單側電助動輪椅的概念設計.pdf

2 0 0 9 年增刊机械设计与研究 M a c h i n eD e s i g na n dR e s e a r c h罩侧鼋助勤输椅的概念毅针林骢益，姚孕雉，碾嘉宗( 南台科技大孥樾械系，台南7 1 0 1 5 ，台湾)摘要：本研究针! l 寸懂能以罩侧肢髓活勤的偏瘫者鹅封象，考量其生活型憋，徒虚品朗襞舆工程设扑的程序，遣行具有脚踏、助勤、及鼋勤等三棰鹱勤模式之『罩侧鼋助勤输椅J 的设针其设射特黠有1 ．可罩脚驱勤之踩踏系统、2 ．可翠手操控的耱向系统、3 ．具省力的鼋助勤系统、4 ．具燮速装置的傅勤系统其目的在於提供偏瘫者一倔具有後健性及自主性的行勤辅具，以解泱偏瘫者的自主照料舆後建的同题朋键祠：输椅、罨助勤系统、偏瘫者C o n c e p t u a lD e s i g no fS i n g l eP e d a lA c t i v a t e dP o w e rA s s i s t e dW h e e l c h a i rf o rH e m i p l e g i aT s u n g —Y iL i n ，H s u e h ·W e iY a o ，C h i a - T s u n gC h a n g( D e p a r t m e n to f M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g ，S o u t h e r nT a i w a nU n i v e r s i t y , T A D V A N7 1 0 1 5 )A b s t r a c t ：T h i ss t u d yd e v e l o p saS i n g l eP e d a lA c t i v a t e dP o w e rA s s i s t e dW h e e l c h a i r ( S P A P A W ) f o rh e m i p l e g i aw h o s eb o d yf u n c t i o n sa r ec o n s i d e r e di nt h ep r o c e s so f p r o d u c td e v e l o p m e n ta n de n g i n e e r i n gd e s i g n ．T h i sd e s i g nh a sas t e e r i n gh a n d l e ，as e to f p r o p e l l i n gm e c h a n i s m , ap o w e r - a s s i s t e ds y s t e m ，a n dag e a rb o xi n s t a l l e dO i lt h ep a t i e n t ’Sn o r m a ls i d e ，S Ot h ep a t i e n tc a ns t e 叮i tw i t ht h en o r m a lh a n d , _ a n dr e c i p r o c a t i v e l yp e d a lt h ep r o p e l l i n gr o dt od r i v et h ew h e e l c h a i rw i t ht h en o r m a ll e g ．M o r e o v e r , t h ep o w e r - a s s i s t e ds y s t e mm a yd e t e c ti n s u f f i c i e n te x e r t e de f f o r ta n dp r o v i d ea d d i t i o n a lt o r q u en e e d e df o rd r i v i n gt h ew h e e l c h a i r ．A l s o ，t h e r ea g ef o r w a r d , r e v e r s ea n dn e u t r a ls h i f t si nt h eg e a rb o xt oc o p ew i t hd i f f e r e n tc o n d i t i o n s 。

O u rd e s i g nh a st h ea d v a n t a g e so fi n t u i t i v es t e e r i n g ，p r e c i s em o v e m e n t ，l o c a lr o t a t i o n , a n dl a b o r - s a v i n gd r i v i n gs y s t e mw i t h o u tc a u s i n gs t r a i n - i n d u c e dm j u r y ．H e n c e ，i ti sa ni d e a la s s i s t i v ed e v i c ef o rh e m i p l e g i a ．I tp r o v i d e st h eh e m i p l e g i an o to n l yw i t has o u n ds o l u t i o nt ot h em o b i l i t yp r o b l e m , b u tw i t har e h a b i l i t a t i n gt o o lt os t r e n g t h e nt h ep a t i e n t ’Sc a r d i o p u l m o n a r yf u n c t i o n 。

I ti sd e s i r e dt h a tt h ep a t i e n t sm a yl i v em o t ei n d e p e n d e n t l ya n dh a v eab e t t e rl i f eq u a l i t y ．K e yw o r d s ：S i n g l eP e d a lA c t i v a t e dP o w e rA s s i s t e dW h e e l c h a i r , h e m i p l e g i a一、缘由舆目的自2 0 0 2 年起本研究即针封馑能以罩侧肢髓活勤的输椅使用者稳封象( 简稻偏瘫者) ，包括意外造成罩侧肢髓或罩手罩脚损像及因中凰造成的轻度偏瘫者如半侧身不完全麻瘅者，造行偏瘫者尊用输椅的研魏以满足其生活需求雎然取得一些成果【1 ．5 】，但鹅搪大其生活袍国，克服道路之上下坡的阻碾，以强化其自主行藕、及雒持其高度自由，本研究将研皲一f 罩侧鼋助勤输椅J ’亦即具有脚路助勤、及鼋勤等三獯的躯勤模式其目的在於提供偏瘫者一倜具有後健性及自主性的行勤鞴具 1 ) 後健性：其脚踏和助勤之鬻勤模式是在於增加偏瘫者的逗勤量，以提升其心肺功能( 增造心血管横能) 舆肢髓逗助2 1 7( 降低肌肉痘擘程度。

