本电动轮椅是一种基于手动、语音双控制模式的具有下肢康复训练功能的电动轮椅车技术。该轮椅解决了目前电动轮椅车的手动操纵不适用于手功能障碍的患者（如脑卒中后遗症患者、上肢截肢者等），解决多信号源的人机控制界面设计等问题，同时具有下肢被动训练、站立平衡康复训练、远程控制与交互等功能。

智能声控多姿态电动轮椅是为行动不便的老年人和肢体功能存在障碍的残障人士设计的一种多姿态声控电动轮椅车，这种轮椅作为一种能够智能护理设备，它不仅能够作为普通电动居家轮椅电动的移动功能，而且可以通过声控命令实现在站立/平躺姿态之间的切换，适用于失能老年人及脑卒中偏瘫等患者使用。此外，该轮椅还集成康复训练功能，让使用者在轮椅上进行简单的康复训练。 

多姿态电动康复训练轮椅是专门为提高老年人、残疾人等下肢功能障碍人群设计的一款多功能电动轮椅。该轮椅不仅可方便患者出行，支持坐姿、站姿和平躺的姿态变换,还可辅助患者进行下肢主/被动康复训练，促进下肢血液循环，防止肌肉萎缩,帮助患者早日康复。此外,在此轮椅上研发了基于语音识别、手机平板智能终端、按键摇杆等多元化控制的智能康复系统。该产品结合了康复医学理论，将科学的康复训练功能和轮椅完美结合，能实现下肢被动训练、减重训练、平衡训练等多种训练，同时在训练中融入了虚拟现实游戏，增加康复训练的趣味性。

项目概况 本项目是为老年人和残疾人开发的一种双轮驱动电动助力轮椅，除了一般轮椅的通常结 构外含有两个驱动电机、控制系统、和电池。在电动助力轮椅两个扶手的任何一个上面，装 有两个短操纵杆，每个操纵杆通过控制系统控制左右两个主支撑大轮的前后驱动。在轮椅的 椅背后面安装控制系统和电池，用于控制整个轮椅的运动和制动。 目前本项目已经申报国家专利（专利申请号为：200910026160.2） 主要特点 本项目是通过轮椅的动力学性能仿真研究，并结合老年人和残疾人行为特征而设计的一 种助力轮椅。该轮椅具有智能化控制系统、操作方便，运动平稳。并且制造成本低廉，适合 在广大老年人和残疾人群体中普及。 技术指标 1. 设计运动时速为每小时5-10公里； 2. 有自动制动和手动解锁功能； 3. 嵌套式程序固化芯片； 4. 电动助力轮椅最大承载重量为200公斤； 5. 蓄电池容量为20安时。 市场前景 在日常生活中，轮椅是伤残人员和老年人的主要行走工具之一。现有的轮椅大都沿用了 传统的结构形式，在轮椅的下方有一对主支撑大轮，前面有一对小的辅助支撑小轮。在每个 主支撑大轮的外侧并排装有与轮毂直径大小相同的助推圆环，轮椅使用者双手推动圆环来驱 动两个主支撑大轮，达到行动的目的。但是，对于那些无能力用双手推动助推圆环的伤残人 员，有了这样的轮椅，还必须加上服侍人员帮助。尽管近些年来许多商家开发了多种电动轮 椅， 但轮椅的驱动结构是电机经过减速器驱动主支撑大轮，并且控制系统非常复杂，制造 成本较高，很难被普通大众所接受。随着我国和世界许多国家人口老龄化的加剧，越来越多 的老年人和残疾人希望有一个价格低廉、适合于自己独立使用的电动助力轮椅。 16 图 1 电动助力轮椅的前轴侧图 图 2 电动助力轮椅的后轴侧图 图 1、2 中各序号代表的零件为：1.座椅，2.左短操纵杆，3.推动把手，4.靠背，5.轮胎， 6.助推圆环，7.轮辐或辐条，8.驱动电机，9.解锁手柄，10.制动器，11.右短操纵杆，12. 踏板，13.辅助支撑小轮，14.扶手，15.电池和控制装置，16.电池支架，17.电源连接器线 圈。 

