德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 陳亞峰 王志坤 邱盛 王同坤 李尚藝 葛興宴 張華東

引言

目前，伴隨著我國就業(yè)形勢壓力的不斷不增大，大部分年輕人選擇外出打工，使空巢老人的數(shù)量與占比也大幅上升。這些空巢老人中，有很大一部分腿腳不便，無法正常照顧自己的起居與生活。這種智能調(diào)節(jié)可分離輪椅床的出現(xiàn)，不僅使老年人的出行與生活更加方便，而且還大大地節(jié)省了空間。作為短途的代步工具，它足夠的舒適；作為一張家居床，它又足夠靈活。這種智能調(diào)節(jié)可分離輪椅床能給老年人的起居生活帶來質(zhì)的飛躍，同時(shí)還能擴(kuò)大老年人的生活范圍，避免老年人被社會(huì)邊緣化。

1 總體設(shè)計(jì)

一種智能調(diào)節(jié)可分離輪椅床的總體尺寸是1.8 米×2.2 米的雙人床，其高度為0.6 米。固定床體床架由木材制成，分離輪椅高度為1 米，長度為0.8 米，寬度為0.6 米。分離輪椅可折疊機(jī)架由厚度為0.8 毫米的鋼板，通過鈑金彎制而成。分離輪椅上的板材采用復(fù)合材料，前輪采用實(shí)心輪輻，外側(cè)包裹一圈橡膠制免充氣輪胎，后輪車轂和車圈采用輻條連接，輪胎仍為免充氣輪胎。

圖1 一種智能調(diào)節(jié)可分離輪椅床整體示意圖

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖2 所示，一種智能調(diào)節(jié)可分離輪椅床主要由：分離輪椅與固定床體兩大部分組成。其中，分離輪椅主要由：行進(jìn)輪、頭枕、可折疊扶手、觸摸顯示屏、可折疊機(jī)架、控制中心、腳踩架等組成。觸摸顯示屏上的相應(yīng)按鍵，可以使分離輪椅處于不同的使用狀態(tài)。

圖2 一種智能調(diào)節(jié)可分離輪椅床結(jié)構(gòu)示意圖

固定床體主要由：拖板、床體等組成。觸摸顯示屏上的相應(yīng)按鍵，可以使拖板升降與伸縮，以實(shí)現(xiàn)分離輪椅與固定床體的分離與組合。

3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

分離輪椅底部箱體內(nèi)安裝有控制中心，控制中心單片機(jī)采用探索者教育機(jī)器人配套設(shè)備，其可通過中斷型觸碰傳感器來傳輸觸摸按鍵提供的各種命令。操作者可以根據(jù)自身需求，通過觸碰不同按鍵，使此輪椅床處于不同的工作狀態(tài)，以滿足操作者對此輪椅床的不同需求。

4 工作原理

分離輪椅右側(cè)扶手安裝有觸摸式智能調(diào)節(jié)顯示屏。使用者可通過觸摸此顯示屏不同按鍵來實(shí)現(xiàn)分離輪椅與固定床體的分離、組合，分離輪椅的行走、靠背角度的調(diào)節(jié)。

固定床體下方安裝有拖板裝置，通過觸摸分離輪椅右側(cè)扶手處顯示屏上的相應(yīng)按鈕，可使拖板上升并軸向伸長，得以實(shí)現(xiàn)分離輪椅與固定床體的分離。再次觸摸顯示屏上的相應(yīng)按鈕，調(diào)節(jié)分離輪椅靠背的角度，直至達(dá)到使用者要求。分離輪椅行走按鍵也位于觸摸顯示屏上，可以通過觸摸顯示屏上不同方向圖標(biāo)，來實(shí)現(xiàn)分離輪椅的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎。

圖3 分離輪椅示意圖（一）

圖4 分離輪椅示意圖（二）

圖5 固定床體示意圖

5 分離輪椅實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)

分離輪椅行進(jìn)速度測試及調(diào)試：

速度（m/ s） 0.6 0.8 1.0項(xiàng)目穩(wěn)定性 穩(wěn)定 較為穩(wěn)定 失穩(wěn)急剎慣性 無影響 急剎顫動(dòng)急剎前傾

根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，綜合考慮3 個(gè)測試速度，在0.6m/s 和0.8m/s 之間存在緩和點(diǎn)，再考慮到使用者的舒適性和安全性，分離輪椅設(shè)計(jì)速度選擇為0.7m/s。

6 總結(jié)

一種智能調(diào)節(jié)可分離輪椅床，打破了輪椅界定壁壘，其與固定床體配套使用。觸控操作簡單，易上手。可廣泛應(yīng)用于家庭、醫(yī)療、養(yǎng)老醫(yī)院等?？墒篃o法正常照顧自己起居生活的老年人更加方便的出行與自理，可以不再大量依靠于家人的照顧。分離輪椅與固定床體相結(jié)合，不僅大大地節(jié)約了空間，提高了空間的利用率，還可讓常年無法脫離輪椅的老年人不再為睡眠質(zhì)量而擔(dān)心，不再為上床睡覺而吃力。