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研究生:彭梓育
研究生(外文):PENG,TZU-YU
論文名稱:遙控式 電動助行車之設計與實作
論文名稱(外文):Design and Implementation of Remote Controlled Electric Cart
指導教授:鄒國鳳鄒國鳳引用關係
指導教授(外文):CHOU,KUO-FENG
口試委員:趙文鴻湯士滄鄒國鳳
口試委員(外文):CHAO,WEN-HUNGTANG,SHI-CANGCHOU,KUO-FENG
口試日期:2020-07-15
學位類別:碩士
校院名稱:元培醫事科技大學
系所名稱:生物醫學工程系福祉科技與醫學工程碩士班
學門:工程學門
學類:生醫工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:38
中文關鍵詞:無線遙控輔具助行車
外文關鍵詞:Remote controlAssistive deviceCart
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輔助高齡者行走的輔具包括拐杖、助行器及助行車等,若照顧者或治療師能夠為高齡者選配適當輔具,使輔具與人能夠適配,則可發揮最大功效。然而,現有行動輔助裝置仍有需多缺點,例如重量過重、使用費力、無法在靈活度與安全性之間取得平衡或提供調控性等。此外,對於較複雜的行動輔具,若未提供足夠的說明與訓練給使用者,也可能導致的安全疑慮。助行車之輔助程度介於助行器與輪椅之間,可提供更多有助高齡者外出或自力生活的功能,但在結構設計上較為輕便,並採手動式操作為主,使適用對象侷限於健康情形的高齡者,為了擴大適用範圍,本研究嘗試開發行新型助行車,以期增加助行車功能性、安全性及操作便利性;在功能性方面,可作為具有購物籃之手推助行器,裝載貨物時亦可使用可即煞之半自動模式,使推行更省力、安全。若使用者無力行走,亦可乘坐於座面,並以遙控器控制馬達帶動輪軸自動前行。新型助行車之設計是以先有市售助行車進行改良,增加無刷馬達驅動輔助輪,以電池作為馬達動力來源,並利用無線射頻之手控器控制。本研究並以速限、煞停時間、載重限制及重心位置作為測試參數,並與市售產品比較。測試結果顯示,改良式手推車可依使用者需求選擇低、中、高三種不同程度之輔助動力,剎車距離隨動力的增加而增加。此外,在重心測試方面,新式助行車在10度坡度上下坡時均可維持良好穩定與平衡。與市售產品比較,證實其性能具有競爭優勢及實用價值。


關鍵詞:無線遙控、輔具、助行車

Assistive devices for assisting elderly people to walk include crutches, walking aids and carts, etc. If the caregiver or therapist can select appropriate auxiliary devices for the elderly, so that the maximum effect of the auxiliary devices can be exerted. However, current mobile assistive devices still have many disadvantages, such as excessive weight, laborious use, unsafety, or difficult controlling. The degree of assistance of the cart is between walkers and wheelchairs. The carts can provide more functions to help the elderly go out or live independently, but the structure design is simple, and the operation is manual, which limits the applications. In order to expand the scope of application of the carts for the elderly, this study attempts to develop a new assistive device with a view to increasing the functionality, safety and ease of operation; in terms of functionality, it can be used as a shopping basket to with assistive mobile function. When loading goods, the user can switch into the semi-automatic mode with brake in time. A seat is designed on the cart for the user whose walkability is weak,they can sit on the sitting surface and use the remote handle to control the motor to drive the cart automatically. The design of the new cart is based on the improvement of the existing commercially available cart through adding brushless motor driving auxiliary wheels, using the battery as the power source of the motor, and using remote handle with RF wireless transmission. In this study, the speed limit, the spending time of braking, load limit and center of gravity were tested, and compared with commercial products. The test results show that the modified cart can be operated by three different levels of auxiliary power according to user needs, and the braking distance increases with the increase of power. In the center of gravity test, the new cart can maintain good stability and balance when going up and down a slope of 10 degrees. Compared with commercially available products, the performance of new cart has higher practical value.

Keywords: Remote control, Assistive device, Cart

目錄
頁次
口試委員審定書.........................................................I
誌謝...................................................................II
中文摘要..............................................................III
英文摘要.............................................................IV
目錄.........................................................V
圖目錄..................................................................VI
表目錄………………………………………………………………Ⅶ
第一章緒論............................................................1
1.1研究背景............................................................1
1.1.1行動輔具的種類與功能介紹..........................................2
1.1.2近五年助行車之國內外專利探討................................3
1.1.3助行車設計之國內外論文探討.......................................4
1.2研究動機與目的.........................................................5
1.3研究架構.....................................................6
第二章研究方法.................................................7
2.1系統架構.......................................................7
2.2 機械結構設計....................................................9
2.3 動力傳輸與控制.........................................................11
2.3.1無線射頻手控器.......................................................12
2.3.2主控盒(Host)...................................................13
2.4 傳動系統...............................................................15
2.5 操控模式與動作....................................................17
2.6測試方法............................................................18
2.6.1助行器動力測試...................................................18
2.6.2煞車距離測試..................................................20
2.6.3重心偏移及穩定度測試.............................................22
第三章結果與討論...................................................25
3.1新型助行車實體.......................................................25
3.1.1新型助行車規格與市售產品比較.........................................26
3.2動力量測分析與煞車距離時間分析..........................................28
3.3新型助行車之重心位置...............................................33
第四章結論與未來展望....................................................35
4.1結論............................................................35
4.2未來展望..................................................36
參考文獻.............................................................37

