“三、四級肢障人士無障礙輪椅的研究與新概念構想”

顧海濱 鄢名飛 聶高勝

摘 要 縱觀社會障礙人群有不同程度和類型障礙，影響了生活方方面面，該人群心理、生理上與正常人有很大差異，生活自理能力差。輪椅是下肢行動能力喪失人群重要助行工具，但普通輪椅僅滿足他們一般行動需求，多數障礙者生活無法自理，產生較強的悲觀。從情感方面進行輪椅設計，賦予更多的無障礙功能，幫其完成更多活動是我們研究設計的主要目標。

關鍵詞 無障礙輪椅 新概念

中圖分類號：TS664文獻標識碼：A

1輪椅研究基本數據與理論依據

1.1坐姿數據分析

（1）人體尺寸：參考《中國成年人人體尺寸》（GB10000—89）標準作為無障礙輪椅尺寸設計依據?？茖W研究結果顯示：老年人隨著年齡的增長不斷萎縮，最突出在身高上，人在70歲左右時身高會比青年時降低2.5%-3.0%，女性的縮減更為突出。

（2）人坐輪椅時的尺寸：輪椅尺寸與測量部位A-全高：B-座長：C-到腳踏板的高度：D扶手高：E座高（地面到座面的高度）F-座寬：G常背高。（如圖1）

（3）人與輪椅的尺寸分析：人體動態尺寸，也稱動作域，是指人們在室內工作和生活的活動范圍，也是設計殘疾人輪椅需要考慮因素。下肢殘障使用輪椅時的人體尺度。（如圖2）

1.2輪椅的基本尺寸

1.2.1輪椅的特性

輪椅分為四個組成部分：（1）身體支撐部位包括座面，靠背，扶手，腳架和附件。（2）驅動部分由扶輪構成（手動輪椅）。（3）輪和驅動軸以及輔輪。（4）輪椅的骨架，輪椅一般按驅動方式或外觀用途分類可分為自用型和協助型。

1.2.2輪椅的人機尺寸

女性：座高（小腿+足高）350-430mm;座深408-420mm;坐姿臀寬374-450mm;扶手高908-770mm。男性：頸椎點（高）657-620mm;靠背高908-770mm;靠背寬（肩寬）460-450mm。

1.2.3輪椅的重要構件

（1）靠背：1.靠背的高度一般在46-61CM，寬度35-48CM?？勘车母叩托枰鶕褂谜邆€人的實際情況而定。根據三、四級肢障人士，建議選擇中等高度的靠背。一般高度比肩高度要低2cm左右，寬度近似于家中座椅面寬度。2.靠背的傾斜角度一般95-108埃羆芽勘辰嵌仁？08埃畝潦弊羆呀嵌？00-105埃潘繕硤遄羆呀嵌？06-110??？.靠背橫截面弧度需要根據脊柱形狀而定。在人機工程學中提出“雙背設計”和“靠腰設計”就是為貼合腰背，減少脊柱向后凸起變形，達到保護脊柱和腰背目的。

（2）扶手：主要功能是手臂能靠在上面，使身體處穩定狀態。扶手高度一般在座面上方20-22cm。如果扶手太高會使整個肩膀高聳起，肩部和頸部肌肉會因肌肉拉伸而變僵硬。反之，對手肘支撐不良，導致軀干向一邊傾斜。

（3）輪椅骨架：一般分折疊式和不可折疊式。不可折疊式強度和穩定性好。折疊式輪椅方便收納及運輸。普通輪椅骨架大多為表面鍍鉻鋼管制成或者烤漆、噴塑。高檔輪椅則采用合金，減輕輪椅重量。

（4）輪子：市面上一般輪椅驅動車輪2大輪和2小輪可用手自由轉方向。直徑大輪在過障礙物時受影響小，但輪椅占空間大。驅動輪圈直徑比大輪小50mm左右。

（5）輪胎：關于輪椅輪胎分實心胎，充氣內胎和真空胎。實心胎適用于平地，易推且不易爆破，缺點震動大;充氣內胎適用路面較好室外環境，缺點易刺破難推動。真空胎較適中舒適度高。

