根據社會(huì )發(fā)展，社會(huì )保障制度的日益健全，許多新生配套設備研制而出，濟南龍豪生產(chǎn)的軌道式升降機是一種空間移動(dòng)類(lèi)的室內移動(dòng)輔具，它借助軌道的設置及升降機的懸吊功能，實(shí)現上下、左右、前后移動(dòng)，協(xié)助行動(dòng)不便的殘疾人、老年人以及身體虛弱的病人進(jìn)行體位變換和位置移動(dòng)，完成從床上移動(dòng)到輪椅上，從臥室移動(dòng)到衛生間、浴室等處的功能，解決他們的如廁、入浴等問(wèn)題。伴隨我國社會(huì )漸漸進(jìn)人老齡化以及殘疾人口的迅速增加，行動(dòng)不便的人群在逐年增加，軌道式升降機將成為幫助行動(dòng)功能喪失的老年人和殘疾人完成一些基本日常生活功能的最佳選擇，特別適用于家庭養老以及醫院、敬老院和康復中心等殘疾人集中供養的機構，可以大大減輕護理人員的負擔，提高廣大殘疾人和老年人的生活質(zhì)量⋯。由于目前我國軌道式升降機的研制和生產(chǎn)還處于空白階段，它的設計和研究將具有重要的意義。
1設計要求
1．1技術(shù)要求
軌道式升降機必須達到一定的技術(shù)指標，以便保證升降機的正常運行和被升降者的舒適性。
1．2功能要求
軌道式升降機主要是幫助肢體殘障者和行動(dòng)不便的老年人完成如廁、入浴和就餐等基本日常生活活動(dòng)，因此應該具備垂直升降、水平移動(dòng)和換帶過(guò)門(mén)等功能，對于需要進(jìn)行下肢康復訓練的患者，還應該具有步行訓練的功能。
1．3安全性要求
軌道式升降機的設計必須要保證被升降者的安全，因此要求傳動(dòng)機構能夠自鎖，并且要安裝保險裝置，防止被升降者在升降機發(fā)生故障時(shí)跌落，另外連接點(diǎn)的設計應能防止身體支撐部分發(fā)生意外時(shí)連接點(diǎn)脫離?，F代制造工程2010年第7期設備設計診斷維緲再制造
1．4其他要求
由于軌道式升降機是供下肢殘障者和行動(dòng)不便的老年人使用的，因此在滿(mǎn)足上述設計要求的前提下，軌道式升降機還應該滿(mǎn)足體積小、重量輕、結構緊湊、噪聲低、運行平穩、成本低和便于安裝等要求。
2功能設計
為了滿(mǎn)足下肢殘障者和行動(dòng)不便的老年人的多種需求，幫助他們完成入浴、如廁、就餐以及下肢康復訓練等基本活動(dòng)，軌道式升降機主要有以下幾項功能。
1)垂直升降功能：由于下肢殘障者無(wú)法站立，所以軌道式升降機應該具備垂直升降功能，將殘障者從床上或室內其他場(chǎng)所吊起，這樣在水平移位的時(shí)候就可以跨越室內地面障礙物，使運行更加暢通，并且升降到一定的高度，不僅可以方便殘障者到高處取物，例如拿起書(shū)架上的書(shū)，而且為護理人員減輕了負擔。
2)水平移動(dòng)功能：下肢殘障者大多數都行動(dòng)不便，無(wú)法自己移動(dòng)到其他場(chǎng)所完成基本的日?；顒?dòng)，因此軌道式升降機必須有水平移動(dòng)功能，幫助殘障者從臥室移動(dòng)到衛生間、浴室和餐廳等房間，方便其進(jìn)行如廁、入浴和就餐等活動(dòng)。
3)過(guò)門(mén)換帶功能：由于兩個(gè)房間之間一般會(huì )被門(mén)框、隔墻等隔斷，在打通門(mén)框、隔墻的條件下，需要頂置式升降機具有過(guò)門(mén)換帶功能，這樣只要在每個(gè)房間的天花板上安裝軌道，殘障者就可以輕松地在屋內各個(gè)房間移動(dòng)，增加殘障者的活動(dòng)范圍。
4)步行訓練功能：對于需要進(jìn)行步行訓練的殘障者，只需要在升降機上安裝步行訓練用的軟支撐吊具，就可以進(jìn)行步行訓練。
3工作原理
軌道式升降機的運動(dòng)主要包括垂直升降運動(dòng)和水平移動(dòng)，并且要求輕便、結構緊湊、噪聲低、運行平穩和安全可靠，綜合考慮，升降機的機械傳動(dòng)裝置采用嚙合傳動(dòng)的形式，該結構中主要采用的是蝸輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)。軌道式升降機工作原理如圖2所示，升降布帶一端固定在纏帶輪上，一端通過(guò)布帶拉環(huán)掛在滑輪上。