本发明专利公开了一种无间断手动轮椅驱动机构，属于民用技术领域。该机构由驱动手柄组件、刹车手柄组件、连接杆、固定杆组件、短驱动柄组件、轮毂、轮毂轴承、销轴、车架等零部件组成。它针对轮椅省力、无间歇自助驱动这一需求进行设计，使用者可根据自身手臂力量或速度要求，通过搬动驱动手柄向前或向后实现轮椅的连续行走驱动功能，改变驱动手柄和短驱动柄上长槽尺寸或滑块移动区间等手法既可实现不同使用者对驱动手柄摆动范围的调节要求，能够方便地保证使用者自助驱动轮椅，从而提高残疾人的生活自理能力，同时，本机构与可折叠轮椅结合后既具有便携特性。

新型多功能轮椅式电动护理床是一种通过对常见的电动轮椅和护理床的功能以及患者康复的要求进行研究而设计的一种具有电动轮椅和护理床功能的电动轮椅式护理床的机械结构，用以满足使用者自主自由控制，坐、立、平躺、翻身、集便、清洁，使使用者自主恢复锻炼以及日常生活自理，及对腿部进行恢复性训练等需求，用于有效缓解残疾人及其家人、医护的护理负担。 通过对轮椅部分进行行驶控制、姿态转换进行研究，实现轮椅行驶、平躺、站立、翻身、便盆装置进行自动转换。为了方便患者自主操作轮椅进出床架，还设计了一种轮椅部分自动进出床架的控制方式。

01. 成果简介 动力电动化是汽车工业的发展方向。相对集中电机驱动，轮毂电机驱动具有结构紧凑、动力传递效率高、节省车辆底盘空间、以及便于车辆控制等优点，能够有效提升车辆的动力学性能。 然而轮毂电机驱动系统，因为带来更大的簧下质量，会恶化车辆平顺性和安全性，轮毂电机的寿命和工作稳定性也是需要解决的问题。为此，国内外不少企业或学者均开展研究，提出多种解决方案。 与现有技术相比，本项成果经过多轮迭代，具有以下特点及优势： 1. 引入可与车轮发生相对转动的弹性-阻尼减振机构支撑架，与车辆悬架相结合，使得减振与动力传递彼此解耦，显著降低了轮毂电机的振动、改善了车身振动性能和车轮接地特性。 2. 全新的轮内机械结构设计，避免使用特殊构型的电机或大直径轴承等非常用零件，显著降低了轮毂驱动系统的转动惯量和制造成本。 3. 可针对不同应用场景，提供对应设计方案和结构。  新型轮毂驱动系统结构示意图02. 应用前景   本项成果主要应用于新能源汽车领域，也可用于轮式机器人、低速电动车等其他电驱动车辆领域。03. 知识产权   本项成果核心技术已申请2项国内发明专利，并申请了国际专利。04. 团队介绍 本项目负责人为清华大学教授、博士生导师，主要研究方向包括：汽车结构轻量化与乘坐舒适性，动力系统结构及其振动噪声控制。先后获得省部级科技奖励2项，在国内外发表学术论文100余篇。05. 合作方式   专利许可、投资入股。06. 联系方式   邮箱：zhangyan2017@tsinghua.edu.cn

