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带手推轮的电动轮椅的机械效率和用户体力要求


摘要

本文研究的目的是为了量化传统的手动轮椅与带手推轮的电动轮椅（PAPAW）的机械效率和所耗能量之间的差异。为了提高效率，故选定十个人工的轮椅使用者进行评估，他们在一个被设计为手动轮椅和带手推轮的电动轮椅（PAPAW）中做的试验中反复测试。试验者们推动一种装备有PAPAW的Quickie GP和他们自己的在一个被电脑控制的轮椅通过五种不同水平的测功计测量。分析了输出功率，用户体能消耗与带手推轮的电动轮椅轮毂，受试者每分钟的耗氧量和机械效率。代谢能源和使用者所耗能量均显著低于对照组（ P < 0.05 ），带手推轮的电动轮椅的机械效率显著高于被试者推动手动轮椅的机械效率。与带手推轮的电动轮椅相比，他们自己的手动轮椅需要消耗平均至少多用3.65倍的体力来推动轮椅前进。通过所有实验证实带体力辅助轮毂的轮椅平均机械效率要高80.33 ％。当受试者有体力援助推进时，带手推轮的电动轮椅其电机提供了总功率的73 ％。使用带推轮的电动轮椅能明显提高效率并减少用户体力要求。对带手推轮的电动轮椅的使用可能有助于延缓手动轮椅用户的二次受伤。此外，它可能适合目前使用的电动轮椅有高度关节衰退（或正处于面临高度关节衰退风险）的人，降低了对运动能力的要求，具有低强度以及耐力等特性。出版由Elsevier科学有限公名义的IPEM出版。

关键字：轮椅;人-机动力;代谢能量;机械动力


1、介绍

推动轮椅的压力对于上肢 (如上肢移动)来说可能引起手腕，手肘或肩膀[1,2]上的关节伤害 。研究结果表明，这些部位患病的概率普遍为25-64 ％ [ 3-6 ] 。它也暗示，随着病变的级别 [ 4 ] ，以及时间的长短，伤后[ 7 ]有可能增加二次受伤。
科学家和工程师长久以来为那些正在使用手动轮椅和那些介于手动轮椅和动力轮椅之间的传统人群寻找替代方法，设计了可能的解决办法如曲柄驱动轮毂