基于雙平行四邊形機構多姿態輪椅的設計

蘇宏倫，王思鍇，胡湘宇，蘇鵬,，樊瑜波

1.國家康復輔具研究中心，民政部康復輔具技術與系統重點實驗室，北京市 100176；2.北京信息科技大學機電工程學院，北京市100192

肢體功能障礙者的增多亟需大量的輔助器具，而輪椅等已成為下肢功能障礙者必不可少的生活工具。當前常規輪椅姿態形式單一，僅有坐姿功能；而多姿態輪椅可以通過仰臥姿態實現平躺休息，也可以通過站立姿態進行腿部康復訓練或高處取物，克服常規輪椅長時間保持坐姿而造成血液循環不暢的缺點，滿足患者使用的多種需求，并且多姿態變換也是智能多功能輪椅的重要功能[1-2]。

有學者研究多姿態輪椅的日常使用情況以及輪椅的適應人群，有助于指導多姿態輪椅的設計與推廣應用[3-4]。也有很多研究者進行多姿態輪椅控制研究。美國研究者利用PID (proportion integral differential)控制算法、神經網絡控制算法，研發人機融合的協同輪椅系統，提出輪椅車控制系統的國際標準[5-6]。瑞典研究者開展前驅動控制方法、輔助站立電動輪椅車研究，實現具有轉彎半徑小、能實現后背平躺功能的輪椅[7-8]。也有研究者研究多姿態輪椅驅動機構的運動特性，為系統的速度設計提供指導[9]。在輪椅結構方面，研究者基于兩個杠桿平行四邊形機構設計了座椅或輪椅的站立單元[10]；也有研究者基于連桿機構設計可實現站立及仰臥姿態的多姿態輪椅，通過座面傾斜和腳踏板的內收輔助使使用者站立[1]；此外，液壓系統與連桿機構組合使用也可用于多姿態輪椅的驅動設計[2]。……