基于輪椅轉移功能的設計研發*

張穎 安欣 張祎 王永紅 馬京華

河北中醫學院護理學院 河北 石家莊 050200

引言

目前我國超過3000萬人口患有與運動有關的身體殘疾[1]，隨著人口老齡化日趨嚴重以及社會殘障人士的增多，輔助代步工具的需求量及功能要求越來越高[2-3]。但受國內整體經濟水平等因素的影響，目前輪椅市場結構較為單一，主要為能夠滿足基本出行需求的傳統輪椅[4]。傳統輪椅需要患者家屬或醫護人員將患者從沙發、病床等位置人為地攙扶或抱起放置于輪椅上，這極大增加了患者家屬及醫護人員在照顧患者過程中的疲勞強度，并且經常搬運病人也會對醫護人員造成一定的身體損害，此外在搬運過程中可能對患者造成二次傷害[5]，因此如何彌補傳統輪椅轉移功能的缺陷尤為重要。智能輪椅能夠為弱勢群體提供便捷生活，但我國對智能輪椅的研究起步較晚，只實現了一些簡單、低級的控制作用，如自動避障、簡易控速[6-7]等，并不能達到輪椅與其他位置間進行自我轉移的目的。本研究針對當前傳統輪椅轉移病人時具有人工搬運耗力、費時、使用轉移板不穩定等問題，在患者多樣需求的基礎上，研發一款可供患者獨立使用、輔助轉移的智能輪椅。

1 總體設計

1.1 設計思路

該輪椅的坐板可調節高度，并在雙滑桿上進行滑行移動，扶手可伸縮與旋轉，與兩側擋板形成一套防護欄，使病人安全便捷的轉移到指定位置。該輪椅通過遙控裝置實現智能全自動，通過遙控使其到達床前，并調整好位置和座位椅的高度，打開護欄，座板通過雙桿到指定位置，用戶只需要挪到相應的座板上，即可實現自由轉移。患者能夠在智能轉移輪椅的幫助下充分發揮主觀能動性，自行進行位置轉換，方便護士及陪護人員的操作，減輕疲勞程度，同時避免因他人輔助而造成的二次傷害。

1.2 結構設計

此產品在普通電動輪椅的基礎上添加移動板和升降座椅的功能：輪椅兩側的扶手均可向外打開，最大可實現270°的旋轉，此外將輪椅兩側扶手中的擋板設計為可抽出與折疊的形式，這樣在用戶使用輪椅轉移的過程中減少了發生傾倒的風險；座椅設計成兩層，下層與升降柱相連實現座椅的升降，上層用于架在打開后的兩側扶手上滑動；在滑桿的中部可向下伸出兩組支架，增加承重力；后側的大輪設計成“八”字形，增加輪椅的穩固性，并在輪子兩側有三角支架（完成轉移后可使用遙控收回），以防止在轉移的過程中發生側翻。

圖1 普通輪椅結構示意圖

圖2 智能轉移輪椅結構示意圖

注：①三角支架（患者進行轉移時撐于地面，增加輪椅的穩固性）；②升降柱（調節座位椅的高度）；③動力裝置；④下層座板（與升降柱相連，調節座位的高度）；⑤上層座板（在打開后的扶手上進行滑行）；⑥支架（增加承重力）；⑦扶手（可進行伸縮、旋轉）；⑧擋板（避免患者在轉移過程中向兩側傾倒）；⑨靠背（避免患者在轉移過程中向后傾倒）。

2 使用方法

考慮到輪椅使用者的年齡差距，配有兩種遙控裝置，一種是可以安裝在手機上的App軟件，使用者通過一部手機就可以直接操控輪椅，為一些較年輕的用戶使用；此外，考慮到老年人作為輪椅使用的主要群體且絕大多數并不會使用手機App的現狀，為老年人群設置了一種類似電視機遙控器的遙控裝置，簡單易學。

2.1 遙控裝置結構設計

①左打開：輪椅左側扶手向外旋轉打開；右打開：輪椅右側扶手向外旋轉打開。②左伸長：可使打開后的左側的扶手伸長；右伸長：可使打開后的右側的扶手伸長。③左縮短：可使打開后的左側的扶手縮短；右縮短：可使打開后的右側的扶手縮短。④左放置：是已經調整好長度的左側扶手放置于將要移動到的位置；右放置：是已經調整好長度的右側扶手放置于將要移動到的位置。⑤左靠背：使隱藏于左側扶手內部的靠背立于打開后的伸縮桿之上（成90度）；右靠背：使隱藏于右側扶手內部的靠背立于打開后的伸縮桿之上（成90度）。⑥移動板左移：座椅的上一層移動到與左側護欄打開后的靠背豎直方向的邊線平齊；移動板右移：座椅的上一層移動到與右側護欄打開后的靠背豎直方向的邊線平齊。⑦連接：使已經轉移的移動板與打開的靠背結合為一個整體并固定。⑧左護欄：隱藏于左靠背后側的防護欄伸出，與左側靠背、移動板形成一個墻角（防止使用者在移動的過程中向后或兩側傾倒）；右護欄：隱藏于左靠背后側的防護欄伸出，與右側靠背、移動板形成一個墻角（防止使用者在移動的過程中向后或兩側傾倒）。⑨左轉移：是已經連接好的左側座椅和靠背在打開的扶手桿上進行轉移；右轉移：是已經連接好的右側座椅和靠背在打開的扶手桿上進行轉移。⑩上升：使座椅向上升；下降：使座椅向下降。

注：在控制座椅的高度和雙側扶手伸縮、旋轉變化時，長按相應按鍵，當達到需要的高度、長度或角度時松開按鍵即可。

2.2 具體操作

使用者坐于輪椅上向（左/右側）其他位置轉移：

上升/下降 → （左/右側）打開 → （左/右側）伸長 → （左/右側）放置 → 移動板（左/右側）移動 → 連接 → （左/右側）護欄 → （左/右側）轉移。

3 創新點

3.1 創新價值

此產品將輪椅的移動、座椅的升降、伸縮桿的伸縮與旋轉、滑板的移動、防側翻支架的收放等多項功能依靠電動遙控技術或手機App實現智能自動化，避免了由于自理能力缺陷等問題無法自行轉換位置的情況，為操作者提供便利。

3.2 應用價值

相較傳統的普通輪椅，能夠發揮使用者的主觀能動性，特別是對于留守獨居老人群體，患者可實現獨自操作，自由完成轉移，此產品在減輕醫護人員及家屬的工作負擔和壓力方面具有明顯優勢，可以避免家屬在幫助患者進行轉移過程中的一些不當操作對患者造成的摩擦、擠壓等二次傷害，以致加重病情，也解決了在病人轉移過程中耗時、費力等一系列問題，為使用者的日常生活提供更多便利。

4 結束語

本研究通過對設計的智能轉移輪椅進行反復推敲與論證，輪椅的轉移功能可以極大方便使用者自我轉移，滿足用戶的移動自由性，極大地減少了用戶在移動過程中因需要他人協助而帶來不必要的摩擦、擠壓等二次傷害；可升降式的設計能夠使用戶將輪椅調節到與轉移地點恰當的高度，提升了患者自主操控能力，減輕了醫護人員的勞動強度，使輪椅變得更加實用化、便捷化、人性化，同時對于加裝的轉移[8]、智能升降[9]、承重、防側翻等功能技術在現今社會已經是成熟技術，不涉及到任何未開發的前沿科技，具有市場推廣應用價值。