这个轮椅有点“能”
——无障碍智能轮椅创新设计
2022-03-31北京十一学校国际部崔嘉起
◆北京十一学校国际部 崔嘉起
轮椅不仅让行动不便的人实现“出行自由”,还是因意外事故而受伤的人康复时的小帮手。在智能化时代,智能音箱、智能家居、智能门锁等都走进了我们的生活,轮椅是不是也能变得更智能?
一、现有轮椅功能与不足
普通轮椅一般由可折叠框架、前后车轮、左右护膝和脚踏板、左右可拆卸扶手、把手刹车装置、座椅等组成,只能作为一种可以帮助替代行走的椅子,还有一些轮椅增加了电能驱动前进的功能。但不同人群对轮椅的需求不一样。
通过分析,我梳理出普通轮椅存在的一般问题,比如,不能鸣笛,不能检测路面状况,缺乏学习辅助装置,没有定时运动提醒功能,轮胎结构难以承受超重的人群,老年人使用时若不慎摔倒,不能及时联系家人或自救,视障人士不便使用,等等。
二、功能优化设计方案
通过搜集资料和访谈调研,我设计了一个无障碍智能轮椅,该轮椅包括四种功能模块。
(一)通用模块
1.支持手动与自动鸣笛,且鸣笛声低于55分贝。
2.支持自发电,利用手推轮椅的摩擦力发电,为鸣笛装置供电,低碳环保。
3.在轮椅扶手处安装可折叠小桌板,方便看书写字。
4.安装摄像头,探测前方路面坡道是否存在陡峭、凹凸不平等,根据摄像头的探测结果,及时告知轮椅使用者前方的路面情况。
(二)人身安全保护模块
1.摔倒检测装置
(1)坐垫压力传感器:安装在轮椅坐垫底部,检测轮椅是否有人乘坐。
(2)行进速度传感器:安装在轮椅轮胎处,检测轮椅是处于行进状态还是停止状态。
(3)角度测试传感器:安装在轮椅轮胎处,检测轮椅是否侧翻。
如果发生如下情况中的一种或两种,即判定轮椅使用者摔倒。
①速度传感器显示轮椅处于行进状态,但压力传感器数值突然降为零(即无人乘坐状态)。
②压力传感器显示轮椅处于有人乘坐状态,但角度测试传感器显示轮椅翻倒。
2.联络紧急联系人装置
安装通信模块,在轮椅扶手处安装紧急按钮,方便手动联系紧急联络人。如果检测到使用者摔倒,则自动联系其紧急联络人。
(三)运动提醒功能模块
1.计时器运动提醒模块
使用者可根据自身的康复需求,输入指定的运动时间,及时提醒自己进行拉伸运动,避免长时间一个姿势坐在轮椅上。
2.腿部按摩器
腿部按摩器安装在轮椅扶手或坐垫底部,方便拿取,可以提供腿部按摩功能。供电模块对腿部按摩器供电。
(四)残障人士辅助功能模块
1.盲道识别。安装的摄像头能识别前方盲道的地面标识,轮椅自动按照标识沿盲道行进。
2.前方行人检测。安装的摄像头能探测前方是否有行人,如果检测到行人,则自动鸣笛。
此外,我将轮胎与轮椅的结合处设计为标准的契合结构,以方便更换更大、更厚尺寸的轮胎,适应不同体重的人群使用。
三、结语
不同人群对轮椅有不同的需求,我希望我设计的无障碍智能轮椅能让有需要的人方便、安全地出行,享受科技带来的便利。