一、英文部分
1Kulyukin, V. & Gharpure, C. Ergonomics-for-one in a robotic shopping cart for the blind. Proceedings of the 2006 ACM Conference on Human-Robot Interaction (HRI 2006), pp. 142-149. (2006)
2CS Chung, H Wang, RA Cooper J Spinal Cord Med. 2013 Jul; 36(4): 273–289. (2013)

二、中文部分
1.鐘若綺,「高齡者常見步行輔具」,台灣老年學論壇。(2015)
2.黃福坤,「反應時間與行車安全距離」,國立台灣師範大學物理系。(2004)
3.蔡智鴻,「智慧型把手於助行器之應用」,國立臺灣大學生農學院生物產業機電工程學系。(2011)
4.林秀純、林婉婷、張本琦、陳美阡、王胤雯、李耘慈, 「多功能助行車」,M583291, 2019/09/11, 108205607。
5.林靜雪, 「助行車(七) 」 ,D198013, 2019/06/11, 107306840。
6.蔡木章, 「輪組」,D197813, 2019/06/01, 107305833。
7.吳皓天, 「可追蹤位置的老人助行車」,M559712, 2018/05/11, 107200874。
8.廖學金, 「助行車」,D185941, 2017/10/11, 106300198。
9.張重生, 「助行車」,M547972, 2017/09/01, 106209445。
10.林祝祺、施昌甫, 「助行車」,D184244, 2017/07/11, 105307027。
11.林祝祺, 「折疊式助行車」,M543076,2017/06/11, 105217502。
12.黃社振、蘇文宏, 「行動輔具模組化轉換機構」,I584798,2017/06/01, 104140614。
13.林祝祺, 「具安全剎車之助行車」,M541299, 2017/05/11, 105217503。
14.鄭玉娌, 「助行車之部分」,D182483, 2017/04/21, 105305011。
15.謝龍昌、唐修晨、高振豪, 「可倒踩控制電動助行車之大飛輪盤倒轉之裝置」,I579197,2017/04/21, 103131802。
16.黃振彰, 「一種四輪助行車之煞車結構」,M537479, 2017/03/01, 105215327。
17.陳俊隆、劉鎮樟, 「電動助行車」,D171473, 2015/11/01, 104301359。
18.余永元,「助行車手推把之剎車線固定結構」,M510153,2015/10/11,104212032 。
19.陳立偉、謝秉霖、劉晉奇、曾季甫,「用以輔助行車視野的前照鏡裝置」,M496580,2015/03/01,103218733。
20.詹淑真, 「電動助行車轉彎自動減速裝置」,M494745,2015/02/01,103208191。
21.劉記豪, 「輪倒單擺助行車之多迴圈去耦合控制」,國立臺灣大學,機械工程學研究所,碩士,工程學門,機械工程學類。(2018)
22.劉東昇, 「助行車之設計與分析」,國立臺北科技大學,機械工程系機電整合碩士班,碩士,工程學門,機械工程學類。(2017)
23.王子家, 「智慧型倒單擺助行車之研發」,國立臺灣大學,機械工程學研究所,碩士,工程學門,機械工程學類。(2016)
24.胡志忠, 「智慧行動裝置支援先進駕駛輔助行車安全之架構模型」,國立中山大學,資訊管理學系研究所,碩士,電算機學門,電算機一般學類。(2014)
25.高振豪, 「電動助行車動力系統之雛型設計與研發」,國立虎尾科技大學,機械與機電工程研究所,碩士,程學門,機械工程學類。(2013)
26.陳柏丞, 「少量藍芽輔助行車室內慣性導航系統」,國立臺北大學,通訊工程研究所,碩士,工程學門,電資工程學類。(2013)
27.陳信介, 「電動助行車運動控制器之設計與製作」,國立高雄第一科技大學,機械與自動化工程所,碩士,工程學門,機械工程學類。(2002)
28.蘇益立, 「模糊理論應用於電動助行車之速度調適」,國立中正大學,電機工程研究所,碩士,工程學門,電資工程學類。(2000)
29.陳志達, 「與無人自行車之控制系統研製」,國立中興大學,電機工程學系,碩士,工程學門,電資工程學類。(1998)
30孫清華 編譯,全華圖書股份有限公司出版,「最新直流無刷馬達」。(2002)
31.呂維瑜,朝陽科技大學工業設計系,「老人助行檢測輔具」。(2016)
32.衛福部,「防跌從日常生活做起」。(2016)
33.李宜錫,「Fabrication of small Antennas in the 2.4GHz ISMBand」,國立台灣科技大學,機械工程系 碩士論文。(2004)
34.陳泰佑、莊効霏、林正偉、吳建昇,「鋰電池之研究探討」,逢甲大學。(2007)

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