劉海洋 張淑慧

【摘要】隨著我國(guó)老齡化程度的不斷加重，幫助行走不便的老年人實(shí)現(xiàn)行動(dòng)自主成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。本論文分析了目前高端輪椅造價(jià)昂貴，而普通輪椅功能性單一的需求矛盾，以造價(jià)低、多功能為設(shè)計(jì)核心，設(shè)計(jì)出了一款能普及的、適應(yīng)社會(huì)需求的多功能老年輪椅。輪椅在人性化設(shè)計(jì)、無障礙通行模塊、安全應(yīng)急模塊和續(xù)航設(shè)計(jì)方向都有獨(dú)創(chuàng)的理會(huì)和意識(shí)。

【關(guān)鍵詞】輪椅 人性化 多功能

一、研究背景

（一）社會(huì)背景

隨著我國(guó)老齡化程度的不斷加重，老年人儼然已經(jīng)成為一個(gè)龐大的社會(huì)群體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)自1999年進(jìn)入老年社會(huì)以來，到如今，已經(jīng)成為了世界上老年人口最多的國(guó)家。另外，我國(guó)不僅老年人口絕對(duì)數(shù)量大，而且老齡化發(fā)展十分迅猛，據(jù)有關(guān)部門預(yù)計(jì)：中國(guó)人口老齡化將伴隨21世紀(jì)的始終，并且2030年到2050年是中國(guó)人口老齡化最嚴(yán)峻的時(shí)期。據(jù)調(diào)查顯示，世界老年人口總數(shù)的20%都被我國(guó)老年人口所占據(jù)。

老年人群體由于其生理及心理上的特點(diǎn)，使其在生活中的很多方面都處于弱勢(shì)地位，隨著年齡的增加，其在出行方面存在很大不便，社會(huì)應(yīng)該更多的關(guān)注他們的生活及需求。幫助行走不便的老年人實(shí)現(xiàn)行動(dòng)自主的愿望和想法也已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。解決老年人這個(gè)弱勢(shì)群體的問題，是社會(huì)主義精神文明的集中體現(xiàn)。這除了需要社會(huì)各方面的努力和關(guān)心，最重要的是利用創(chuàng)新手段，設(shè)計(jì)一款能普及的適應(yīng)社會(huì)需求的多功能創(chuàng)新性輪椅，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中讓自己的設(shè)計(jì)理念融入到這個(gè)獨(dú)特的社會(huì)背景當(dāng)中，在產(chǎn)品中表現(xiàn)對(duì)老年人群體的關(guān)懷和重視。

（二）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)多功能輪椅研發(fā)起步較晚，對(duì)于輪椅功能性項(xiàng)目的研究比較單一，并且從調(diào)查上看，現(xiàn)在市場(chǎng)上的輪椅相對(duì)比較保守，只能在一定程度上解決最基本的代步需求。并不能在實(shí)際意義上解決生活中老年人遇到的一些問題。但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，我國(guó)對(duì)多功能輪椅也將有十分旺盛的需求。

多功能輪椅的生產(chǎn)廠家主要集中在國(guó)外，生產(chǎn)的輪椅功能強(qiáng)大，性能也較優(yōu)越，在人性化智能輪椅設(shè)計(jì)領(lǐng)域近年來比較流行，并取得了一些成就，例如IBOT智能輪椅，不僅能夠輕松克服各種路障，還能夠上下樓梯以及利用兩個(gè)后輪站立或行走，但造價(jià)昂貴，很難走進(jìn)普通家庭，特別是老年人因?yàn)橥诵莺蟮氖杖氡容^低，很難購(gòu)買價(jià)格昂貴的輪椅，因而研究一款價(jià)格合理的多功能輪椅勢(shì)在必行。

二、設(shè)計(jì)思路

本項(xiàng)目主要是為老年人設(shè)計(jì)一款更能符合自身需求的多功能輪椅，根據(jù)老年人的生理及心理特點(diǎn)，其應(yīng)該滿足他們的一些特殊要求，使其獲得更高的舒適性及自主性。

