基于人机工程学的爬楼辅助电动轮椅设计研究

曹馨颖 白宇 王坤

关键词：人机工程学;爬楼辅助电动轮椅;设计

1 人机工程学概述

人机工程学是研究人、机械及其工作環境之间相互作用的学科。该学科在其自身的发展过程中，逐步打破了各学科之间的界限，并有机地融合了各相关学科理论，不断地完善自身的基本概念、理论体系、研究方法以及技术标准和规范，从而形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘学科。因此，它具有现代各门新兴边缘学科共有的特点。人机工程学研究的内容及对工业设计的作用可以概括为以下几个方面：（1） 为工业设计中的“人的因素”提供人体尺度参数;（2） 为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据;（3） 为工业设计中的“环境因素”提供设计准则;（4） 为进行“人—机—环境”系统设计提供理论依据;（5）为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序[1]。

2 国内外爬楼辅助电动轮椅设计现状

随着世界人口老龄化进程的加快，爬楼辅助电动轮椅的需求在逐年扩大，研究人员对爬楼辅助电动轮椅结构设计和智能控制等方面研究颇丰。如今，国内外有关智能爬楼辅助电动轮椅的研究成果非常多，例如美国麻省理工学院的WHEELESLEY 项目、法国的VAHM 项目、德国乌尔姆大学的MAID 项目、西班牙的SIAMO 项目和我国863 智能爬楼辅助电动轮椅项目等[2]。我国在智能爬楼辅助电动轮椅的研究上起步较国外略晚，在机构的复杂性和灵活性与国外相比有些许差距。爬楼辅助电动轮椅自动化程度高，所以造价较高，对于大部分轮椅使用者来说费用较贵，另外，在结构上，根据爬升结构的不同可以分为三种形式，分别为行星轮机构、履带轮式机构和腿足式机构[3]。……