動(dòng)力由電動(dòng)機輸出，分別經(jīng)過(guò)蝸桿、蝸輪、小齒輪和大齒輪減速后傳遞給纏帶輪，纏帶輪帶動(dòng)升降布帶轉動(dòng)，使升降機完成升降動(dòng)作，滑輪在軌道的槽面中移動(dòng)，帶動(dòng)升降機進(jìn)行水平移動(dòng)。為了保證被升降者的安全，設置了保險裝置，在大齒輪上安裝了扭簧和止動(dòng)扣，并在支架上安裝一個(gè)固定螺栓，當電動(dòng)機以正常速度運轉時(shí)，扭簧拉動(dòng)止動(dòng)扣與大齒輪一起轉動(dòng)，纏帶輪可以正常旋轉，保證升降機以正常的速度上升和下降；當出現故障時(shí)，由于升降機箱體的自重以及殘障者的體重，使得升降機急速下落，大齒輪在升降布帶的拉動(dòng)下急速轉動(dòng)，使得離心力大于扭簧的拉力，此時(shí)止動(dòng)扣被放松，卡在支架的固定螺栓上，大齒輪停止轉動(dòng)，升降機停止下落，防止被升降者跌落。
4主要結構及作用
軌道式升降機的機械部分主要包括升降裝置、軌道裝置和換帶裝置三部分，其中升降裝置主要用來(lái)懸吊被升降者，是整個(gè)機構的最核心部分；軌道裝置的作用主要是提供移動(dòng)軌跡，使運行更加暢通；換帶裝置是當升降機要過(guò)門(mén)時(shí)用來(lái)切換軌道之用。
4．1升降裝置
升降裝置的內部結構主要由齒輪機構、支架、蝸輪蝸桿、導向機構、吊臂、上、下殼等組成。
4．1．1齒輪機構
齒輪機構主要包括大、小齒輪、纏帶輪、中軸以及由止動(dòng)扣、扭簧組成的保險裝置。選用閉式齒輪傳動(dòng)，大、小齒輪均選用45鋼，經(jīng)調質(zhì)處理，硬度為設備設計診斷維緲再制造現代制造工程2010年第7期250—280HB，屬于軟齒面，由于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)常見(jiàn)的失效形式為齒面點(diǎn)蝕，故設計時(shí)按齒面接觸疲勞強度計算，按齒根彎曲疲勞強度進(jìn)行校核舊。
4．1．2支架
支架用于固定、支承升降機箱體內部所有的機械零件和部分電器元件，主要由側板、連接管和連接片等零件焊接而成，材料均選用1Crl8Ni9Ti，其中兩側板的厚度為3mm，同時(shí)為了減輕支架的重量，在兩側板上設計了很多工藝孔。
4．1．3蝸輪蝸桿
由于蝸輪蝸桿機構具有傳動(dòng)比大、結構緊湊、沖擊載荷小、傳動(dòng)平穩和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，并具有反向自鎖的特性，可以保證搬運患者過(guò)程中，電動(dòng)機斷電時(shí)傳動(dòng)機構能夠自鎖，故選用蝸輪蝸桿減速器。采用漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿，材料為45鋼，對其螺旋面進(jìn)行淬火處理，以提高傳動(dòng)效率和增加耐磨性；蝸輪材料選用聚甲醛(POM)，塑料蝸輪具有加工經(jīng)濟性好、傳動(dòng)平穩、吸振降噪、質(zhì)量輕、耐磨和自潤滑等優(yōu)點(diǎn)，使得升降機的設計更加人性化。
4．1．4導向機構
導向機構主要由導向塑料管、導向支架、壓縮彈簧、安全塞、導向外殼和導向軸等零件組成，圖4所示為導向機構的半剖視圖，兩個(gè)導向塑料管之間形成一個(gè)窄縫，升降布帶從這個(gè)窄縫中伸出箱體，防止布帶卷亂，起到導向的作用。安全塞由導向支架和壓縮彈簧支承，為了防止壓縮彈簧受力后失去穩定性，在安全塞上設計了一個(gè)小導桿，小導桿與彈簧間的間隙參照表1進(jìn)行設計舊J。
4．1．5吊臂
