便攜式設(shè)計在殘疾人輪椅中的應用

全球有約6億殘障人士，其中以肢體殘疾者為主，所以世界各國對殘障輔助器械的需求量都在不斷提升。針對我國來說，對殘障輔助器械設(shè)備的關(guān)注度并不太高，所以總體呈現(xiàn)發(fā)展緩慢且技術(shù)革新不足的缺陷。而國外進口輪椅又往往價格昂貴，讓許多殘障人士無法承受。因此本文希望以肢體殘障人士的心理需求作為主觀視角，簡要探討了便攜式設(shè)計在輪椅中的具體技術(shù)環(huán)節(jié)及其應用，希望能夠切實的幫助到我國殘疾輔助器械的研究發(fā)展進程，造福殘障人士。

輪椅作為助殘機械中的重要分支，應該具有一定的安全性、功能性和便攜性。但是現(xiàn)在輪椅的普遍問題就是便攜式設(shè)計缺乏人性化，許多輪椅不但在對肢體殘疾者的細節(jié)契合上做不到位，更重要的是其折疊后體積依然很大，并且折疊方式也較為復雜，整體性能有待改善。

輪椅便攜式設(shè)計中的結(jié)構(gòu)設(shè)計—可升降省力設(shè)計應用

傳統(tǒng)輪椅需要用手驅(qū)動助力輪才能讓輪椅運動，操作不但麻煩而且費力。現(xiàn)代便攜式輪椅應該選擇應用簡單舒適的新驅(qū)動力系統(tǒng)，它不但可以完成座位的隨時可升降，也能夠滿足肢體殘疾者的生活自理需求，讓輪椅在使用、攜帶時都變得更加方便。

1.驅(qū)動性能的設(shè)計

新輪椅系統(tǒng)要依據(jù)人機工程力學來設(shè)計驅(qū)動機構(gòu)，讓使用者驅(qū)動輪椅的手臂更加舒適省力。一般來說，使用者在驅(qū)動輪椅時都是雙側(cè)手臂向下反復用力，所以新輪椅驅(qū)動系統(tǒng)也將向下往復用力作為輪椅的驅(qū)動方式，但是該系統(tǒng)基于摩擦棘輪的原理。如圖1.

如圖1所示，當扇形處于實線狀態(tài)下時，搖桿是向順時針搖動的，此時輪椅驅(qū)動輪與扇形塊之間不存在摩擦，而搖桿也可以自由的順時針滑動。如果搖桿逆時針滑動，則會出現(xiàn)自鎖摩擦狀態(tài)，此時的扇形塊會因為與驅(qū)動輪卡死而無法產(chǎn)生相對運動。如果將扇形塊放置到圖中虛線位置，當搖桿順時針運動時就可以帶動驅(qū)動輪的順時運動。所以此時就可以通過撥動扇形塊來改變輪椅的前后運動狀態(tài)。換言之，扇形塊與驅(qū)動輪不產(chǎn)生任何接觸時，輪椅會處于空檔狀態(tài)；驅(qū)動輪與扇形塊分開時，輪椅就可以自由運動；如果手動操作壓緊扇形塊，輪椅就會進入剎車狀態(tài)。如此設(shè)計可以幫助肢體殘疾者省力。

2.輪椅升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在輪椅升降設(shè)計中，絲桿螺母能讓搖臂的轉(zhuǎn)動力減小，而讓輪椅下部產(chǎn)生較大的水平方向拉力，鎖住輪椅驅(qū)動系統(tǒng)。這種設(shè)計對限制叉桿角度變化很有幫助，同時它也限制住了輪椅的豎直向上移動，讓輪椅的升降節(jié)奏更加平穩(wěn)可靠，給予使用者舒適安全感。

在實際應用中，加入了豎直升降系統(tǒng)的輪椅可以幫助使用者直接省力15%以上。輪椅的升降高度基本能夠保持在20cm左右，使用者坐在輪椅上上升到最高高度時，幾乎可以和正常人站立等高。

輪椅便攜式設(shè)計中的結(jié)構(gòu)設(shè)計—折疊便攜設(shè)計應用

1.輪椅椅身的折疊設(shè)計應用

便攜式輪椅的最大特色就是可折疊便攜體積小。所以這種輪椅在折疊后主要考慮兩方面問題：一是折疊后其體積變小的程度；另外折疊的方式要簡易。

首先所設(shè)計的是一種X型折疊結(jié)構(gòu)方式，它把輪椅的椅面分為兩部分，兩部分椅面都能向內(nèi)收起，折疊方式相當簡單，而且折疊起來所占體積僅為輪椅使用時總體積的1/4。但是這種折疊設(shè)計的缺陷就在于折疊后還存在較大的厚度，并且輪椅的前端小輪依然要伸出輪椅的整體結(jié)構(gòu)并占用一定空間。

其次第二種折疊方法，它的折疊方式要求輪椅座位的扶手要先向上折疊，進而帶動輪椅前后輪的輪軸向上折疊，最終讓前后軸折疊于一處。另外，椅面在折疊時也會與椅背折疊在一起。這種折疊方式的優(yōu)勢之處就在于輪椅的前輪也被收回，折疊后所占空間很小。

2.輪椅腋杖的折疊設(shè)計應用

將輪椅的把手設(shè)置為腋杖，可以采用伸縮式的折疊結(jié)構(gòu)設(shè)計，腋杖縮起就是輪椅把手，而輪椅折疊后它就可以作為腋杖使用，輔助肢體殘疾者行走。

為了將上述這種設(shè)計應用發(fā)揚光大，還專門設(shè)計了輪椅與拐杖相結(jié)合的新式折疊輪椅。這種新式輪椅可以一舉兩得，休息時展開是輪椅，在進行康復訓練時又可以折疊變?yōu)楣照龋o助肢體殘疾者參加康復訓練。在這一創(chuàng)新設(shè)計中，拐杖被插接到輪椅椅背后面，既是把手也是拐杖，使用時相當方便。

總結(jié)

便攜式輪椅的設(shè)計要充分考慮到殘疾人的現(xiàn)實心理需求，幫助他們徹底解決生活中的不便。隨著科技的不斷發(fā)展，輪椅的智能化設(shè)計不應該僅僅局限于便攜性，它也應該探索更多設(shè)計方向，用科技所創(chuàng)造的福利來彌補肢體殘疾者在心理中的失落感，幫助他們和健全人一樣正常生活。

（作者單位：湖北工業(yè)大學）