便携式设计在残疾人轮椅中的应用

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全球有约6亿残障人士，其中以肢体残疾者为主，所以世界各国对残障辅助器械的需求量都在不断提升。针对我国来说，对残障辅助器械设备的关注度并不太高，所以总体呈现发展缓慢且技术革新不足的缺陷。而国外进口轮椅又往往价格昂贵，让许多残障人士无法承受。因此本文希望以肢体残障人士的心理需求作为主观视角，简要探讨了便携式设计在轮椅中的具体技术环节及其应用，希望能够切实的帮助到我国残疾辅助器械的研究发展进程，造福残障人士。

轮椅作为助残机械中的重要分支，应该具有一定的安全性、功能性和便携性。但是现在轮椅的普遍问题就是便携式设计缺乏人性化，许多轮椅不但在对肢体残疾者的细节契合上做不到位，更重要的是其折叠后体积依然很大，并且折叠方式也较为复杂，整体性能有待改善。

轮椅便携式设计中的结构设计―可升降省力设计应用

传统轮椅需要用手驱动助力轮才能让轮椅运动，操作不但麻烦而且费力。现代便携式轮椅应该选择应用简单舒适的新驱动力系统，它不但可以完成座位的随时可升降，也能够满足肢体残疾者的生活自理需求，让轮椅在使用、携带时都变得更加方便。

1.驱动性能的设计

新轮椅系统要依据人机工程力学来设计驱动机构，让使用者驱动轮椅的手臂更加舒适省力。一般来说，使用者在驱动轮椅时都是双侧手臂向下反复用力，所以新轮椅驱动系统也将向下往复用力作为轮椅的驱动方式，但是该系统基于摩擦棘轮的原理。如图1.

图1 轮椅驱动系统中单向驱动的结构原理示意图

如图1所示，当扇形处于实线状态下时，摇杆是向顺时针摇动的，此时轮椅驱动轮与扇形块之间不存在摩擦，而摇杆也可以自由的顺时针滑动。如果摇杆逆时针滑动，则会出现自锁摩擦状态，此时的扇形块会因为与驱动轮卡死而无法产生相对运动。如果将扇形块放置到图中虚线位置，当摇杆顺时针运动时就可以带动驱动轮的顺时运动。所以此时就可以通过拨动扇形块来改变轮椅的前后运动状态。换言之，扇形块与驱动轮不产生任何接触时，轮椅会处于空档状态；驱动轮与扇形块分开时，轮椅就可以自由运动；如果手动操作压紧扇形块，轮椅就会进入刹车状态。如此设计可以帮助肢体残疾者省力。

2.轮椅升降结构的设计

在轮椅升降设计中，丝杆螺母能让摇臂的转动力减小，而让轮椅下部产生较大的水平方向拉力，锁住轮椅驱动系统。这种设计对限制叉杆角度变化很有帮助，同时它也限制住了轮椅的竖直向上移动，让轮椅的升降节奏更加平稳可靠，给予使用者舒适安全感。

在实际应用中，加入了竖直升降系统的轮椅可以帮助使用者直接省力15%以上。轮椅的升降高度基本能够保持在20cm左右，使用者坐在轮椅上上升到最高高度时，几乎可以和正常人站立等高。

轮椅便携式设计中的结构设计―折叠便携设计应用

1.轮椅椅身的折叠设计应用

便携式轮椅的最大特色就是可折叠便携体积小。所以这种轮椅在折叠后主要考虑两方面问题：一是折叠后其体积变小的程度；另外折叠的方式要简易。

首先所设计的是一种X型折叠结构方式，它把轮椅的椅面分为两部分，两部分椅面都能向内收起，折叠方式相当简单，而且折叠起来所占体积仅为轮椅使用时总体积的1/4。但是这种折叠设计的缺陷就在于折叠后还存在较大的厚度，并且轮椅的前端小轮依然要伸出轮椅的整体结构并占用一定空间。

其次第二种折叠方法，它的折叠方式要求轮椅座位的扶手要先向上折叠，进而带动轮椅前后轮的轮轴向上折叠，最终让前后轴折叠于一处。另外，椅面在折叠时也会与椅背折叠在一起。这种折叠方式的优势之处就在于轮椅的前轮也被收回，折叠后所占空间很小。

2.轮椅腋杖的折叠设计应用

将轮椅的把手设置为腋杖，可以采用伸缩式的折叠结构设计，腋杖缩起就是轮椅把手，而轮椅折叠后它就可以作为腋杖使用，辅助肢体残疾者行走。

为了将上述这种设计应用发扬光大，还专门设计了轮椅与拐杖相结合的新式折叠轮椅。这种新式轮椅可以一举两得，休息时展开是轮椅，在进行康复训练时又可以折叠变为拐杖，辅助肢体残疾者参加康复训练。在这一创新设计中，拐杖接到轮椅椅背后面，既是把手也是拐杖，使用时相当方便。

总结

便携式轮椅的设计要充分考虑到残疾人的现实心理需求，帮助他们彻底解决生活中的不便。随着科技的不断发展，轮椅的智能化设计不应该仅仅局限于便携性，它也应该探索更多设计方向，用科技所创造的福利来弥补肢体残疾者在心理中的失落感，帮助他们和健全人一样正常生活。

（作者单位：湖北工业大学）