吊臂結構如圖5所示，吊臂由平衡桿、吊臂軸套和圖4導向機構表1導桿與彈簧間的間隙吊臂軸焊接而成，兩端分別安裝一個(gè)吊臂掛鉤，材料選用2Crl3，進(jìn)行調質(zhì)處理，與箱體下殼的掛鉤一起構成三個(gè)懸吊點(diǎn)，通過(guò)軟支承吊具將被升降者吊起，吊臂的承重量為150kg，為了使被升降者在乘坐時(shí)能夠處于舒適狀態(tài)，兩吊臂掛鉤間距參照GBl0000-88《中國正常成年人人體尺寸》國家標準H]，表2列出了我國成年男女人體水平尺寸的相關(guān)數據作為設計參考，其中百分位數指身材尺寸小于此值的人數占抽樣樣本中人群數的百分比；平衡桿用來(lái)保持升降裝置的平衡，材料為Q235，設計成空心管狀，減輕了吊臂整體的重量。
4．2軌道裝置
軌道式升降機的軌道主要由橫軌、側梁、底座和滑輪等5／部件組成，橫軌、側梁和底座之間通過(guò)螺栓、螺釘等連接構成升降機的運行軌道，滑輪在橫梁的槽面中滑動(dòng)，帶動(dòng)升降裝置進(jìn)行水平移動(dòng)。
4．2．1橫軌
為了保證升降機運行時(shí)的安全性、穩定性和舒適性，橫軌槽面的加工精度和水平度都要達到一定的要求，再加上橫軌較長(cháng)且截面形狀較復雜，考慮到材料的可成形性、可機加工性及抗腐蝕性等，橫軌的材料選用鋁合金6063，表面進(jìn)行噴塑處理b。
4．2．2側梁和底座
側梁由60ram×40ram5mm空心矩形管、矩形片、腳支座和梯形塊焊接而成，而底座由60ram×40mm×3．5mm空心矩形管、半圓柱和焊接螺釘焊接成，焊后表面均進(jìn)行噴塑處理。為了方便護理人員取掛升降機箱體以及換帶操作，在設計側梁高度時(shí)應滿(mǎn)足人機工程學(xué)的要求，由于涉及到伸手夠東西的問(wèn)題，如果采用高百分位數據就無(wú)法適應小個(gè)子的人，所以參照我國成人男女立姿雙手功能上舉高度的低百分位數據現代制造工程2010年第7期設備設計／診斷維緲再制造進(jìn)行設計，這樣同樣也能適應大個(gè)子的人。
4．2．3滑輪
滑輪與軌道示意如圖6所示?；営苫嗇S、滑輪外殼、橡膠輪、深溝球軸承和吊鉤等組成，采用橡膠輪可以降低噪聲，使運行平穩，為了減少橡膠輪與軌道接觸面的摩擦，兩個(gè)橡膠輪的中心距a應該不超過(guò)軌道內部水平槽面的寬度b，即a≤b在滑輪軸與滑輪外殼之間安裝一個(gè)深溝球軸承，這樣滑輪軸便可以360。轉動(dòng)，從而帶動(dòng)升降裝置實(shí)現3600回轉，方便被升降者在升降過(guò)程中的轉向。
4．3換帶裝置
4．3．1方案選取
為了使殘障人能夠從一個(gè)房間移到另一個(gè)房間，而不對門(mén)框、隔墻進(jìn)行再加工，最好的方法就是設計具有換帶功能的軌道式升降機，在查閱大量國外資料兩套齒輪機構，方便護理人員操作，但結構較復雜，且箱體的重量增加；方案二是在軌道上設置換帶機構，同時(shí)箱體上安裝兩個(gè)拉環(huán)，這樣不僅便于操作，而且結構簡(jiǎn)單，重量輕，成本低。綜合考慮后選用第二種方案，在軌道上安裝一個(gè)轉換帶，轉換帶由板鉤和布帶構成，結構非常簡(jiǎn)單，布帶有長(cháng)短兩條，一端穿過(guò)同一個(gè)板鉤縫合在一起，另一端分別縫合在另外兩個(gè)板鉤上，長(cháng)布帶為切換布帶，短布帶為懸掛布帶，布帶的材料均選用合成纖維，承重量為150kg。
4．3．2換帶過(guò)門(mén)過(guò)程
頂置式升降機的換帶操作需要在護理人員的協(xié)助下完成，整個(gè)換帶過(guò)程分四步。
1)當升降機靠近隔壁房間曰時(shí)，將切換布帶3下端的吊鉤掛到升降機箱體頂端的固定拉環(huán)5上。
2)按動(dòng)下降按鈕，升降布帶2拉長(cháng)，升降機箱體由于自重，被切換布帶3拉到房間曰中。
3)把升降布帶2的拉環(huán)從吊鉤1上取下，并將其掛在吊鉤4上。
4)按動(dòng)上升按鈕，升降布帶2卷起，拉動(dòng)升降機箱體上升，將切換布帶3下端的吊鉤從固定拉環(huán)5上的前提下，擬定出兩種方案：方案一是在箱體內安裝取下，這樣升降機就可以在房間日中移動(dòng)了。