（一）人性化設(shè)計(jì)

本多功能輪椅，采用檔把式方向盤，靈活易操控，集制動(dòng)和行駛于一體，同時(shí)方向控制器可左右扶手調(diào)換，方便慣用左手或者右手有缺陷的使用者乘坐;可進(jìn)行多角度變換，以適應(yīng)使用者進(jìn)行不同使用的需求，并且配有按摩等功能，有效的緩解久坐輪椅導(dǎo)致的腰部不適和預(yù)防腰部疾病;為輪椅設(shè)計(jì)緊急報(bào)警裝置等一系列安全應(yīng)急設(shè)施，增加安全帶裝置，確保其使用安全性。

（二）輪椅適應(yīng)環(huán)境性

輪椅設(shè)計(jì)采用雙輪雙履帶設(shè)計(jì)，并依托于液壓裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)各種環(huán)境的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，實(shí)現(xiàn)上下樓梯以及上下公交車等交通工具，讓輪椅使用者也能如常人般乘坐交通工具，無懼障礙，暢快出行。

（三）輪椅的功能綜合性

輪椅功能的創(chuàng)新包含出行、休息、通訊、應(yīng)急等多個(gè)方面，對(duì)輪椅設(shè)計(jì)進(jìn)行全方位多功能研究，使其更具舒適性、安全性，滿足老年人的多功能需求。

三、設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維

（一）座椅多功能設(shè)計(jì)

進(jìn)行90o至180o可調(diào)節(jié)按摩靠背設(shè)計(jì)，使使用者能夠完成坐、躺姿勢(shì)的轉(zhuǎn)換?？勘撑c座椅的鏈接采用做簡(jiǎn)單插銷連接，既簡(jiǎn)單又實(shí)用，不僅滿足了所需的要求，還節(jié)省了成本。座椅在具有良好包裹性的同時(shí)，也具有按摩、通風(fēng)、加熱多種功能?？赏ㄟ^對(duì)內(nèi)部按摩機(jī)芯的控制，使內(nèi)部按摩頭通過傳動(dòng)裝置上下交替叩擊，實(shí)現(xiàn)頸部、肩部、腰部的按摩，有效的緩解久坐輪椅導(dǎo)致的腰部不適和預(yù)防頸肩腰部疾病;座椅內(nèi)部鑲嵌有加熱毯，并通過控制扶手上與加熱毯控制端相連接的溫控開關(guān)，達(dá)到溫度調(diào)節(jié)，在秋冬可給使用者提供一定的溫度，達(dá)到防寒保暖的目的;座椅還設(shè)有通風(fēng)裝置連接坐墊本體內(nèi)的通風(fēng)口，在夏季提供一定的通風(fēng)效果，提高使用者舒適性;座椅扶手處也做了凹陷處理，使臂部包裹更加舒適;其靠背上設(shè)計(jì)有安全帶，以及在底座設(shè)計(jì)減震裝置，使乘坐者更安全、舒適。

（二）安全應(yīng)急設(shè)計(jì)

為輪椅設(shè)計(jì)了一系列安全應(yīng)急設(shè)施，并集中設(shè)計(jì)與座椅左扶手位置，方便操控。設(shè)有顯示模塊、定位模塊、電源模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、以及控制器，達(dá)到了近似老年手機(jī)的功能。顯示模塊、定位模塊、通訊模塊，數(shù)據(jù)接收模塊分別與控制器連接，顯示模塊顯示控制器傳輸內(nèi)容，定位模塊向控制器發(fā)送位置數(shù)據(jù)，通訊模塊用于通話，數(shù)據(jù)接收模塊用于向控制器發(fā)送數(shù)據(jù)。

