吳曉慧

文章編號(hào)：2095-6835（2016）17-0106-01

摘 要：輪椅是殘障人士的代步工具，其在幫助殘障人士出行和參與康復(fù)訓(xùn)練、社交活動(dòng)等方面發(fā)揮著重要的作用，但目前市面上銷(xiāo)售的輪椅大多不能解決殘障人士在日常生活中遇到的問(wèn)題，比如上下樓梯、取高處物品等。因此，設(shè)計(jì)一款更加人性化的多功能輪椅便變得十分重要。結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，淺析了多功能輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：輪椅；多功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.106

多功能輪椅是一種以醫(yī)學(xué)理論為設(shè)計(jì)依據(jù)，以幫助使用者參與康復(fù)訓(xùn)練及恢復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)能為目的的自動(dòng)化康復(fù)醫(yī)療設(shè)備。本文討論的多功能輪椅可供肢體殘障人士參與康復(fù)訓(xùn)練所用，具體體現(xiàn)在不同運(yùn)動(dòng)方向的定位和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，以滿(mǎn)足使用者在日常生活中升降、移動(dòng)和改變姿態(tài)等需求，從而提高其生活質(zhì)量。換而言之，在功能設(shè)計(jì)上，多功能輪椅應(yīng)滿(mǎn)足自主移動(dòng)、升降、康復(fù)訓(xùn)練、轉(zhuǎn)接、座椅回收和腳蹬收放功能。文文所述的多功能輪椅采用的是中空鋁合金型材焊接結(jié)構(gòu)，具有施工簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、生產(chǎn)周期短、質(zhì)量輕、剛度大和強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。這一多功能輪椅的技術(shù)參數(shù)為：最大運(yùn)行速度小于等于4.5 km/h、長(zhǎng)度小于等于1 200 mm、寬度小于等于700 mm、高度小于等于2 000 mm、方向輪200 mm、驅(qū)動(dòng)輪300 mm、承重80 kg；爬坡能力大于等于8°、越障高度大于等于25 mm、最小回轉(zhuǎn)直徑900 mm、加速時(shí)間小于等于2 s、一次充電最大行程大于等于10 km及耗電量在廠(chǎng)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的15%以下。筆者分別介紹了多功能輪椅的座椅機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和座椅升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

1 座椅機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

多功能輪椅的座椅機(jī)構(gòu)包括座椅靠背部分、扶手部分和支撐部分。其中，支撐部分是整個(gè)輪椅的基體，其作用是支撐和保護(hù)使用者，同時(shí)，輪椅的其他功能部件都會(huì)通過(guò)緊固件與支撐部分聯(lián)接為一體，從而實(shí)現(xiàn)這一輪椅的全部功能；設(shè)在支撐部位上的扶手部位主要用來(lái)保護(hù)使用者的安全；靠背部位同樣設(shè)在支撐部位上，其與支撐部件的角度可通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)滿(mǎn)足使用者對(duì)體位和坐姿的要求，比如將輪椅靠背部件與支撐部件的角度調(diào)為95°，以便使用者坐立使用這一多功能輪椅，或?qū)⒔嵌日{(diào)為180°，以便使用中仰躺使用輪椅等。

2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在多功能輪椅中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括輪椅滾輪、轉(zhuǎn)向座、轉(zhuǎn)向齒輪箱、滾輪支撐軸和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)等組分。其中，控制單元通過(guò)控制電機(jī)來(lái)對(duì)齒輪箱內(nèi)的齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向，使之實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；齒輪通過(guò)轉(zhuǎn)向輸出至轉(zhuǎn)向座來(lái)使之左右擺動(dòng)，繼而在滾輪支撐軸的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)輪椅滾輪的左右擺動(dòng)。多功能輪椅的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是由電器和機(jī)械裝置集成的控制機(jī)構(gòu)，其一般設(shè)在輪椅支撐部位的底板上。在多功能輪椅中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)凸顯了輪椅對(duì)使用者的人文關(guān)懷，使之比普通的輪椅更加人性化。

3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在多功能輪椅中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)既可保證輪椅在平地上平穩(wěn)行進(jìn)，又可通過(guò)轉(zhuǎn)換動(dòng)力，使之在樓梯等特殊位置行進(jìn)。多功能輪椅的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括輪椅滾動(dòng)輪、動(dòng)力轉(zhuǎn)換部分、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、軸承、齒輪及驅(qū)動(dòng)軸Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ等組分。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理過(guò)程如下：①動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)驅(qū)動(dòng)軸Ⅲ傳至驅(qū)動(dòng)軸Ⅱ，以驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)并使之在平地上平穩(wěn)行進(jìn)；②動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)驅(qū)動(dòng)軸Ⅲ傳至驅(qū)動(dòng)軸Ⅱ，以驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)輪順著支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)并使之在樓梯上安全行進(jìn)。

輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)包括：①動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件通過(guò)電動(dòng)拔叉便可向不同方向傳動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)輪椅的運(yùn)動(dòng)部件并使之以不同的方式行進(jìn)；②輪椅滾動(dòng)輪包括兩種滾動(dòng)方式，即小輪單獨(dú)滾動(dòng)、三個(gè)輪順著支撐軸滾動(dòng)。

正是上述特征的存在，才真正使得輪椅的多功能成為現(xiàn)實(shí)。輪椅的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由電器與機(jī)械裝置集成的控制機(jī)構(gòu)，其較高的技術(shù)含量和使用性實(shí)現(xiàn)了輪椅的人性化特征。

4 座椅升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

輪椅座椅的升降機(jī)構(gòu)包括升降坐板、升降油缸、油缸固定板和控制單元等組分，其主要功為：由控制單元對(duì)升降油缸的垂直運(yùn)行進(jìn)行控制，從而帶動(dòng)升降坐板垂直運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到升高和降低輪椅使用者的目的。這樣提高了輪椅的自動(dòng)化程度，可為使用者提供更加人性化的服務(wù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，輪椅的座椅機(jī)構(gòu)對(duì)使用者有支撐作用，使用者通過(guò)對(duì)其搖桿、遙控器或按鈕加以操縱，可對(duì)座椅機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，體現(xiàn)了輪椅的轉(zhuǎn)向功能；通過(guò)對(duì)搖桿、遙控器或按鈕加以操作，可對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)后退和前進(jìn)進(jìn)行控制，且支持平地驅(qū)動(dòng)模式與上下樓梯模式之間的相互轉(zhuǎn)換，體現(xiàn)了輪椅的自動(dòng)化功能；通過(guò)控制遙控器或機(jī)構(gòu)的按鈕，可對(duì)輪椅的升降進(jìn)行控制，擴(kuò)大了使用者的活動(dòng)范圍。此外，在輪椅上裝置的可充電式便攜蓄電池可為多功能輪椅供電，且配備了液壓控制系統(tǒng)。

本文所述的多功能輪椅集遙控系統(tǒng)、升降式座椅、上下樓梯和自動(dòng)行走等功能為一體，其對(duì)增強(qiáng)使用者的生活自信心及提高其生活質(zhì)量起到了重要的作用，理應(yīng)加以重視。此外，在對(duì)多功能輪椅的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將輪椅的功能性、安全性和人性化要求考慮其中，具體應(yīng)在滿(mǎn)足輪椅功能結(jié)構(gòu)要求的前提下使使用者在心理上接受輪椅，并注意合理選材，以提高輪椅使用的安全性及延長(zhǎng)其使用壽命，從而提升多功能輪椅的性?xún)r(jià)比。

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〔編輯：張思楠〕