XXXV某按摩輪椅的總體方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u24515某按摩輪椅的總體方案設(shè)計(jì)案例 189271.1按摩輪椅的設(shè)計(jì)要求和指標(biāo) 139871.1.1設(shè)計(jì)指標(biāo) 148811.2按摩輪椅的總體方案設(shè)計(jì) 2104241.3輔助康復(fù)輪椅總體結(jié)構(gòu)概述 5206231.4按摩頭設(shè)計(jì) 57831.5小結(jié) 6本章主要對(duì)按摩輪椅的總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，參考了國(guó)內(nèi)輪椅的各項(xiàng)要求和指標(biāo)，保證方案的設(shè)計(jì)安全性和實(shí)用性。對(duì)總體方案的設(shè)計(jì)主要包括按摩輪運(yùn)動(dòng)方式的設(shè)計(jì)、輪椅行走的選擇，在這方案成型的基礎(chǔ)上加上多功能的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，比如紅外檢測(cè)心跳、監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、按摩控制調(diào)整系統(tǒng)，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完備的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些實(shí)用性的功能。1.1按摩輪椅的設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)本設(shè)計(jì)是為缺乏自理能力的老年人和行動(dòng)障礙者設(shè)計(jì)的一種輔助康復(fù)按摩輪椅。它主要是幫助老人在出行方便的基礎(chǔ)上，并對(duì)其腰背部分等骨頭僵硬的地方進(jìn)行按摩，幫助患者減緩肌肉緊張并起到康復(fù)作用。為了能更好的完成設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的實(shí)用性，提出如下設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)。1.1.1設(shè)計(jì)指標(biāo)本課題研究的是按摩輪椅，其設(shè)計(jì)參照了我國(guó)輪椅和按摩椅的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，搜尋了相關(guān)的碩士學(xué)位論文、期刊等文獻(xiàn)，找到了按摩輪椅的相關(guān)專(zhuān)利，在保證按摩輪椅符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的條件下對(duì)其參數(shù)初步設(shè)定。根據(jù)《中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-輪椅（GB/T12996-2012）》。如表2-1，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)輪椅外形尺寸，和2010年國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)公報(bào)統(tǒng)計(jì)的平均身高體重，設(shè)計(jì)要求輪椅承載重量大于等于200Kg，具有很高的安全系數(shù)。國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求輪椅的總長(zhǎng)小于1200mm，總寬小于700mm，總高小于1090mm。結(jié)合兩者參考，并考慮到人機(jī)工程學(xué)，設(shè)計(jì)輪椅的整體外形尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=1000×700×1200（mm）表2-1中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-輪椅項(xiàng)目室內(nèi)型、室外型（mm）道路型（mm）總長(zhǎng)L≤1200≤1600總寬B≤700≤750總高H≤1090不做規(guī)定1.2按摩輪椅的總體方案設(shè)計(jì)方案一：圖1.1方案一結(jié)構(gòu)圖工作原理：康復(fù)按摩輪椅包括椅靠、座板和踏腳板，其中椅靠、座板和踏腳板通過(guò)按摩板加工而成，按摩板從上而下依次包括充氣層、承重板、振動(dòng)層、和底板；那么，在該輪椅的使用過(guò)程中，只要啟動(dòng)與振動(dòng)層內(nèi)的振動(dòng)電機(jī)相連接的電源開(kāi)關(guān)，便可快速地驅(qū)動(dòng)振動(dòng)電機(jī)，從而使得充氣層與承重板沿著按摩板的厚度方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)肢體傷殘者的身體進(jìn)行有效地按摩，尤其是通過(guò)穴位豐富的腳部的按摩能夠進(jìn)一步加快肢體傷殘者的康復(fù)。同時(shí)，充氣層中可以通過(guò)通孔進(jìn)行充放氣，可以根據(jù)使用者的體重、體型進(jìn)行調(diào)節(jié)充氣量；同時(shí)可以根據(jù)氣溫作適用性的條件；要知道，在炎熱的天氣中，可以加大充氣量，這樣充氣層的表面與人體的接觸面積勢(shì)必減少，進(jìn)而能夠起到及時(shí)排熱、排汗的作用。