科技引领 创新发展 辅具科技创新成果巡礼

（二）残疾人辅助器具专项课题成果

第六期

为贯彻落实习近平总书记关于科技创新战略思想的重要论述，近年来，在中国残联党组理事会的领导下，中国残疾人辅助器具中心进一步围绕创新驱动发展战略，积极推进残疾人辅助器具事业创新发展，将辅助器具科研创新作为辅助器具发展的重要着力点和突破口，在推进辅助技术纳入国家科研规划，参与组织辅助技术国家重点研发计划项目的同时，围绕辅助器具当前工作的理论问题和残疾人亟需解决的基本型辅助器具需求，积极开展中国残联残疾人辅助器具专项科研工作，在理论研究及辅助器具研发方面均取得一系列优秀成果。

● 一种全地形轮椅的研发

课题研究方向：基本型辅助器具的研发与推广

课题编号：CJFJRRB05-2019

课题负责人：张红涛

课题承担单位：江苏鸿凯医疗科技有限公司

为解决乡村、经济不发达国家或地区砂石、泥泞、台阶等复杂路面的轮椅出行需求，课题研发了一款基于较低成本方案的全地形轮椅。轮椅采用人体工学设计并经实际环境试用以修正设计参数，整车车架应用了大圆弧一体式弯管工艺，采用3D数控弯管以满足产品制造要求，前后轮避震设计及座靠垫人体工学分压设计可帮助实现使用者在全地形轮椅的特殊使用环境及高强度的行驶操作中实现久坐无不适感。课题成果能够适用于多种地形情况，实现各类路面、非路面环境下的自驱与他驱使用，可帮助改善因使用环境变化带来的残疾人频繁换乘轮椅或购买多个轮椅的困难，方便残疾人的日常出行，帮助他们走出家门，参与社会生活，让残疾人更有获得感和幸福感。课题成果对提升复杂地面情况下轮椅的通过能力提供了新颖而简便的解决方案。

图为全地形轮椅样车

● 可折叠便携式助行器电动轮椅

课题研究方向：基本型辅助器具的研发与推广

课题编号：CJFJRRB02-2019

课题负责人：傅道元

课题承担单位：曼纽科健康产业（广州）有限公司

课题其他参与单位：广州市残疾人辅助器具服务中心

课题面向有部分自主步行活动能力的肢体残疾人、老年人等轮椅使用人群研发了一款可折叠、具备助行器功能的电动轮椅车。轮椅采用轻质铝合金材质，折叠结构设计，可使轮椅完成快速折叠，轻松放入汽车后备箱，实现便捷出行，也可通过折叠结构使轮椅在轮椅和助行器两种模式转换。轮椅车采用智能安全控制，在实现前后左右运动、速度调节等轮椅功能的同时，确保车轮在助行器模式下不产生阻碍用户步行训练的前进阻力，智能分析轮椅所处环境坡度，在斜坡上停车时系统自动刹车，保证车身不会出现倒退的安全风险。当护理人员手推轮椅行走时可切换驱动模式，在手推模式下电机不会产生阻力。智能防摔感应能够预测到用户在助行器模式下可能存在的摔倒风险，及时自动刹车制动机器，给与用户支撑。课题成果以助行器、轮椅的结合作为创新切入点，在实现电动轮椅便捷出行的同时，帮助下肢功能障碍者在安全可靠的环境下开展步行训练，促进运动功能康复，减少并发症的发生。

图为可折叠便携式助行器电动轮椅样机

● 一种智能手杖-轮椅系统

课题研究方向：基本型辅助器具的研发与推广

课题编号：CJFJRRB01-2019

课题负责人：李文锋

课题承担单位：武汉理工大学

课题其他参与单位：天津市泰斯特仪器有限公司

课题围绕残疾人、老年人在轮椅使用过程中存在上下轮椅不方便、缺少安全保护装置、轮椅放置及充电不便等问题，从这类人群安全、便利、高效出行的需求出发，凝练常规电动轮椅的共性问题，攻克轮椅的高精度定位、用户运动状态分析、智能跟随、动能回收等多项关键技术，对电动轮椅进行智能化升级，设计了一款配备智能手杖的智能轮椅系统，帮助老残群体实现安全便利出行及生活自助，提升生活质量与社会参与感。轮椅系统包括一款与智能轮椅交互的可折叠智能手杖，可实现按键和姿态两种方式远程控制轮椅，可获取用户的步态数据，对摔倒等异常状况进行预警，手杖可折叠后固定在智能轮椅上组成防护装置，提升轮椅使用的安全性。轮椅系统可通过对手杖的精准定位和姿态识别，并基于智能控制算法，实现轮椅对目标人的自主跟随。轮椅端接入超声波等传感装置和声电报警模块，结合手杖姿态信号分析处理可实现智能轮椅移动过程中的环境感知和安全检测，防止发生撞击等危险事故，为用户提供便捷、安全、舒适的出行环境。此外，课题组自主研制了一套具备反向充电功能的智能轮椅电机驱动系统，可实现用户在推动轮椅行走的过程中给轮椅电池充电，不仅可提升轮椅的续航能力，还可引导用户积极开展自我康复训练。

