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行動輔具行動輔具 -- 老人使用之老人使用之助行器探討助行器探討

報告者：簡志偉報告者：簡志偉指導老師：游忠煌指導老師：游忠煌

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摘要摘要 行動輔具行動輔具 -- 助行器的種類、特色、對象助行器的種類、特色、對象 問題問題 機構改良機構改良 (1)(1) 減速裝置減速裝置 (2)(2) 煞車系統煞車系統 量測量測 (1)(1) 量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的受力量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的受力

情況情況 (2)(2) 可測量手腕施於握把作用力之感測裝置可測量手腕施於握把作用力之感測裝置

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助行器的種類助行器的種類

四腳型助行器 前輪式助行器

三輪式助行器 四輪式助行器

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個別特色個別特色 四腳型助行器四腳型助行器 最好的穩定性和最大正向支撐力最好的穩定性和最大正向支撐力 [ Frederick, 2003] [Hook ,2003][ Frederick, 2003] [Hook ,2003] 須重新學習步態及消耗能量高須重新學習步態及消耗能量高 [Foley ,1996][Foley ,1996] pick-uppick-up 時期是最不穩定也最危險的狀態 時期是最不穩定也最危險的狀態 [Hamid ,2005][Richard [Hamid ,2005][Richard

,1993],1993] 四輪式助行器四輪式助行器 以推動方式前進，耗能量少以推動方式前進，耗能量少 [Honeyman ,1996][Honeyman ,1996] 行走步態較類似正常人走路的步態行走步態較類似正常人走路的步態 [Foley ,1996][Foley ,1996] 可提供遠距離步行使用，但所提供的正向支撐力較少 可提供遠距離步行使用，但所提供的正向支撐力較少 [Hook ,20[Hook ,20

03]03] 前滾輪式助行器前滾輪式助行器 以推動方式前進，耗能量少以推動方式前進，耗能量少 [Honeyman ,1996][Honeyman ,1996] 需要更換助行器腳部橡皮套需要更換助行器腳部橡皮套 [William,1995] [William,1995]

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使用對象使用對象1. 骨科疾病：如截肢、骨折、下肢關節炎或是關節骨科疾病：如截肢、骨折、下肢關節炎或是關節

置換手術患者。置換手術患者。2.2. 神經系統疾病：不完全脊椎損傷、中風、帕金森神經系統疾病：不完全脊椎損傷、中風、帕金森

氏症、失智症患者。氏症、失智症患者。3.3. 廣泛性體能衰弱：心肺疾病患者。廣泛性體能衰弱：心肺疾病患者。

[ 陽明輔具所 朱文玥 ,2006]

若是以年齡層來分類，根據若是以年齡層來分類，根據 Pardo Pardo 學者的文獻指學者的文獻指出，助行器的使用族群大多數為年齡超過六十歲出，助行器的使用族群大多數為年齡超過六十歲以上之老人以上之老人 [Pardo, 1993][Pardo, 1993]

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問題問題 老人在使用四腳型助行器，在老人在使用四腳型助行器，在 pick-uppick-up 時期時期

助行器無法提供支撐，反而重量還要負荷助行器無法提供支撐，反而重量還要負荷在腳上，此為最不穩定的狀態在腳上，此為最不穩定的狀態

目前國內外對於助行器安全性的改良，多目前國內外對於助行器安全性的改良，多以需要用到電力系統為主，因此在助行器以需要用到電力系統為主，因此在助行器上必須裝載電池、機電裝置等設備，大大上必須裝載電池、機電裝置等設備，大大增加了助行器的重量，在移動或搬移時並增加了助行器的重量，在移動或搬移時並不便利。不便利。

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想法想法 (1) (1) 設計有四輪式助行器不需提起助行器的設計有四輪式助行器不需提起助行器的

狀態，有類似正常步態及較高的穩定性狀態，有類似正常步態及較高的穩定性 (2)(2) 仍有固定式助行器可以提供較大的支撐仍有固定式助行器可以提供較大的支撐

力—煞車系統力—煞車系統 (3)(3) 控制助行器前進的速度—減速裝置控制助行器前進的速度—減速裝置

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助行器之機構改良助行器之機構改良 減速裝置減速裝置 煞車系統煞車系統

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減速裝置減速裝置 輪型助行器本身的阻力很輪型助行器本身的阻力很小，為了避免助行器移動小，為了避免助行器移動過快，必須要增加輪子的過快，必須要增加輪子的阻力 阻力

此裝置是使用減速馬達 此裝置是使用減速馬達 在此是將減速馬達當成發在此是將減速馬達當成發

電機來使用電機來使用 將減速馬達接上一可變電將減速馬達接上一可變電

阻。介由可變電阻的調整阻。介由可變電阻的調整來改變輪子的阻力。而達來改變輪子的阻力。而達成減速的效果。 成減速的效果。

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煞車系統煞車系統 減速裝置只能限制助行器減速裝置只能限制助行器