內(nèi)置固定安裝有蓄電池，蓄電池另一側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可控制輪椅電動(dòng)行駛。方案評(píng)估：優(yōu)點(diǎn)：該設(shè)計(jì)的按摩輪椅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，老人操作起來(lái)也很方便，各個(gè)結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)精細(xì)，使其安裝步驟更加明確簡(jiǎn)單，而且電動(dòng)行駛使其更加方便。缺點(diǎn)：輪椅坐墊為充氣式的會(huì)讓患者坐著比較軟，實(shí)際體驗(yàn)起來(lái)也不是特別的舒服，同時(shí)此款按摩輪椅不能對(duì)胳膊能有效的支撐，機(jī)械按摩沒(méi)有控制調(diào)整，控制起來(lái)比較麻煩。沒(méi)有緊急情況的急剎車(chē)，缺乏安全性。方案二：圖1.2方案二結(jié)構(gòu)圖工作原理：該按摩輪椅，通過(guò)啟動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)的輸出軸接受指令并帶動(dòng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)輪通過(guò)履帶傳動(dòng)副動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)輪和副動(dòng)輪上帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)右轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)盤(pán)上的連接桿帶動(dòng)左轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，連接桿在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中位移由底到高帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)器向上運(yùn)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)器帶動(dòng)推動(dòng)器向上運(yùn)動(dòng)推動(dòng)按摩塊向上，來(lái)達(dá)到按摩輪椅使用者受壓部位的效果。該按摩輪椅，通過(guò)在轉(zhuǎn)桿上焊接風(fēng)扇，風(fēng)扇在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中使坐墊箱內(nèi)的空氣不斷更換，對(duì)坐墊板不定期多次的進(jìn)行通風(fēng)工作，達(dá)到在按摩同時(shí)對(duì)坐墊箱的內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)的效果，且對(duì)坐墊板進(jìn)行通風(fēng)清理達(dá)到了避免輪椅使用者患褥瘡的效果。該輪椅并沒(méi)有內(nèi)置蓄電池，大大的減輕了輪椅的重量，需要借助人力來(lái)實(shí)現(xiàn)輪椅行駛，而且還設(shè)置一種緊急剎車(chē)裝置方便在緊急路況急剎車(chē)，按摩需要接通電源實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。方案評(píng)估：優(yōu)點(diǎn)：此輪椅主要是通過(guò)坐墊處的按摩振動(dòng)和通風(fēng)功能可以對(duì)長(zhǎng)期使用的輪椅患者能有效避免痔瘡等病態(tài)，急剎車(chē)功能使此方案安全性提高。缺點(diǎn)：輪椅的移動(dòng)還只能通過(guò)手動(dòng)或者外力進(jìn)行，無(wú)法自動(dòng)行駛功能，此外也無(wú)法對(duì)患者的后背進(jìn)行按摩缺乏一定的舒適性。功能化不夠完善，機(jī)械按摩單純的直流接通，沒(méi)有控制調(diào)整。方案三：圖1.3方案三結(jié)構(gòu)圖工作原理：此方案設(shè)計(jì)包括支撐座，所述支撐座的頂部外表面固定安裝有蓄電池，所述支撐座的頂部外表面且位于蓄電池的一側(cè)固定安裝有電機(jī)箱，所述電機(jī)箱的正上方設(shè)置有座椅，所述電機(jī)箱的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸座椅內(nèi)部的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有主動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪的外表面嚙合有鏈條，所述支撐座遠(yuǎn)離電機(jī)箱的一端滑動(dòng)連接有腳踏板，所述支撐座靠近電機(jī)箱的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有后輪，所述支撐座靠近腳踏板的一端設(shè)置有前輪，所述座椅的頂部外表面一端固定安裝有轉(zhuǎn)軸。此按摩輪椅，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)κ褂谜哌M(jìn)行腿部以及脊背的按摩。