个半乳糖基, 即Gal- (Gal) n-Glc/Gal (n为0-6) 。在自然界中, 动物的乳汁中存在微量的GOS, 而人母乳中含量较多, 婴儿体内的双歧杆菌菌群的建立很大程度上依赖母乳中的GOS成分, 因此, 低聚半乳糖是功能性低聚糖中令人瞩目的一种, 具有很多的生理活性。商业GOS一般采用乳糖为原料生产, 产品中含有大量葡萄糖、半乳糖和乳糖, 而目的产品低聚半乳糖的含量则较低。由于产品中含有较多的乳糖, 会引起人群的乳糖不耐症反应, 葡萄糖的存在则使产品不能够作为糖尿病患者的食品, 大大限制了其适用范围, 因此市场上急需一种高纯度低聚半乳糖来突破这一瓶颈, 也成为各生产厂家的努力方向。

同样采用顺序式模拟移动床色谱分离技术纯化低聚半乳糖, 并采用上述方法和步骤对各项工艺参数进行优化, 得到低聚半乳糖分离纯化最佳工艺条件为:采用钠型改型树脂进行分离, 进料浓度50～65%, 柱温55～75℃、pH5.0～6.5, 切换时间12～30min, 在此条件下, 反应液被分为单糖、双糖及低聚半乳糖三种组分, 其中低聚半乳糖有效组分最高可达95%以上, 葡萄糖和乳糖含量大大降低, 提高了产品功能性的同时, 也扩大了产品应用范围。此外, 分离出来的二糖组分为高纯度乳糖, 可以作为原料乳糖循环使用, 提高了产品产率。采用该技术分离纯化后的低聚半乳糖HPLC组分检测结果如图4所示。

色谱分离技术在其他功能糖和糖醇产品分离纯化中的应用

除了上述3种功能性低聚糖之外, 色谱分离技术在其他功能糖生产和功能糖醇领域也得到了广泛应用。在低聚木糖、海藻糖以及麦芽糖醇、木糖醇的分离纯化中, 都取得了良好的应用效果。

声控护理床起降系统的设计 篇10

1系统硬件设计

为实现通过语音控制护理床的升降运动, 按照其所要实现的功能可将系统划分为四个模块:语音模块、主控模块 (STM32) 、驱动模块、电源模块。通过主控模块实现对语音的分辨、识别, 并且将其与存储单元中的指令相匹配, 发送控制命令。

整个系统由STM32单片机协调控制, 其中电源模块为各个模块提供电源。工作时, 首先由语音模块采集得到操作者的语音指令, 采集的指令由外接的语音模块经过内部处理后转换为数字信号, 然后通过STM32单片读取由语音模块所传过来的数字信号, 通过程序对它进行处理, 在经过处理后, 会输出相应的PWM信号到电机的驱动模块, 在电机驱动模块接收到PWM信号后输出对应波形的驱动电压用来驱动电机运行, 驱动模块能够分别控制1, 2号电动机的正反转, 从而实现护理床升降的功能。其系统整体结构框图如图1所示。

1.1电源模块

电源模块由外部USB提供5V电源, 经过LM1117-3.3V稳压芯片稳压到3.3V, 经过稳压过后的3.3V电压为单片机和语音模块供电。而电机驱动模块的所使用的电压为5V输入得到的电压。

1.2语音模块

本设计所使用的语音模块是由LD3320芯片[1]所构成, 此模块很好的解决了非特定人所说的话能被控制部分接受的问题。该模块就是将控制人所说的话形成语音信号并通过数字信号处理后得到一组特征的参数, 然后再将得到的这组特征参数与语音模块中寄存器的数据进行比较, 确定控制者所说的命令是什么, 进而完成相应的动作[2], 不用通过训练便可以实现。

1.3驱动模块

在电机选用方面, 本系统的芯片是由ST公司生产的一种高电压、大电流的电机驱动L298n芯片。L298n是一种内置双H桥电机驱动的芯片, 可以用来驱动两个直流电动机或者一个步进电机。将本设计所使用的L298n驱动电路可以同时驱动两个直流电机, 分别将其设置成为1号和2号。由于在此次设计中设置了电机的速度, 所以可以通过输入PWM脉宽调制信号来实现电机高低速旋转的控制。在实现电机正反转方面, 要想实现1号电机的正转, 需要将高电平给信号输入端IN1, 低电平信号给输入端IN2。如果将低电平给信号输入端IN1, 高电平给信号输入端IN2, 1号电机就可以实现反向旋转。控制另2号电机也是是同样的方法, 分别接入IN3和IN4端[3]。电机驱动连接如图2所示。

2软件总体设计

本设计程序的工作流程为:首先由主程序完成是系统的初始化, 当麦克风检测到语音信号的时候, 就会将语音信号与寄存器中的语音库进行一一比较, 如果语音信号与寄存器中语音关键字匹配, 单片机会驱动蜂鸣器并给驱动模块发出控制信号, 驱动模块根据单片机发出的信号去控制电机做出相应的正反转的动作。系统的主程序流程图如图3所示。

2.1语音模块程序设计

在语音模块程序设计时, 需要操控者自己添加关键词, 将操控者需要的功能词语添加到寄存器中形成语音库。工作时, 要先对内部进行初始化, 完成之后, 需要对操控者所使用的命令字符串进行编号, 并分别将字符串和字符串长度写入相应寄存器中, 每次识别, 可以添加一次字符串, 从而可以实现语音模块对命令的识别。

2.2驱动模块程序设计

单片机控制驱动模块去驱动电机正反转时, 首先把麦克风识别到的语音与语音库中的识别码进行比对, 达到最优的效果时, 单片机会给驱动模块发出控制信号, 驱动模块控制电机执行相应的操作。

3结论

本系统结合手动摇动护理床升降的工作原理, 利用语音控制实现了声控起降护理床的功能。设计了一个基于STM32单片机控制, 由LD3320语音识别芯片和L298n驱动电机所组成的语音控制护理床升降的系统。该系统通过操作人的语音命令可以控制L298n电机驱动, 从而可以实现电机的正转、反转用来控制护理床的升降。

参考文献

[1]盛青.语音自动识别技术 (ASR) 及其软件实时实现[D].西安:西北工业大学, 2001.

[2]田犇, 阙大顺.基于LD3320的语音控制系统设计实现[J].电脑与信息技术, 2011 (6) :6-9.