（6）制動裝置：制動裝置一般分為凹口式剎車和肘節式剎車。凹口式剎車安全性高但費力。肘節式剎車是利用杠桿原理通過幾個關節而后制動，優點剎車力強但失效較快。為方便使用操作，通常在剎車上加延長桿，缺點容易磨損。

2對象三、四級肢障分析

（1）單下肢殘障：由于腿和腰關系極其密切，單下肢殘障者腰一般不好。由于腿功能缺失，身體為保持平衡，兩腿所受壓力就不均衡，腰間盤擺動會受影響，長期處于壓迫狀態，最終導致脊柱出問題。單下肢殘障人士使用拐杖或助步器行走會導致側關節壓力增大，側股骨頭壞死或骨關節炎：肢體兩側不協調還會導致骨盆移位。長期下去還會出現腿部肌肉萎縮等癥狀。

（2）雙下肢殘障：因要維持日常生活，原本依靠雙腿完成的事情全部要上肢來。上肢會變得更強壯。但因雙下肢功能全部喪失會導致肢體萎縮。當這類人士乘坐輪椅時因完全或部分喪失雙下肢運動能力，所以他們動作受到很大程度限制，手活動范圍受到輪椅限制，在使用衛生間設備時需要支撐物來完成。

（3）殘疾人現狀分析：①在和鷹潭184醫院骨科醫師交談中了解到，隨著該醫院條件和技術的完善，來醫院就診的身體障礙者沒明顯遞增趨勢。導致殘疾因素為：外傷，骨折，中風。周醫師指出目前殘疾輪椅對病患照顧還不夠周全。②在和武漢康復器材公司生產課長交談中得知，該企業主要生產手動和電動假肢，是通過采集身體障礙者肢體數據，但假肢依然存在很多不足，殘疾人不能長時間戴，肢體殘缺部位易出現萎縮，常需更換。這時他們需要做輪椅出行，假肢和輪椅怎樣結合也正是設計需要思考的。③在到訪湖北工大石教授期間，他強調要創造性思維而不是滿足于某一項現有技術。對特殊人群照顧在設計中要體現。例如玻璃門隙是手指不能達到的尺度，嬰兒車和輪椅通過月臺和列車的距離不超過5CM。輪椅寬62-70CM，公共廁門寬度大于這個距離。從方方面面考慮到特殊人群出行時有可能遇到的障礙問題。

3無障礙輪椅的設計

3.1現有輪椅存在問題

（1）功能問題：很多輪椅經常發生后翻、前翻和側翻。后翻后果最嚴重，用力往后靠或爬陡坡時很易后翻。這種情況發生基本是因輪椅設計重心太過偏后重心不穩。當然下坡時也很易發生前翻或側翻。普通輪椅在設計時，很少有輪椅附帶座便器功能，即使有這個功能的輪椅，設計也不夠合理。所以，當身體障礙者要如廁時，還需從輪椅轉移到座便器上，下肢能力部分或全喪失者需要借助他人完成，基本生活變得艱難?，F有輪椅剎車裝置不夠完善，基本靠輪椅手扶圈完成制動，當患者獨自行駛或下坡時不安全。沒有輪椅裝配工作臺，吃飯時餐具食物不好擺放。有工作臺障礙者基本能獨立用餐，一方面獲得一種獨立心理暗示，一方面減少護理人員壓力。因此，設計三四級肢障者專用工作臺很必要。

（2）造型問題：市面上很多輪椅造型基本處于原始結構暴露狀態，或造型設計過于復雜，這樣的設計有悖于復雜東西簡單化。同時過于暴露機械結構，過于復雜造型給人一種距離感，在使用時，潛意識里產生一種有別正常人心理。

（3）面子問題：許多設計產品都是輔助身體障礙者或者特殊群體，同時也能解決用戶實際問題，但有人拒絕使用，他們不想讓大家知道他們殘疾，也不想承認自己殘疾。因為覺得會給自己帶來負面形象丟面子。如果能把輪椅變成一種生活時尚象征，讓他們覺得是一種自信體現，應該會有更多人愿意接受，讓更多人受益設計。

