基于轮椅转移功能的设计研发*

张颖 安欣 张祎 王永红 马京华

河北中医学院护理学院 河北 石家庄 050200

引言

目前我国超过3000万人口患有与运动有关的身体残疾[1]，随着人口老龄化日趋严重以及社会残障人士的增多，辅助代步工具的需求量及功能要求越来越高[2-3]。但受国内整体经济水平等因素的影响，目前轮椅市场结构较为单一，主要为能够满足基本出行需求的传统轮椅[4]。传统轮椅需要患者家属或医护人员将患者从沙发、病床等位置人为地搀扶或抱起放置于轮椅上，这极大增加了患者家属及医护人员在照顾患者过程中的疲劳强度，并且经常搬运病人也会对医护人员造成一定的身体损害，此外在搬运过程中可能对患者造成二次伤害[5]，因此如何弥补传统轮椅转移功能的缺陷尤为重要。智能轮椅能够为弱势群体提供便捷生活，但我国对智能轮椅的研究起步较晚，只实现了一些简单、低级的控制作用，如自动避障、简易控速[6-7]等，并不能达到轮椅与其他位置间进行自我转移的目的。本研究针对当前传统轮椅转移病人时具有人工搬运耗力、费时、使用转移板不稳定等问题，在患者多样需求的基础上，研发一款可供患者独立使用、辅助转移的智能轮椅。

1 总体设计

1.1 设计思路

该轮椅的坐板可调节高度，并在双滑杆上进行滑行移动，扶手可伸缩与旋转，与两侧挡板形成一套防护栏，使病人安全便捷的转移到指定位置。该轮椅通过遥控装置实现智能全自动，通过遥控使其到达床前，并调整好位置和座位椅的高度，打开护栏，座板通过双杆到指定位置，用户只需要挪到相应的座板上，即可实现自由转移。患者能够在智能转移轮椅的帮助下充分发挥主观能动性，自行进行位置转换，方便护士及陪护人员的操作，减轻疲劳程度，同时避免因他人辅助而造成的二次伤害。

1.2 结构设计

此产品在普通电动轮椅的基础上添加移动板和升降座椅的功能：轮椅两侧的扶手均可向外打开，最大可实现270°的旋转，此外将轮椅两侧扶手中的挡板设计为可抽出与折叠的形式，这样在用户使用轮椅转移的过程中减少了发生倾倒的风险；座椅设计成两层，下层与升降柱相连实现座椅的升降，上层用于架在打开后的两侧扶手上滑动；在滑杆的中部可向下伸出两组支架，增加承重力；后侧的大轮设计成“八”字形，增加轮椅的稳固性，并在轮子两侧有三角支架（完成转移后可使用遥控收回），以防止在转移的过程中发生侧翻。

图1 普通轮椅结构示意图

图2 智能转移轮椅结构示意图

注：①三角支架（患者进行转移时撑于地面，增加轮椅的稳固性）；②升降柱（调节座位椅的高度）；③动力装置；④下层座板（与升降柱相连，调节座位的高度）；⑤上层座板（在打开后的扶手上进行滑行）；⑥支架（增加承重力）；⑦扶手（可进行伸缩、旋转）；⑧挡板（避免患者在转移过程中向两侧倾倒）；⑨靠背（避免患者在转移过程中向后倾倒）。

2 使用方法

考虑到轮椅使用者的年龄差距，配有两种遥控装置，一种是可以安装在手机上的App软件，使用者通过一部手机就可以直接操控轮椅，为一些较年轻的用户使用；此外，考虑到老年人作为轮椅使用的主要群体且绝大多数并不会使用手机App的现状，为老年人群设置了一种类似电视机遥控器的遥控装置，简单易学。

2.1 遥控装置结构设计

①左打开：轮椅左侧扶手向外旋转打开；右打开：轮椅右侧扶手向外旋转打开。②左伸长：可使打开后的左侧的扶手伸长；右伸长：可使打开后的右侧的扶手伸长。③左缩短：可使打开后的左侧的扶手缩短；右缩短：可使打开后的右侧的扶手缩短。④左放置：是已经调整好长度的左侧扶手放置于将要移动到的位置；右放置：是已经调整好长度的右侧扶手放置于将要移动到的位置。⑤左靠背：使隐藏于左侧扶手内部的靠背立于打开后的伸缩杆之上（成90度）；右靠背：使隐藏于右侧扶手内部的靠背立于打开后的伸缩杆之上（成90度）。⑥移动板左移：座椅的上一层移动到与左侧护栏打开后的靠背竖直方向的边线平齐；移动板右移：座椅的上一层移动到与右侧护栏打开后的靠背竖直方向的边线平齐。⑦连接：使已经转移的移动板与打开的靠背结合为一个整体并固定。⑧左护栏：隐藏于左靠背后侧的防护栏伸出，与左侧靠背、移动板形成一个墙角（防止使用者在移动的过程中向后或两侧倾倒）；右护栏：隐藏于左靠背后侧的防护栏伸出，与右侧靠背、移动板形成一个墙角（防止使用者在移动的过程中向后或两侧倾倒）。⑨左转移：是已经连接好的左侧座椅和靠背在打开的扶手杆上进行转移；右转移：是已经连接好的右侧座椅和靠背在打开的扶手杆上进行转移。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双侧扶手伸缩、旋转变化时，长按相应按键，当达到需要的高度、长度或角度时松开按键即可。

2.2 具体操作

使用者坐于轮椅上向（左/右侧）其他位置转移：

上升/下降 → （左/右侧）打开 → （左/右侧）伸长 → （左/右侧）放置 → 移动板（左/右侧）移动 → 连接 → （左/右侧）护栏 → （左/右侧）转移。

3 创新点

3.1 创新价值

此产品将轮椅的移动、座椅的升降、伸缩杆的伸缩与旋转、滑板的移动、防侧翻支架的收放等多项功能依靠电动遥控技术或手机App实现智能自动化，避免了由于自理能力缺陷等问题无法自行转换位置的情况，为操作者提供便利。

3.2 应用价值

相较传统的普通轮椅，能够发挥使用者的主观能动性，特别是对于留守独居老人群体，患者可实现独自操作，自由完成转移，此产品在减轻医护人员及家属的工作负担和压力方面具有明显优势，可以避免家属在帮助患者进行转移过程中的一些不当操作对患者造成的摩擦、挤压等二次伤害，以致加重病情，也解决了在病人转移过程中耗时、费力等一系列问题，为使用者的日常生活提供更多便利。

4 结束语

本研究通过对设计的智能转移轮椅进行反复推敲与论证，轮椅的转移功能可以极大方便使用者自我转移，满足用户的移动自由性，极大地减少了用户在移动过程中因需要他人协助而带来不必要的摩擦、挤压等二次伤害；可升降式的设计能够使用户将轮椅调节到与转移地点恰当的高度，提升了患者自主操控能力，减轻了医护人员的劳动强度，使轮椅变得更加实用化、便捷化、人性化，同时对于加装的转移[8]、智能升降[9]、承重、防侧翻等功能技术在现今社会已经是成熟技术，不涉及到任何未开发的前沿科技，具有市场推广应用价值。