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1人機尺寸設計
考慮到護理床為監護人和病患者共同使用,故在設計階段就需按照其生理、心理特征考慮產品的造型設計,從人的行為、身體尺度、視野等角度考慮產品具體的尺寸。按照Ⅰ型產品設計尺寸要求,護理床需同時滿足女性第5百分位下限和男性第95百分位上限確定尺寸界限值。根據GB/T10000—1988中國成年人人體尺寸標準,女性第5百分位身高1484mm,手功能高650mm,男性第95百分位身高1775mm,手功能高801mm,滿足監護人的床面高度升降范圍為650~800mm,但是為了方便患者上、下床,床面最低降至520mm。根據人體其他部位的百分位尺寸,綜合考慮功能修正尺寸和心理修正尺寸,側護板的高度定為320mm,側護板、床頭和床尾板抓握處直徑40mm,床尾板液晶顯示部分傾斜角度40°。此外,抬身角度最大可達85°,翻身部分上翻最大可達80°,然后可自動回正20°。上屈腿板可上折45°,下屈腿可下折90°,這些數據保證了使用過程的易用、舒適。根據以上數據確定了護理床的基本功能尺寸。
2結構及外觀優化設計
2.1床架機構及尺寸優化設計
使用行為是人機工學研究的重要內容,產品使用舒適度成為功能型產品市場接受的重要指標。在護理床的研發過程中,通過充分的調研及人機數據分析,對床架升降結構進行了調整,使其床面最低高度比目前其他同類產品降低30mm,適用范圍更廣,大大方便了患者上、下床。根據醫用電梯標準及病床標準,對護理床尺寸進行了優化,能輕松放入醫療電梯2臺,運輸包裝尺寸也相應減小,并以此作為外觀設計的依據。
2.2外觀設計
功能型產品有別于其他產品的設計研發,需嚴格按照相關標準及技術指標,在滿足功能的前提下才能進行形態上的創新設計,實現其易用、舒適、安全的使用目的。將藝術美學與技術手段緊密融合才能設計出符合實際需要的護理產品。利用情景設計法等手段將人機工學原理在護理床上的應用進行反復論證與實驗,進行了護理床的外觀設計。外觀創新設計遵循的原則如下:
(1)外觀符合人機工程原理,使用者使用產品時舒適、方便。
(2)造型上整體、統一、協調,體現柔和、親切之感。為更好地體現企業理念———呵護生命,特別注重床頭和床尾板及側護板的造型設計,融入產品語義學理念,將相關感性意向元素進行提煉,應用到床頭和床尾板的造型特征上,賦予產品生命元素特征。
(3)造型設計簡潔,床頭和床尾板、側護板的造型需符合吸塑工藝,滿足美觀的同時,通過外觀的凹凸曲面起到加強面板韌性及強度的作用。曲線及曲面應用應保持相互的呼應關系。依據以上設計要點,進行了草圖方案設計。
3計算機輔助造型設計
現代產品設計中,計算機輔助設計起到重要的作用,是設計方案轉化為實際產品必經環節,也是驗證設計成果是否具有生產可行性的重要手段。計算機輔助造型設計的數據也為產品的工程設計提供重要依據。文中利用RHINO軟件進行了護理床的最終造型設計,同時渲染了外觀效果圖。NURBS數據確定后,可將該數據文件轉換成UG或Pro/E等工程軟件可識別的文件格式,進行相應的工程設計。在工程設計軟件中,不僅可檢驗各部件間運動時機構的干涉情況,也可進行力學仿真實驗,根據檢驗結果可對各造型部件進行微調,形成最終模具加工工序所需的數據文件,為產品的量產做好準備。
4結論
醫療類產品的造型設計必須充分考慮人機工學因素,把握其功能實現的尺度,將技術與藝術結合,完成產品的創意設計,使產品滿足用戶的使用要求,符合護理工作中產品與人的情感、行為、功能的互動關系,提升產品的品質及市場競爭力。
作者:張春彬單位:浙江工商職業技術學院