行駛采用了電動(dòng)行駛，裝有紅外探測(cè)傳感器，行駛過(guò)程中遇見(jiàn)障礙物可及時(shí)轉(zhuǎn)向，還有報(bào)警系統(tǒng)，遇見(jiàn)緊急情況可自動(dòng)報(bào)警。在座椅扶手處還裝有脈搏檢測(cè)系統(tǒng)，隨時(shí)檢測(cè)老人的心跳狀況，如果出現(xiàn)狀況則會(huì)響起鈴聲。優(yōu)點(diǎn)：此輪椅主要是通過(guò)坐墊和椅靠的按摩振動(dòng)來(lái)起到按摩的效果，同時(shí)也可以通過(guò)行走電機(jī)實(shí)現(xiàn)輪椅的電動(dòng)駕駛，使用起來(lái)極其方便。結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，紅外探測(cè)器、報(bào)警系統(tǒng)和脈搏檢測(cè)大大提升了出行在外的安全性，老人使用起來(lái)更安全。缺點(diǎn)：輪椅成本比方案1和2高，重量相對(duì)較重。方案評(píng)估：方案3相對(duì)于方案1和方案2，雖然整體成本增加，但在性能上多了椅靠的按摩功能，同時(shí)也可以借助電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了人力資源，便于患者使用。在此基礎(chǔ)上多加了一些在患者出行方面的安全功能，緊急剎車(chē)、報(bào)警系統(tǒng)等現(xiàn)代智能化功能。在針對(duì)患者使用時(shí)，更多的應(yīng)該側(cè)重患者出行安全以及功能性上面來(lái)進(jìn)行考慮，成本只能作為第二考慮要素，因此文中選用方案三。1.3輔助康復(fù)輪椅總體結(jié)構(gòu)概述根據(jù)上述相關(guān)要求，課題中所設(shè)計(jì)的輔助康復(fù)輪椅的總體結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，輔助康復(fù)輪椅主要由輪椅框架、座椅、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及按摩機(jī)構(gòu)組成。圖1.4輔助康復(fù)輪椅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（1）行走機(jī)構(gòu)：本輪椅采用四輪結(jié)構(gòu)，前輪為萬(wàn)向輪，后輪為承重輪。通過(guò)內(nèi)部電機(jī)驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)輪椅的前進(jìn)后退，前輪可轉(zhuǎn)變方向。（2）座椅：輔助康復(fù)輪椅應(yīng)該使乘坐者感覺(jué)舒適，課題中所設(shè)計(jì)的座椅機(jī)構(gòu)能夠有效的對(duì)用戶(hù)的腿部和腰部進(jìn)行支撐，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到用戶(hù)的具體身體狀況。（3）按摩機(jī)構(gòu)：腿部支撐部分和座椅后背機(jī)構(gòu)主要就是為了實(shí)現(xiàn)輪椅的按摩功能，課題中通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)按摩機(jī)芯運(yùn)動(dòng)等機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)按摩功能。1.4按摩頭設(shè)計(jì)根據(jù)老人背部按摩要求設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)位于頸部的兩個(gè)按摩頭的按摩部位之間相距大約160mm，設(shè)置的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，因?yàn)轭i部不能承受太大的按摩壓力，按摩頭通過(guò)電機(jī)慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)人體的頸部進(jìn)行有效的按摩揉捏，能舒緩頭痛、眩暈、頸部疼痛等各種癥狀。設(shè)計(jì)位于背部的四個(gè)按摩頭的按摩部位之間相距大約160mm，這是根普通人的背寬度設(shè)計(jì)的，體型較小的老人可根據(jù)使用來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。豎向兩個(gè)按摩頭的相距大約230mm，主要是根據(jù)人體穴位來(lái)設(shè)計(jì)的距離，根據(jù)不同的老人群體也可以改變其豎向位置，來(lái)調(diào)整按摩的位置。此設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)針對(duì)老人群體緩解腰酸背痛、緩慢的揉捏得到舒筋活血的作用，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的坐著會(huì)讓精神萎靡不振，但是經(jīng)過(guò)此按摩揉捏會(huì)有一定的輔助緩解作用，讓人體經(jīng)絡(luò)興奮起來(lái)，以至于更加健康。此設(shè)計(jì)按摩輪椅的按摩方式是依據(jù)按摩頭的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的捏揉按摩作用，所以按摩輪的形狀應(yīng)采用圓餅四方形狀，在形體上的凸起部位或規(guī)則的邊緣部位光滑沒(méi)有菱角，其旋轉(zhuǎn)使與人體背部、頸部與按摩頭之前產(chǎn)生相互作