12、人性化全向轮椅的安全、舒适与可操作性开发

人性化全向轮椅的安全、舒适与可操作性开发

1. 全向轮椅（OMW）简介

为满足不同需求，各类具有特殊功能的轮椅不断被研发。全向移动概念的出现，让轮椅能实现前后、侧向和旋转等任意组合运动，大大提升了用户在不同空间的活动自由度与安全性。

自主电动轮椅对上肢活动不便的人很有用，但它需要中央控制单元和高级传感器来实现复杂导航与避障，且只能在特定环境下良好运行，限制了用户自由。为提高用户独立性，半自主模式应运而生，用户可通过操纵杆、开关、显示器等输入设备完全控制轮椅，能自由前往想去的地方。

不过，部分老人或残疾人因手臂无力或受伤无法操作轮椅，需要护理人员协助。在年轻人数量逐年减少的发达国家，一些健康老人会照顾其他老人或残疾人，因此能辅助护理人员推动轮椅的系统很有必要。

过去，研究主要关注系统可靠性，对用户舒适度考虑较少。随着人机工程学的发展，舒适度成为设计目标，尤其是对于轮椅这种使用者身体较为虚弱的设备。因此，开发一款能为使用者提供半自主功能和舒适度，同时为护理人员提供动力辅助的全向轮椅十分必要。

研究主要聚焦于电动轮椅。为实现可靠导航，设计轮椅时需考虑障碍物检测和碰撞避免。半自主轮椅大多采用反应式避障，但如果用户未察觉障碍物，突然被带离可能会感到不适。所以，需要以非视觉方式向用户提供环境信息，而操纵杆作为输入设备，可成为触觉设备来传递信息。

许多助力轮椅已为上肢自由的残疾人开发，但针对旋转、侧向和倾斜运动的助力研究较少。全向轮椅助力系统的应用是一个新的研究领域。此外，乘坐舒适度也备受关注，以往研究多关注地面不平引起的上下振动，解决方法多为复杂的机械方案，会增加成本和设备重量。而轮椅舒适度还需考虑因急动引起的振动，当这种振动的固有