1. 痛点问题 在电动化时代，轮毂电机是实现重型电驱底盘高效率、轻量化、智能化、线控化的关键技术。然而，现有轮毂电机技术在系统扭矩密度、功率密度、簧下质量、系统可靠性等方面，还存在诸多亟待解决的问题，具体表现为：一、外转子直驱电机扭矩不够大，体积重量大，成本高；二、内转子电机扭矩密度不高，且常规的轮毂电机系统总体构型需要电机壳承受轴荷，机壳变形后影响电机气隙和电磁性能；三、大扭矩电机散热问题难以解决，系统构型复杂度高，可靠性低。 2. 解决方案 本技术是一种“弯扭解耦”的轻量化电动轮构型。技术特点是：优化电动轮的弯扭力学设计，解耦承弯与承扭结构件，一些部件可以采用铝合金，达到结构轻量化目的：采用中高速电机与单级大速比减速器匹配的方案，达到小空间、小质量、大转矩且提高传动效率的效果；充分利用了轮辋内部的径向空间，减小整体轴向尺寸，优化了轮毂轴承的布置；方案接口灵活，对底盘悬架的改动要求最小，基本可完全兼容现有悬架接口，可集成盘式制动器或鼓式制动器。 合作需求 为实现本技术的产业化和市场化，主要需求包括： 1.办公资源和生产基地的拓展，以满足规模化、定制化产业生产的需求; 2.引进高水平的电机设计专家、试制团队； 3.在民用轮毂电机领域，已获得1亿元左右的优质订单，迫切需要建设配套保供自动化生产线，需要用到约2亿元的产线建设资金。

我们设计了一个基于Galileo轮，同时具备平地行驶和越障能力的智能轮椅。其独特的越障结构将极大地提高轮椅的行驶范围，轻松跨越楼梯、沟壑、泥泞等地性障碍。

一、神经-肌肉电假肢获北京市科技成果二等奖 获国家科技发明三等奖患者1患者2 加拿大患者 机械传动系统关键技术：结构紧凑传动比大握力与速度的矛盾机械噪音要小传动效率高肌电假肢的控制模式和自由度电子开关控制比例控制模式控制（肌电信息量非常丰富，利用其不同特征可形成多种控制模式）简单实用的是电子开关控制单自由度肌电假手两自由度假手，多为单自由度肌电控制加被动/电动旋腕多自由度肌电控制上肢假肢要采用模式控制技术二、有力觉、触滑觉反馈的肌电假手（1）力觉的 测量原理（2） 触、滑觉（小闭环）三、骨植入假肢清华大学与四川大学合作承担了国家863重点项目：《生物活性经皮骨植入材料和植入式智能假肢研究》 骨植入假肢要解决的关键技术：植入体与残肢骨的骨性结合（用酸－碱火焰法、阳极氧化法进行钛表面生物活化处理）经皮密封问题（在生物活化钛表面喷涂类骨羟基磷灰石涂层技术）对植入体的防护问题（安全问题）传统的假肢装配技术—接受腔最大缺点：不符合生物力学规律经软组织传力不透气有异味肌肉萎缩后需经常更换植入式智能假肢骨性结合, 进行了经皮植入体 表面生物活化技术研究 开发了基于酸碱火焰 法的 钛金属 表面生物活化技术，获 得了具有多孔纳米级氧化钛结构的表面 进行了羟基磷灰石涂层的桥接性研究---羟基磷灰石涂层可以实现2mm间隙的桥接     钛表面产生的纳米结构               新生骨长入2mm间隙                                               动物实验植入体结构和 表皮与植入体金属表面的结合                                        植入体结构                                                人表皮细胞与生物活性钛紧密贴附，材料与表皮有良好的生物相容性 植入体保护技术（安全问题）骨植入式假肢是对假肢安装技术的根本性革命，是由瑞典发明种植牙的著名医生Branemark教授发明的，已在英国临床安装了几十例。采用医用钛合金材料作为植入体植入残肢骨内，经皮密封处理伸出体外与外假肢连接。没有传统假肢的接受腔，直接通过植入体传力于主干骨，符合人体生物力学规律。骨植入式假肢是当代假肢技术革命性的变化，是21世纪康复工程新的发展方向和研究热点。四、电动截瘫步行机每侧腿由一个小型直流伺服电机通过蜗轮机构驱动髋、膝关节联动。步行机构具有自锁功能 以确保安全，手动的解锁装置可使患者实现坐姿。行走时由控制系统协调双腿实现交替步态。为保证安全和身体平衡，行走时需借助轻型助行架或双拐。步行机构的主要部件由钛合金制造，整体重9.6公斤。五、各种膝关节矫形器共有4~5种，适应膝关节的不同症状：膝内、外翻、膝关节手术后防护装置，有膝屈角可调限位装置