全功能輪椅

蘇黎世聯邦理工學院的學生研發出一種能夠爬樓梯的輪椅——這將成為身障人士未來的行動工具嗎?

試駕員Raffael(拉法爾)開心地微笑。他是第一位能夠試用這張Scalevo輪椅來爬樓梯的身障人士。上下樓梯時均利用兩條履帶,幾乎像用飄的一樣。抵達樓梯頂端時,再繼續以兩輪前進,而且能夠自動平衡。這張輪椅是蘇黎世聯邦理工學院所研發的原型,可惜的是,目前還無法在市面上看到。因為對於許多身障人士來說,在日常生活中仍然充滿了限制。若遇到樓梯或是路面凸出之處,他們大多都得繞路。

十位瑞士大學生決定要改變這個情形。在未來,輪椅人士的活動自由不應該受到任何障礙所限制。這些即將完成工程師學位的學生們,僅花了一年的時間,便研發出一種新型輪椅。為了這項偉大的成果,他們可以說投入了所有的時間,然而,這些心血是值得的。來自全球身障人士的第一批回應都是相當正面的,「很多人都希望能夠立刻買到這張輪椅」,機械工程師Carlos Gomes(卡洛斯·戈麥斯)說。

計劃啟動

最初,Gomes(戈麥斯)和他的同學其實只想設計一個會爬樓梯的機器人。但是他們的教授鼓勵他們更進一步。就這樣,八名蘇黎世聯邦理工學院的工程師就在2014年的夏天,開始研發一張能夠爬樓梯的輪椅。這張輪椅必須能靈活移動、易於使用,最重要的是,它必須非常安全。而且,還應該有好看的外型。為了增強這支隊伍特別邀請了兩名來自蘇黎世藝術大學的工程設計學生。之後便開始著手進行。

他們很快就確定了基本設計方案:這張輪椅在一般使用狀況下應該以兩輪行駛,就和賽格威(Segway) 一樣;遇到樓梯時,就改用履帶,而且履帶會自動伸出和收回。Scalevo——也就是這張輪椅的名字——結合了兩種移動原理,可以說是混合式輪椅。

實際測試

最終的結果是:當輪椅接近樓梯時,使用者可以在觸控螢幕上按下所需的功能。輪椅上的感應器和攝影機會偵測樓梯的傾斜度,然後自動迴轉,準備以倒退方式上樓梯。接著履帶自動下沈,開始轉動,然後爬上樓梯;速度:每秒鐘一階。使用者的上半身在這期間都保持直立。一旦感應器偵測到樓梯末端,支承輪就會伸出,防止輪椅翻倒。之後履帶抬起,輪椅重新以兩輪行駛。

輪子和履帶的驅動器都是採用maxon馬達。以無刷DC馬達搭配陶瓷減速機。採用陶瓷材質的原因是因為元件必須承受極高的力量,且減速機也必須耐久運行。Carlos Gomes(卡洛斯·戈麥斯)和他的團隊對於maxon所提供的馬達非常讚賞:「這套組合非常強大、精準、安靜,而且相當輕,每一組只有3.2公斤。maxon的工程師們也為我們提供了很多專業意見,服務非常好。」

成功關鍵

這群學生團隊對於他們的成果非常滿意。「良好的團隊精神是成功的關鍵」,Gomes(戈麥斯)說。此外,他們採用了許多身障人士的建議,例如加裝一條安全帶,或是將座椅角度稍微後傾,如此使用者就不會一直往前滑。「我們可能完全不會想到這些細節。」

角逐獎項

然而,即使這項專案其實已經完成,但離結束還有一段距離。因為,這群工程師們將在2016年10月,帶著他們的Scalevo輪椅參加在蘇黎世舉行的Cybathlon運動會。這是一場身障選手競技運動會,其中不但准許選手們、甚至是鼓勵使用技術輔助設備。因為這項活動的主旨,正是在於鼓勵科學家和工程師等人員,發明更好的輪椅、義肢和其他各種輔助器具。

未來願景

Scalevo團隊的目標一致:他們要贏得Cybathlon裡輪椅組的冠軍。為此,他們還必須為他們的裝置做出一些調整。然後,一切都成為可能。或許這些年輕的發明家會創建公司?最重要的是,構想已經有雛形了。這種內建履帶的新型輪椅可以很快地推出上市,人們不會再為此嘖嘖稱奇。乘座輪椅自如地上下樓梯,將成為家常便飯。

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