臺灣博碩士論文加值系統

輪椅為老年人及肢體障礙者之常用移行輔具，然而在有關手動及電動輪椅的相關研究中均指出，目前無論是手動或是電動輪椅皆還有許多需改進之處；此外台灣的輔具產業缺乏研發上的投資及訓練，更缺乏整體性的輔具設計開發。而台灣一般住宅中仍有許多高低階差，且台灣在公共場所的無障礙空間仍然相當有限。本研究之目的為研發出可輔助輪椅上下台階之機構，使輪椅使用者能藉由輔助輪椅上下台階之機構克服生活中常見的行進障礙，如台階、門檻等地形障礙。此新型的升降機構則分為用於電動輪椅或手動輪椅兩種形式，並考量機構最簡化設計、控制容易及使用者安全性等功能。研究步驟是先使用SolidworksTM軟體來設計輪椅上下台階之升降機構與作動模擬。接著進行實體製作，最後將實體雛型做實地操作以確認設計無誤。目前的研究成果是電動輪椅機構完成設計及實體製作，升降機構系統功能性之驗證；對於手動輪椅之機構僅止於在電腦中完成設計與作動模擬的階段。未來延續本研究的工作為電動輪椅機構之自動化，以及手動輪椅機構的雛型製作與實地測試。

Wheelchairs are traditionally designed for lower limb disables as an assistive device. Studies show that the fundamental designs of both propelled and powered wheelchairs are not fully adapted to wheelchair users particularly in assisting them to pass through obstacles. The wheelchair industries in Taiwan are of mass production for exports, lack of sufficient fund in researching, participation, and evaluations of clinical therapists, ergonomic engineers and machinery designers. There are still many different heights of ladder in old apartments and the public places with obstacle-free space. Therefore, the main purpose of this study is to design new step-climbing mechanisms for wheelchairs. With the aids of the mechanisms, wheelchair uses can overcome simple daily obstacles, such as steps, curbs, or any terrain, that prevent them from moving. The newly designed mechanisms are for propelled and powered wheelchairs respectively. The considerations of design are the simplicity of mechanism, the ease of operation, and the safety of the users. SolidworksTM is firstly used to design the mechanisms and simulate their functionality. Then the prototypes are made according to the design. Finally, the prototypes are field-tested to verify their functionality. The accomplishments of this study are the design of the mechanisms of both types, the prototype of the powered wheelchair, and the manually operated field-test. Further works after this study are the automation of the powered wheelchair mechanism, the prototype of the propelled wheelchair mechanism, and the field-test of the propelled wheelchair mechanism.

第一章 研究背景、動機與目的 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 2
1.3研究目的 3
1.4研究方法 4
1.5論文綱要 6
第二章 文獻回顧 8
2.1輪椅的發展 8
2.2手動輪椅的基本構造 9
2.3電動輪椅的結構 12
2.3.1電控系統 12
2.3.2動力系統 13
2.3.3輪椅骨架結構 14
2.3.4電動輪椅之驅動形式 14
2.4可爬階輪椅專利分析 17
2.4.1輔助輪椅上下台階之機構 17
2.4.1.1 T型輔助輪椅機構 17
2.4.1.2連桿輔助輪椅機構 18
2.4.1.3爬坡輪椅機構 19
2.4.2輪椅獨立上下台階之系統 20
2.4.2.1腿型爬階輪椅 20
2.4.2.2輪組式爬階輪椅 21
2.4.2.3輪椅獨立機動系統 22
2.5文獻總結 23
第三章 輔助輪椅上下台階升降機構之設計 24
3.1輔助輪椅上下台階環境條件訂定 24
3.1.1階梯限制條件 24
3.1.2重心位置分析 25
3.2側面交叉連桿升降機構簡介 28
3.2.1交叉連桿升降機構 28
3.2.2交叉連桿升降機構作動控制方式 29
3.3側面交叉連桿升降機構之後續研究問題 30
3.4輪椅上下台階升降機構設計 32
3.5輪椅上下台階升降範圍限制 35
3.6輔助輪機構設計 36
3.6.1輪子折收機構 37
3.6.2爬階安全裝置 39
第四章 輔助輪椅上下台階升降機構之製作 46
4.1實體原型機製作 46
4.1.1骨架 47
4.1.2齒輪箱馬達 47
4.1.3電池 48
4.1.4電動缸 48
4.1.5VR控制器 50
4.2實體原型機運動測試 51
4.3結果與討論 53
第五章 結論與未來展望 54
5.1結論 54
5.2未來展望 55
5.2.1輔助輪椅上下台階升降機構之未來展望 55
5.2.2輪椅輔助輪機構之未來展望 55
參考文獻 56

參考文獻
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