帶手推輪的電動(dòng)輪椅的機(jī)械效率和用戶體力要求


摘要

本文研究的目的是為了量化傳統(tǒng)的手動(dòng)輪椅與帶手推輪的電動(dòng)輪椅（PAPAW）的機(jī)械效率和所耗能量之間的差異。為了提高效率，故選定十個(gè)人工的輪椅使用者進(jìn)行評(píng)估，他們?cè)谝粋€(gè)被設(shè)計(jì)為手動(dòng)輪椅和帶手推輪的電動(dòng)輪椅（PAPAW）中做的試驗(yàn)中反復(fù)測(cè)試。試驗(yàn)者們推動(dòng)一種裝備有PAPAW的Quickie GP和他們自己的在一個(gè)被電腦控制的輪椅通過五種不同水平的測(cè)功計(jì)測(cè)量。分析了輸出功率，用戶體能消耗與帶手推輪的電動(dòng)輪椅輪轂，受試者每分鐘的耗氧量和機(jī)械效率。代謝能源和使用者所耗能量均顯著低于對(duì)照組（ P < 0.05 ），帶手推輪的電動(dòng)輪椅的機(jī)械效率顯著高于被試者推動(dòng)手動(dòng)輪椅的機(jī)械效率。與帶手推輪的電動(dòng)輪椅相比，他們自己的手動(dòng)輪椅需要消耗平均至少多用3.65倍的體力來推動(dòng)輪椅前進(jìn)。通過所有實(shí)驗(yàn)證實(shí)帶體力輔助輪轂的輪椅平均機(jī)械效率要高80.33 ％。當(dāng)受試者有體力援助推進(jìn)時(shí)，帶手推輪的電動(dòng)輪椅其電機(jī)提供了總功率的73 ％。使用帶推輪的電動(dòng)輪椅能明顯提高效率并減少用戶體力要求。對(duì)帶手推輪的電動(dòng)輪椅的使用可能有助于延緩手動(dòng)輪椅用戶的二次受傷。此外，它可能適合目前使用的電動(dòng)輪椅有高度關(guān)節(jié)衰退（或正處于面臨高度關(guān)節(jié)衰退風(fēng)險(xiǎn)）的人，降低了對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的要求，具有低強(qiáng)度以及耐力等特性。出版由Elsevier科學(xué)有限公名義的IPEM出版。

關(guān)鍵字：輪椅;人-機(jī)動(dòng)力;代謝能量;機(jī)械動(dòng)力


1、介紹

推動(dòng)輪椅的壓力對(duì)于上肢 (如上肢移動(dòng))來說可能引起手腕，手肘或肩膀[1,2]上的關(guān)節(jié)傷害 。研究結(jié)果表明，這些部位患病的概率普遍為25-64 ％ [ 3-6 ] 。它也暗示，隨著病變的級(jí)別 [ 4 ] ，以及時(shí)間的長短，傷后[ 7 ]有可能增加二次受傷。
科學(xué)家和工程師長久以來為那些正在使用手動(dòng)輪椅和那些介于手動(dòng)輪椅和動(dòng)力輪椅之間的傳統(tǒng)人群尋找替代方法，設(shè)計(jì)了可能的解決辦法如曲柄驅(qū)動(dòng)輪轂