吳曉慧

文章編號：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，但目前市面上銷售的輪椅大多不能解決殘障人士在日常生活中遇到的問題，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)

中圖分類號：TH789 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：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調(diào)節(jié)來滿足使用者對體位和坐姿的要求，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，控制單元通過控制電機(jī)來對齒輪箱內(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)；齒輪通過轉(zhuǎn)向輸出至轉(zhuǎn)向座來使之左右擺動(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

綜上所述，輪椅的座椅機(jī)構(gòu)對使用者有支撐作用，使用者通過對其搖桿、遙控器或按鈕加以操縱，可對座椅機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，體現(xiàn)了輪椅的轉(zhuǎn)向功能；通過對搖桿、遙控器或按鈕加以操作，可對驅(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；通過控制遙控器或機(jī)構(gòu)的按鈕，可對輪椅的升降進(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其使用壽命，從而提升多功能輪椅的性價(jià)比。

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〔編輯：張思楠〕