輪椅配備的GPS功能，可實(shí)時(shí)定位，能對(duì)輪椅位置準(zhǔn)確定位，增加緊急報(bào)警裝置，可以添加緊急聯(lián)系人，與家人的手機(jī)綁定在一起，并通過扶手側(cè)部的SOS按鈕一鍵求救，應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，確保老人出行安全，在緊急時(shí)刻可以進(jìn)行求助。為避免不必要的意外事故糾紛，我們還為輪椅增加了監(jiān)控記錄裝置，以有效的記錄行駛狀況。

（三）無障礙通行模塊設(shè)計(jì)

采用雙輪雙履帶設(shè)計(jì)，雙履帶設(shè)計(jì)依托于液壓裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，堅(jiān)固的橡膠履帶為上下樓梯提供了安全舒適的乘坐感，結(jié)合前后兩對(duì)可伸縮副輪，能夠提高輪椅高度，實(shí)現(xiàn)上下公交車等交通工具。機(jī)身配備平衡傳感器使座椅始終保持水平移動(dòng)，輪椅車在穿越障礙的時(shí)候，可以保證使用者的重心始終跟水平面保持一致，并使用紅外距離傳感器保持速度、平衡和距離檢測(cè)，從而保護(hù)了使用者的安全。

采用永磁無刷輪轂電機(jī)。永磁無刷直流電機(jī)具有其它電機(jī)不可代替的優(yōu)點(diǎn)。噪聲低、電磁干擾低、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、可靠性高、體積小、功耗低、維護(hù)方便、控制簡(jiǎn)單且價(jià)格便宜;輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式可以減少傳動(dòng)損失，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在車輪輪轂內(nèi)，電機(jī)固定部件與車架連接，電機(jī)旋轉(zhuǎn)部件與輪轂連接，減輕整車質(zhì)量、簡(jiǎn)化整車結(jié)構(gòu)。

（四）太陽能續(xù)航設(shè)計(jì)

為輪椅增加太陽能板充電模塊，可以有效解決電動(dòng)輪椅普遍存在的電池續(xù)航不足的問題。太陽能電池是通過光電效應(yīng)或化學(xué)效應(yīng)直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，太陽能電池板按運(yùn)用材料主要分為硅太陽能電池和化合物半導(dǎo)體太陽能電池。

（1）硅太陽能電池，其可分為單晶硅、多晶硅和非晶硅太陽能電池。單品硅太陽能電池。單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，是所有種類的太陽能電池中最高的，其最高可達(dá)24%，采用玻璃和防水樹脂進(jìn)行封裝，堅(jiān)固耐用，壽命長(zhǎng)。但其成本相對(duì)較高。

多晶硅太陽能電池。多晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率約為12%，壽命較單晶硅太陽能電池短。但其制作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低。

非晶硅太陽能電池。非晶硅太陽能電池是新型薄膜式太陽能電池，工藝過程簡(jiǎn)單，硅消耗量較少，電耗較低，且其在弱光條件下也能發(fā)電。但它光電轉(zhuǎn)化效率較低，而且轉(zhuǎn)化效率不夠穩(wěn)定。

（2）化合物半導(dǎo)體太陽能電池?；衔锇雽?dǎo)體太陽能電池各國(guó)研究的種類繁多，目前研究的主要有硫化鎘、砷化鎵等太陽能電池，但化合物半導(dǎo)體由于或多或少具有毒性，容易造成污染。因此，其常用于特殊場(chǎng)合。

比較不同材料太陽能電池板，本設(shè)計(jì)最終選取單晶硅太陽能電池板。

參考文獻(xiàn)：

[1]易海濤. 太陽能電動(dòng)輪椅的設(shè)計(jì)與研究[D].西南大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介：劉海洋（1998-），男，漢族，山東英才學(xué)院學(xué)生;張淑慧（1972-），女，漢族，山東英才學(xué)院教師，副教授，主要從事環(huán)境設(shè)計(jì)教育研究。