輔助上床輪椅設計研究

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。

【關鍵詞】殘疾；老年人；輪椅；輔助；上下床

0 引言

目前我國是發展中國家，人口基數大，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。因此我們研發了一款功能豐富、價格適中的輪椅產品，滿足老年人、殘疾人的需求，從而改善該人群的生活質量。

1 現狀分析

當前國外的輪椅設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行研究，由于各個實驗室研究的目標和方法不同，解決的問題、研制出的樣機達到的能力也不同。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的發展，移動機器人技術應用于輪椅，智能輪椅在更現實基礎上，有更好的交互性、適應性和自主性。

國內的研究方向也隨之附和而去，起步雖晚些，但也根據自身特色研制出技術指標接近國外先進水平的智能輪椅。然而忽略了目前我國是發展中國家，基數大，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，均需要有家人或護理人員協助，而市售輪椅大多是從輪椅的舒適性和輕便性出發，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理人員的工作負擔，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。

而一些可以實現和床對接的輪椅設計也不夠完善，存在一些明顯的缺點，這款S型輪椅助起設備，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，依舊需要護士很多的幫助，病人才能從輪椅移動到床上，在轉換方向時，護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輪椅，這款輪椅使用方式簡單，外形也很簡潔，但是安全系數不高，平時用戶在使用時無法做到背靠休息，會持續處于前傾的狀態，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。本產品的設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）結合，使用機械角度的手段，滿足輪椅平衡穩定，又不復雜輪椅的使用。使用者可以通過曲柄臂調節座面角度和高度，方便起身。改進后的輪椅效仿汽車用的千斤頂原理，采用連桿機構與螺旋機構，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節至與床高度一致，座面角度調節為前傾狀態，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計，安全系數高。從床移動到輪椅上的原理相似，然后再將靠背調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。

具體細節如下：

1）鋁合金車身更輕便，高強度環保尼龍面料避免褥瘡，舒適透氣，吸汗防潮；

2）輪椅兩側的扶手是一個曲柄臂的結構，用戶可通過扶手調節座面角度和高度；

3）扶手角度也可以調節，方便起身時用力；

4）輪椅靠背可以通過旋鈕調整角度，給用戶最舒適的體驗；

5）前后四剎車設計，更加方便安全；

6）可折疊設計，方便攜帶，占用空間小，功能齊全。

3 結論

為了設計出能夠很好輔助殘疾人上床的輪椅，我們小組對周邊養老院、醫院等輪椅使用率高的地方進行調查研究，將人機工程學理論應用于實踐，增加曲柄臂輔助裝置，結合現有的科學技術簡化了輪椅的操作程序。該產品的創新目前在市場上還沒有出現，且使用起來安全方便省力，價格實惠親民，符合中國的國情。

【參考文獻】

[1]任怡，張峻霞，張建國，胡軍.立臥兩用電動輪椅車的設計[M].天津大學學報 ，2009，2.

[2]戴鈞祥.電動輪椅—面向老年人，殘疾人的新一代交通工具[J].醫療保健器具，2005，5.

[3]王宏臣，盛定高.黃銀花新型多功能電動輪椅的研制[J].機械，2008，9（35）.

[4]陳志剛.基于殘疾人心理需求的手動輪椅設計與研究[D].西南交通大學，2009.

[5]潘景敖.基于不同人群的普通輪椅設計[D].大連交通大學，2008.

[6]王璇.個性化輪椅系統的設計與研究[D].大連交通大學，2010.

[7]吳曉莉.輪椅人機系統設計與分析[J].中國制造業信息化，2012.

[8]李建中，曾維鑫，李建華.人機工程學[M].中國礦業大學出版社，2009.

[責任編輯：朱麗娜]