輔助上床輪椅設(shè)計研究

鐘佳岑　滕水生　倪佳慧　周華燁

【摘 要】老年人、殘障人群體使用最多的代步工具就是輪椅，市場上輪椅種類豐富，卻沒有一款可以很好實現(xiàn)床和輪椅之間的自由切換。本文論述的就是一款操作簡單的輔助上床輪椅，且功能豐富、價格適中，符合目前中國的國情。

【關(guān)鍵詞】殘疾；老年人；輪椅；輔助；上下床

0 引言

目前我國是發(fā)展中國家，人口基數(shù)大，殘疾人生活消費水平普遍偏低。高昂的電動輪椅、智能輪椅短時間內(nèi)很難普及。而一般的手動輪椅，功能單一，僅僅滿足有限制的代步需求，一些常人看似簡單的動作都可能成為殘疾人無法逾越的障礙。因此我們研發(fā)了一款功能豐富、價格適中的輪椅產(chǎn)品，滿足老年人、殘疾人的需求，從而改善該人群的生活質(zhì)量。

1 現(xiàn)狀分析

當(dāng)前國外的輪椅設(shè)計主要趨向于電動輪椅方向。自1986年英國開始研制第一輛智能輪椅以來，許多國家如美國、德國、西班牙、法國、日本及加拿大都投入較多資金進(jìn)行研究，由于各個實驗室研究的目標(biāo)和方法不同，解決的問題、研制出的樣機達(dá)到的能力也不同。初期的研究，賦予輪椅的功能一般都是簡單的運動、速度控制及避障等低級控制。隨著機器人控制技術(shù)的發(fā)展，移動機器人技術(shù)應(yīng)用于輪椅，智能輪椅在更現(xiàn)實基礎(chǔ)上，有更好的交互性、適應(yīng)性和自主性。

國內(nèi)的研究方向也隨之附和而去，起步雖晚些，但也根據(jù)自身特色研制出技術(shù)指標(biāo)接近國外先進(jìn)水平的智能輪椅。然而忽略了目前我國是發(fā)展中國家，基數(shù)大，殘疾人生活消費水平普遍偏低的事實。高昂的電動輪椅、智能輪椅短時間內(nèi)很難普及。而一般的手動輪椅，造型單一，大致上就是個椅子的形狀，4個輪子，加個手推輪，剎車加在后輪，前輪較小，用來轉(zhuǎn)向，輪椅后面再加個防傾輪，比較輕便，但是功能單一，僅僅滿足有限制的代步需求，一些常人看似簡單的動作都可能成為殘疾人無法逾越的障礙。

現(xiàn)在身有殘疾的部分群體或是老年人無法在床和輪椅間獨立上下，均需要有家人或護(hù)理人員協(xié)助，而市售輪椅大多是從輪椅的舒適性和輕便性出發(fā)，輪椅的椅面高度和位置與床無法相配合，不能直接與床對接，這樣一方面增加了護(hù)理人員的工作負(fù)擔(dān)，另一方面也給身有殘疾的部分群體或老年人帶來諸多不便，同時還增加了上下輪椅的危險性。

而一些可以實現(xiàn)和床對接的輪椅設(shè)計也不夠完善，存在一些明顯的缺點，這款S型輪椅助起設(shè)備，在移動病人時，首先讓他趴伏在臺面上，然后系好綁帶，一切就緒后，邊踩著S骨架的下方支腳邊轉(zhuǎn)換方向，就能將病人安然無恙地“放”在了床邊。

但是在整個過程中，依舊需要護(hù)士很多的幫助，病人才能從輪椅移動到床上，在轉(zhuǎn)換方向時，護(hù)士不一定有能力做到；病人趴在臺面上時，舒適度不好，綁帶的承重能力和所系的位置需要合理，如圖1。

這是一款能讓用戶自己完成床和輪椅切換過程的設(shè)計，用戶坐在床邊后，拉住輪椅兩邊的把手，借助手臂的力量將自己送進(jìn)輪椅，這款輪椅使用方式簡單，外形也很簡潔，但是安全系數(shù)不高，平時用戶在使用時無法做到背靠休息，會持續(xù)處于前傾的狀態(tài)，加大用戶的疲勞不適，如圖2。

2 輔助上床輪椅的說明

輔助上床輪椅（如圖4），外觀簡潔大方，符合人機工程原理，使用簡單方便。本產(chǎn)品的設(shè)計核心就是將一般的普通輪椅改裝成可輔助上床的輪椅，輔助老年人和殘疾人站起來。將輪椅與曲柄臂（圖3）結(jié)合，使用機械角度的手段，滿足輪椅平衡穩(wěn)定，又不復(fù)雜輪椅的使用。使用者可以通過曲柄臂調(diào)節(jié)座面角度和高度，方便起身。改進(jìn)后的輪椅效仿汽車用的千斤頂原理，采用連桿機構(gòu)與螺旋機構(gòu)，輕便省力最大程度的提高性價比。

用戶在使用時，可以先通過扶手將輪椅調(diào)節(jié)至與床高度一致，座面角度調(diào)節(jié)為前傾狀態(tài)，然后將輪椅靠背折疊起來，拉住輪椅兩邊的扶手，借助手臂的力量將自己從輪椅移動到床上，整個過程輪椅前后四剎車設(shè)計，安全系數(shù)高。從床移動到輪椅上的原理相似，然后再將靠背調(diào)整成平時使用的樣子，用戶在其他情況下，輪椅又可以滿足日常基本需求。

具體細(xì)節(jié)如下：

1）鋁合金車身更輕便，高強度環(huán)保尼龍面料避免褥瘡，舒適透氣，吸汗防潮；

2）輪椅兩側(cè)的扶手是一個曲柄臂的結(jié)構(gòu)，用戶可通過扶手調(diào)節(jié)座面角度和高度；

3）扶手角度也可以調(diào)節(jié)，方便起身時用力；

4）輪椅靠背可以通過旋鈕調(diào)整角度，給用戶最舒適的體驗；

5）前后四剎車設(shè)計，更加方便安全；

6）可折疊設(shè)計，方便攜帶，占用空間小，功能齊全。

3 結(jié)論

為了設(shè)計出能夠很好輔助殘疾人上床的輪椅，我們小組對周邊養(yǎng)老院、醫(yī)院等輪椅使用率高的地方進(jìn)行調(diào)查研究，將人機工程學(xué)理論應(yīng)用于實踐，增加曲柄臂輔助裝置，結(jié)合現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)簡化了輪椅的操作程序。該產(chǎn)品的創(chuàng)新目前在市場上還沒有出現(xiàn)，且使用起來安全方便省力，價格實惠親民，符合中國的國情。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]