增造肌肉神缝馅绸性) ，逵到後健之效果 2 ) 自主性：其助勤和鼋勤模式可克服道路的各獯障碾，攘大其活勤篦囤，以增加偏瘫者的猾立自主能力和生活品赏，即蔷偏瘫者具有省力方便的移行工具二、彀针方法本研究凝以偏瘫者的症状舆生理特徵、操控型戆( 罩脚骣勤罩手耱向) 、以及生活需求稳考量，根接上述的目的舆多年的研究成果，韭结合工蓁毅补、臀孚工程、人因工程、後建臀师、酶床治瘵师等相嗣粤檠( 透遇本校謦瘵鞴具科技中心) ，强蠲人因舆工檠彀卦，遣行r 罩侧罨助勤输椅J 的段静其中，疆勤系统和转向系统的毅射规花如下：机械设H ‘jmRg m 系辅：Ig 《≈W I 勤力帕^ ( m u ⅢF 或甲脚轴勤) 2 口b E 《力lL 擞№m } g 高3 需符☆^ 砖』毕，能＆* 响操作，■合造成4 自％* 博r ，】系就1 鸺自女＆g n 镕| | n 转《％镕2 鞘自角度要^ 3o m u r Ⅵ倒Ⅲ# №R # 自自满M i 《m 女* 规蛇目商“m 教扑考量．$ 研究挺以锥目GP a h l ＆ⅥB e l t z 所昔之F m g i m c f i n gD 吲口AS y s t e m t i c A p p r o a c h ☆c I - m 进2 系‰方* 抽№博№行2 f q侧奄助勤辅椅．的世■．¨甜到佃鞍传的日行静甜．H 利用C A D ／C A E 的S o l l d W o r k s 戟髀柬造行胄髓模型的建捕襄理勤的模撮，d t 榆☆目Ⅲ陈鞋# 的缺韩、错芸，十涉．如圊I所m 。

圊I 罩侧鼋肋勤翰椅的段_ 十三、结果舆射箭圃2 可罩脚鼯勖之踩踏幂就2 可簟手操控的尊向系统# 向系毓是特柏自操作榉鲥自榧设於椅架前端组接一∞小翰，Ⅻ日蚍罩手操控方自，{ 恒操控直接简使Ⅱ韩向Ⅱ移明罐月Ⅱ符台日克女原理，如岫3 所示使输椅帕自畴W “《到鞍小的m 辑十襁m f 把±装有鼋控阴阿■煞市手把，方便酬敲蛹自勤力以及煞牵，( a ) 阿克曼辑向原理m 1 弊向手把圆3 可罩手操控的} 4 向系兢机撼吲1 上单佣屯目勤鞠# ∞女射’# 挫# 特％H 述∞3 具省力的t 助勤系巯r ；1 可罩脚焉勤之踩踏系硪踩踏东统士璺是自轴勤∞棉综性* ‰、单向齿转m &曲悔所m 成所# m ．目唰2 所示．E 是自卑脚m p 【推∞在g∞∞# L ∞蒲协利川口自☆辅目1 日《☆绦哇自№m 勤A Ⅱ俾∞±堡述∞2 傅∞系统．如n ，u I 雌甲目迪缋来回辊勤其中，单自出％扭＆m2 俩单q 靴{ Ⅱ3 自幽辐所目成．稚拘# ☆* 白勺竖向# 诬Ⅻ助，W №№W 单向4 组迎自≈燮4∞茁助自控制系‰E 自辅《目喹屯m ( 1 0 目) 、0 6 I A 掣目R 控制系统、P C - P C 黉蟹措、A 旋m * 喁4 ＆B L 3 0 0 ．o 望勤镕斩目№∞模粗．如圊4 所示。

精密“鞋适H ( 1 0 圈) B 女装於镕踏秉虢2 卑q ☆精“的旋幛轴( 靴承轴n ) t 一如Ⅻ5 所示，计封自患每秽疆勋脚目板∞№敷，遢Ⅲ0 6 1 A 口B H 控制系毓针算分析日燮氆m Ⅲ旋姻嘲敦．所走±的鼋蟹仿鞋化做4 度* * ，m 镕* 析射果．辅助2 倍2 勤力．* 利Ⅲ系统拄制属连博速等安±H# n罗 影噩／毗林m i # ：曜W 屯助# 帕椅的概念世针圊4 霄助勤控制乐托 妒i ‰一置吲5 精衔可墼直阻( 1 0 圈) 的安装4 ．曩堂建装I 的傅勤系统内燮速8 8 傅勤系‰∞删# { 胡”R ”* 《精牛拣倒m 擒u r 刮用其f 蝓锎速，L 件赞挠摇忆如吲6 所q 、常# # ! # Ⅱ∞，} W ^ 镕№m m $ W 骚∞系统蝻柑H “殷傅统蝻椅∞《d ，W * 右j { * 他^ m Ⅻ∞《* # ，博勤系肫之∞力柚^ 源什Ⅲ# ．* m “％镕乐毓目I 提供∞∞山％Ⅲ《m 第☆箱％凡E m 自- ：r ∞¨系‰所提供自勺蛐目# J J ＆m ∞．☆辐* ^ ☆m1 1 ∞☆楮* ^劫山崖±ⅫⅡ十攫．目n 於第幽幅山装H 帅q n ☆# ．“避免第= ☆辐# ^ 女* 袖4 ∞％^ * ☆* * ．n №# 曲输韩迷m 快，特4 m * 样咿自齿# s H 2 业盘裂月。

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