速度，並無法固定助行器，速度，並無法固定助行器，對使用者來說還是不夠安對使用者來說還是不夠安全。煞車系統為一機械式全。煞車系統為一機械式裝置，其目的是當使用者裝置，其目的是當使用者在跌倒或失去重心的狀況在跌倒或失去重心的狀況下，手腕對助行器的施力下，手腕對助行器的施力可能會加大，來引發煞車可能會加大，來引發煞車的機制將輪子鎖住。 的機制將輪子鎖住。

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量測量測 量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的

受力情況受力情況 可測量手腕施於握把作用力之感測裝置可測量手腕施於握把作用力之感測裝置

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量測使用者將跌倒時手腕施力於助量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的受力情況 行器的受力情況

目前並無文獻指出助行器使用者目前並無文獻指出助行器使用者將跌倒時對於助行器的受力情形 將跌倒時對於助行器的受力情形

水平力水平力 ????垂直力垂直力 ???? 力矩力矩 ?????? 測量手腕在將跌倒時的受力狀況測量手腕在將跌倒時的受力狀況 六軸向力感測器（六軸向力感測器（ Fx, Fy, Fz, MFx, Fy, Fz, M

x, My, Mz x, My, Mz ） ） 將力感測器固定在助行器上，所將力感測器固定在助行器上，所

以需要改裝助行器握把的部份 以需要改裝助行器握把的部份

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可測量手腕施於握把作用力之感測可測量手腕施於握把作用力之感測裝置裝置

感測裝置就是要用來測量使用者手腕的施感測裝置就是要用來測量使用者手腕的施力大小，在煞車裝置的握把處加上一可以力大小，在煞車裝置的握把處加上一可以測量線性位移的位移感測器測量線性位移的位移感測器 LVDT(Linear VLVDT(Linear Variable Differential Transformer) Position Sariable Differential Transformer) Position Sensors ensors

虎克定律公式 虎克定律公式 F = K S‧F = K S‧ 可量測出每位使用者的受力狀況，而給予可量測出每位使用者的受力狀況，而給予

不同彈簧係數之彈簧不同彈簧係數之彈簧

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可測量手腕施於握把作用力之感測可測量手腕施於握把作用力之感測裝置裝置

上述之煞車系統提到，當上述之煞車系統提到，當手施力於握把時會受到彈手施力於握把時會受到彈簧給予的反作用力，而施簧給予的反作用力，而施力力 (F)(F) 到某一程度時，會壓到某一程度時，會壓縮彈簧一位移量縮彈簧一位移量 (S)(S) ，此位，此位移量即為煞車線的位移量，移量即為煞車線的位移量，位移量的多少是控制煞車位移量的多少是控制煞車的因素的因素。但因為每位使用。但因為每位使用者手腕所施加於行器的力者手腕所施加於行器的力量皆不同，無法以同一位量皆不同，無法以同一位移量來控制煞車。所以需移量來控制煞車。所以需要個別測量使用者手部施要個別測量使用者手部施加於助行器的力量 加於助行器的力量

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遇到的問題遇到的問題 量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的

受力情況可能不夠客觀受力情況可能不夠客觀 (1)(1) 無法由老人來測試，而是健康受測者無法由老人來測試，而是健康受測者 (2)(2) 受測者心理已預知要跌倒的狀況，和真 受測者心理已預知要跌倒的狀況，和真

實要跌倒前未知狀態是否會有不同反應，實要跌倒前未知狀態是否會有不同反應，並不得而知並不得而知 ??????

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文獻回顧文獻回顧Frederick W. Van Hook, Dale Demonbreun, Barry D. WEISS. “Ambulatory Devices for Chronic GFrederick W. Van Hook, Dale Demonbreun, Barry D. WEISS. “Ambulatory Devices for Chronic G

ait Disorders in the Elderly.” American Family Physician, April 15, 2003 Volume 67, Number 8.ait Disorders in the Elderly.” American Family Physician, April 15, 2003 Volume 67, Number 8.

Hook, F. W. D. Demonbreun., B. D. Weiss. "Ambulatory devices for chronic gait disorders in the elderlHook, F. W. D. Demonbreun., B. D. Weiss. "Ambulatory devices for chronic gait disorders in the elderly." Ame. Fam. Phy.67.8y." Ame. Fam. Phy.67.8 （（ 20032003 ）） :1717-1724.:1717-1724.

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Hamid Bateni, PhD, Brain E. Maki, PhD.”Assistive Devices for balance and mobilityHamid Bateni, PhD, Brain E. Maki, PhD.”Assistive Devices for balance and mobility ：： Benefits, DemaBenefits, Demands, and adverse Consequences.”Arch Phys Med Rehabil 2005;86:134-45.nds, and adverse Consequences.”Arch Phys Med Rehabil 2005;86:134-45.

Richard D. Pardo, MSc, A. Barry Deathe, MD and David A. Winter, PhD. “System for routine assessmRichard D. Pardo, MSc, A. Barry Deathe, MD and David A. Winter, PhD. “System for routine assessment of walker-assisted gait.” Clin. Biomech. 1993;8:73-80.ent of walker-assisted gait.” Clin. Biomech. 1993;8:73-80.

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