（4）色彩問題：合適配色能起到積極引導和有效傳達目的。而目前市場上輪椅在配色方面以黑色、灰色居多，整體骨架一般是金屬色。這樣的配色在心理上給人一種消極冷漠暗示，缺少情感上照顧，是“無聲的危機”。感覺殘疾人是被社會隔離出來的。

3.2設計方案

（1）方案草圖：在確定好設計點后，腦海初步構建出輪椅大體形狀，用手繪的形式畫出零部件造型和整體結構。在設計初研究了現有位移機，但發現位移機使用起來較麻煩。肢障者要借助或自己完成很多步驟才能完成如廁，經過再設計的輪椅可以根據使用者需求，選擇坐輪椅去如廁或在輪椅上通過輪椅座便功能解決。如圖3：

（2）效果圖。輪椅整體造型設計改變了傳統輪椅使用金屬框架結構，簡約設計照顧到殘疾人情感需求。當使用產品時不會讓他們承受心理負擔。局部形態采用流線型設計，柔美曲線造型，讓輪椅變得“時尚”，讓使用者和旁觀者產生聯想，這不是“無聲危機”的產物，而是一種方便生活且有設計感的時尚椅。如圖4：

（3）結構與色彩設計。解決輪椅穩定性問題：輪椅在運動中通常重心易改變，想解決翻倒現象等問題，就必須保證輪椅重心前后輪距離不能太近。擬在輪椅后方加裝防傾翻小輪。從而前置后輪方便使用者操作。輪椅在配色上，整體輪椅采用灰色，在輪椅流線型細節上采用了藍色為主要配色?；疑w現出一種中庸設計之道，傳達出嚴謹與現代感，符合輪椅作為一種輔助康復產品的定位，但為了不給患者心理上帶來厚重工業感和冷漠感，因而在配色上加入了較為活躍的藍色。它帶給人感覺是生命的律動，是希望和未來感。另外，還提供個性化備選配色方案，滿足不同人群需求。

（4）設計創新。

①座便功能：無障礙輪椅設計除了普通輪椅基本功能外，附加了障礙者生活中所需的功能。當他們坐輪椅上需如廁時，為解決這個問題，在輪椅座面上附加坐便器功能，殘疾人直接坐在輪椅上完成，即便是腿腳能力或部分能力喪失也能完成如廁，如圖6。

②工作臺：設計一個可以放餐具和食物的置物臺，使身體障礙者能夠獨立完成用餐，同時方便拆卸和收納。選用塑料或者木材。

③剎車設計：傳統輪椅在制動上都是采用手動剎車。當他們上下坡時比較危險。在輪椅扶手上安裝機械剎車裝置會大大提高安全性，帶機械剎車的輪椅也會給患者心理上一種安全感，在沒有看護情況下恐懼感會減小，增加他們自信，會對生活更加樂觀，與此同時減少看護負擔。

④手輪驅動圈設計。手輪驅動圈位置設計：上文提到后輪位置需要前移，這樣做目的是為方便使用者對手輪驅動圈操控。如果手輪圈過于靠后，雖然輪椅會更穩定，但使用者在推動手輪圈時比較吃力，長時間手臂處于非自然狀態;手輪圈功能設計：噴涂熒光金屬漆或選用反光材質，夜間燈光照在上面有警示作用，如圖7。

4以人為本的設計

我們在做設計時，有相當部分是針對特殊人群而展開的。目前國內，這類產品還沒形成一個完善系統，應用到實際康復、護理以及生活中去。三、四級肢障人群生活中還有很多問題等著設計師們發揮頭腦，在實踐中總結經驗，在設計中成長，設計出更加人性化的需求產品。

基金項目：江西省教育廳科技課題編號：161327。

參考文獻

[1] 李愛萍.多功能.輪椅的結構設計與研究[D].天津：天津科技大學，2010.

[2] 胡海權.工業設計應用人機工程學[M].遼寧科學技術出版社，2013.

[3] 金立新.多功能無障礙出行電動輪椅，CN203943826U[P].2014.