一种智能调节可分离轮椅床

德州学院机电工程学院 陈亚峰 王志坤 邱盛 王同坤 李尚艺 葛兴宴 张华东

引言

目前，伴随着我国就业形势压力的不断不增大，大部分年轻人选择外出打工，使空巢老人的数量与占比也大幅上升。这些空巢老人中，有很大一部分腿脚不便，无法正常照顾自己的起居与生活。这种智能调节可分离轮椅床的出现，不仅使老年人的出行与生活更加方便，而且还大大地节省了空间。作为短途的代步工具，它足够的舒适；作为一张家居床，它又足够灵活。这种智能调节可分离轮椅床能给老年人的起居生活带来质的飞跃，同时还能扩大老年人的生活范围，避免老年人被社会边缘化。

1 总体设计

一种智能调节可分离轮椅床的总体尺寸是1.8 米×2.2 米的双人床，其高度为0.6 米。固定床体床架由木材制成，分离轮椅高度为1 米，长度为0.8 米，宽度为0.6 米。分离轮椅可折叠机架由厚度为0.8 毫米的钢板，通过钣金弯制而成。分离轮椅上的板材采用复合材料，前轮采用实心轮辐，外侧包裹一圈橡胶制免充气轮胎，后轮车毂和车圈采用辐条连接，轮胎仍为免充气轮胎。

图1 一种智能调节可分离轮椅床整体示意图

2 结构设计

如图2 所示，一种智能调节可分离轮椅床主要由：分离轮椅与固定床体两大部分组成。其中，分离轮椅主要由：行进轮、头枕、可折叠扶手、触摸显示屏、可折叠机架、控制中心、脚踩架等组成。触摸显示屏上的相应按键，可以使分离轮椅处于不同的使用状态。

图2 一种智能调节可分离轮椅床结构示意图

固定床体主要由：拖板、床体等组成。触摸显示屏上的相应按键，可以使拖板升降与伸缩，以实现分离轮椅与固定床体的分离与组合。

3 控制系统设计

分离轮椅底部箱体内安装有控制中心，控制中心单片机采用探索者教育机器人配套设备，其可通过中断型触碰传感器来传输触摸按键提供的各种命令。操作者可以根据自身需求，通过触碰不同按键，使此轮椅床处于不同的工作状态，以满足操作者对此轮椅床的不同需求。

4 工作原理

分离轮椅右侧扶手安装有触摸式智能调节显示屏。使用者可通过触摸此显示屏不同按键来实现分离轮椅与固定床体的分离、组合，分离轮椅的行走、靠背角度的调节。

固定床体下方安装有拖板装置，通过触摸分离轮椅右侧扶手处显示屏上的相应按钮，可使拖板上升并轴向伸长，得以实现分离轮椅与固定床体的分离。再次触摸显示屏上的相应按钮，调节分离轮椅靠背的角度，直至达到使用者要求。分离轮椅行走按键也位于触摸显示屏上，可以通过触摸显示屏上不同方向图标，来实现分离轮椅的前进、后退、转弯。

图3 分离轮椅示意图（一）

图4 分离轮椅示意图（二）

图5 固定床体示意图

5 分离轮椅实验测试数据

分离轮椅行进速度测试及调试：

速度（m/ s） 0.6 0.8 1.0项目稳定性 稳定 较为稳定 失稳急刹惯性 无影响 急刹颤动急刹前倾

根据上述测量数据，综合考虑3 个测试速度，在0.6m/s 和0.8m/s 之间存在缓和点，再考虑到使用者的舒适性和安全性，分离轮椅设计速度选择为0.7m/s。

6 总结

一种智能调节可分离轮椅床，打破了轮椅界定壁垒，其与固定床体配套使用。触控操作简单，易上手。可广泛应用于家庭、医疗、养老医院等。可使无法正常照顾自己起居生活的老年人更加方便的出行与自理，可以不再大量依靠于家人的照顾。分离轮椅与固定床体相结合，不仅大大地节约了空间，提高了空间的利用率，还可让常年无法脱离轮椅的老年人不再为睡眠质量而担心，不再为上床睡觉而吃力。