[发明专利]多功能曲面床

说明书

本发明涉及多功能生活用床和多功能护理床。

现有技术的床面为平面，平面床和人体之间的接触面较小，人体受到的床面的压强较大，影响人体受压部位的血液循环，使人感到不舒畅，需要经常翻身调整。另外由于人体的椭园，人在平面床上翻身，当人体侧面向下转动时，人体重心上升，使得翻身比较费力。

本发明的特征在于床面是两边向上弯曲的曲面，床面的两端有轴头，轴头安装在床两端支架的轴套内，人在床面上滚动翻身时，床面可以绕轴转动；转动床面时，人可在弯曲的床面带动下轻易的滚动翻身，普遍曲面床如图1所示，为了使用安全和方便，曲面床都有床面最大倾角限位和床面锁定装置。曲面床由于床面两边向上弯曲，使得床面和人体之间的接触面增大，人体受到床面的压强减少，有助人体受压部位的血液循环，使人入睡安逸、舒畅。另外，由于床面曲线形状的确定和轴头位置的选择考虑了人体在曲面床上滚动时人体重心和床面重心的变化以及人体椭园度等因素，使得滚动翻身比较轻松。

床面曲线形状的确定和轴头位置的选择考虑人体的椭园度，并且人平躺在床面中间向两侧滚动翻身的过程中满足下列条件：①人可自由静止在床面任何位置，而且是床面最低位置；②人体和床面组成系统的重心高度不变。条件①是根据床面重心的偏转力臂决定人体重力在另一侧的偏转力臂，也就决定了床面偏转某一角度时支承人体的床面最低点的对应横向位置，即用力臂的平衡决定床面偏转某一角度时床面最低点的横向位置。条件②则是根据人体和床面组成系统的内能的不变决定床面偏转同一角度时床面最低点的纵向位置。

通常我们根据一般人体特征，选取轴心距床面底的距离r，利用上述两个条件根据人体重量、重心、椭园度和床面重心、重量计算出床面曲线上任意点的坐标位置，并画出床面曲线，也可用几何作图法画出床面曲线，曲线形状如图2所示。

为进一步理解上述的两个条件，我们可以分析一下人体和床面组成的系统，该系统和外界的联系只有两个轴头受到的支承力和地球的吸引力，系统有一个重心，不管人体如何滚动，人体重心和床面重心如何变化，系统重心始终受两个恒定的大小相等、方向相反、作用在一条直线上的力，一是通过轴心竖直向下的重力；二是通过轴心垂直向上的支持力，系统内力的施力者只有人，人在平躺床面中间向两侧用力滚动的过程中，人体重心偏向系统重力线一侧，由于床面的转动，床面重心偏向系统重力线另一侧，并沿弧线上升，如果保持系统的重心高度不变，则人体重心必须沿床面适当下降，而且床面的形状同时考虑人体的椭园度，并满足人体由于在床面上滚动重心下降的过程中，始终在床面最低点，这时，虽然人体在向两侧滚动的过程中床面重心上升需要做功，但人体借助了滚动时床面曲线的适当下降，即人体的适当下降，使人体重力做了功。回滚过程中，人体重心上升需要做功，但人体借助了滚动过程中床面重心的下降，即床面重力做了功，在整个滚动过程中，由于床面的形状满足了系统的重心高度保持不变，即系统的内能保持不变，只是床面重力势能和人体重力势能的相互转换，这样人体在床面上滚动的整个过程中内力所做的功即人体所做的功始终几乎为零，只是克服床面两端轴头转动时的摩擦阻力和人体与床面之间的弹性变形阻力所做的功。这样的床面，人在床面上滚动的过程中即没有上坡感，也没有下坡感，又克服了人体的椭园度，保证了人体在床面上滚动翻身自如，我们把这样的曲面床叫做自由式曲面床。

对一定人体特征、重量和椭园度的人，有一定的自由式曲面床与之对应，这时我们就是不用床面的倾角锁定，人体也能自由平衡静止在床面任意位置，而且是最低位置。实际使用者的体重、重心和椭园度与设计标准的体重、重心和椭园度可能有些差别，这时人体可以平衡静止在床面最低点的左或右的较低位置，滚动时人体所做的正功的量也有少量的增加，即稍微有些费力，但总比人在平面床上克服人体椭园度费力要小得多，尽管如此，为了克服这一缺点，我们可以在床面下用沙袋增减沙子进行配重，或用其它方法进行配重，以调整床面重心位置和重量，但一般差别不大时，不加调整也不会有明显的差别，也不会影响自由式曲面床的优越性能。因为人体四肢可以灵活调整人体重心高度和使重心偏移成为床面转动的动力，所以，一定参数的自由式曲面床对人体条件有一个适用范围。