图为智能手杖-轮椅系统样机

● 轮椅模拟训练平台的研发

课题研究方向：基本型辅助器具的研发与推广

课题负责人：李峘、李晞

课题承担单位：天津奥漫优悦科技有限公司

轮椅模拟训练平台是一款结合了高清屏幕成像和轮椅器材的沉浸式互动训练系统，配合室内、户外等虚拟场景，模拟不同路面与障碍，通过多种训练模式协助轮椅使用者开展主动训练并掌握轮椅使用技巧，增强对不同环境的适应能力，从而更好融入正常社会生活。训练系统还可用于帮助轮椅初用者消除心理障碍，缓解初次使用轮椅带来的不适感，或用于各类人群体验轮椅生活。训练平台设计有基础训练和实景训练两种训练模式，使用者操作轮椅时，系统实时采集轮椅转动的“位移”、“速度”、“方向”等数据，解析并生成与动作行为一致的3D场景动画，画面随使用者操作轮椅而实时变化。基础训练模式包括直行、上下坡、旋转转弯、障碍躲避等基础操作的训练场景，让使用者快速了解并适应轮椅的使用，强化轮椅基本操作技能。如遇斜坡路面，系统将根据坡度变化实时调节阻尼并反馈至轮椅，使用者可实时感受上坡、下坡及坡度变化时自驱轮椅所需的力度。遇有不平整路面或在场景中与障碍物发生碰撞，使用者还可感受到不同程度的颠簸感或震动感。实景训练模式模拟公园、树林、沙滩等不同户外场景的现实路况，帮助使用者获得沉浸式的户外运动体验。

图为轮椅模拟训练平台

● 居家云康复智能机器人关键技术及样机研制

课题研究方向：基本型辅助器具的研发与推广

课题编号：CJFJRRB06-2020

课题负责人：帅梅

课题承担单位：北京大艾机器人科技有限公司

常见医用外骨骼机器人价格高昂，个人家庭几乎无法承受，较大的外观尺寸也难以满足居家环境要求。为满足下肢运动功能障碍人群对外骨骼康复设备及居家环境下的康复需求，课题研发了一款适宜居家使用的仿人行走训练治疗外骨骼机器人。研发团队通过创新的多关节协调传动系设计技术、动态安全平衡保障技术及个体化快速精准适配技术，使个人定制居家外骨骼机器人体积缩小，适用于电梯及入户门等居家环境，使用安全，大幅度降低成本让外骨骼机器人进入寻常百姓家，服务于大量有居家康复需求的家庭和个人。为了达到更佳的康复效果，课题组在康复策略上采用了先进的自适应人机交互助力技术，深度激发用户主动、精准运动机能，并基于传感网络，实时监测使用者肌肉出力状况，引导患者实现最优化训练治疗，达到高效康复效果。课题组同期研发并上线了居家云平台服务系统，实时了解患者康复进展情况，对居家外骨骼训练进行远程指导，也让患者及时了解个人改善统计趋势，增强患者信心，并为后续康复方案制定形成数据支撑。课题研究成果的量产和销售，促进了康复产品走进家庭，为下肢运动障碍人群的居家康复提供了新的选择。

图为居家外骨骼机器人

● 残障辅助如厕系统优化及市场化

课题研究方向：基本型辅助器具的研发与推广

课题编号：CJFJRRB09-2020

课题负责人：张一

课题承担单位：常州市第一人民医院（苏州大学附属第三医院）

课题其他参与单位：哈工大机器人（合肥）国际创新研究院、合肥哈工慈健智能科技有限公司

为解决失能和半失能残疾人、老年人二便管理中的粪便污染、自我清洁困难等问题，缓解护理人员承受心理和生理双重压力，课题在便携式辅助排便模块设计、多场景可调式助便助行椅结构设计、融入机器学习的视觉检测系统及报警功能系统集成等方面进行了创新研究，研制了一种具备二便处理、助起助行、异常排便提醒等多功能的残障辅助如厕系统。系统可实现二便收集和便后冲洗、烘干，整体结构设计精巧，移动方便，扶手高度及长度可调，适合不同身高、体重的用户使用，具备助行和如厕功能，无线遥控和一键式设计精准控制助起姿态，拆卸二便收集装置后可配合家用坐便器使用，采用工业相机实现了排便分析及提醒功能，意外报警功能可实现一键报警，警示灯与设备之间无线连接，更好地保障用户安全并提醒管理人员及时处置紧急事件。课题成果同时解决了残疾人、老年人日常照护中的二便处理和辅助起身难题，促进了辅具产品自主研发能力的提升，在医疗、康养机构和家庭场所均具有广泛的应用前景。

图为残障辅助如厕系统样机

● 高功能被动假手

课题研究方向：基本型辅助器具的研发与推广

课题编号：CJFJRRB05-2018

课题负责人：罗永昭

课题承担单位：上海科生假肢有限公司

为解决装饰性上肢假肢和被动型弹簧假手功能性欠缺的问题，课题研制了一种具有抓握和提物功能的装饰性被动假手。一般索控手只有零位自锁，只要物体稍粗，闭手不到零位，物体就会滑脱，而被动弹簧手无自锁，不能提物。传统被动手要拉拇指，打开十分吃力，且严重妨碍抓握。课题研究的这款假手采用结构巧妙的创新机构，不需要拉索，只需按压腕部手指便可张开，并实现多位置自锁，假手的锁定与操控手指打开可同时进行，用一个手指即可轻松操作，能够骑车、提起重物、操作电脑或手机。假手使用方便，安装无需电池、传感器和双层接受腔，功能实用，佩戴轻便舒适。具备抓握和提物功能的装饰性假手可使目前国内外最广泛使用的装饰性上肢假肢在日常生活中实现更多功能，具备实用性，安装简易，可有效提高上肢截肢者的生活质量，具有广泛应用前景。

图为高功能被动假手

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