全世界有7500多万人需要轮椅,但绝大多数人缺乏轮椅,特别是在中低收入国家。 动力轮椅为严重行动障碍者提供转型性独立,但其成本和复杂性造成了一个严峻的障碍。 为发展中国家建造一个负担得起的、持久的动力轮椅需要克服传统设计从未遇到的技术、基础设施和社会经济障碍。

基本技术的高成本

动力轮椅依赖于三个昂贵的子系统:电池、发动机和电子控制器。 在发达市场,这些部件是按高标准制造的,驱动着单位成本。 对于一个用于低资源环境的轮椅来说,每一美元都很重要 — — 但是切任何部件的角都可能使椅子不安全或不可靠。

电池难题

深循环铅酸电池是最便宜的选择,但增加了大量重量,寿命有限,通常每天使用一至两年。 锂离子电池更轻、更久,但成本是3至4倍。 在许多发展中国家,极端热能加速电池退化,缺乏可靠的电力使得充电无法预测。 一些创新者正在试验太阳能充电包,但电池板成本和阴影问题仍然面临障碍。

汽车和主计长

能够爬陡坡或导航松散砂砾的高推力DC发动机价格昂贵。 便宜发动机在热带气候中往往过热或持续负荷下失灵。 同样,带有可编程参数的滑翔杆控制器增加了方便,但提高了价格; 更简单的切换开关控制更便宜,但更不易进行人机学测试。 在现实世界条件下,要找到成本和功能之间的正确平衡,需要严格的实地测试。

Rugged Terrain和Harsh气候的设计

大部分动力轮椅的设计都是为平滑的铺路、地毯式住宅和无障碍建筑。 发展中国家呈现的景观截然不同:没有铺路、深坑洞、泥土、沙子和陡坡。 无法处理这些表面的轮椅将被废弃。

框架和暂停限制

建造一个既轻又强的框架,以适应粗糙的地形,可以推动材料成本的上升。铝是轻而易举的,但容易疲劳;钢是重而可在当地修理的。 有些团体转向了用简单的悬浮系统焊接的钢框,例如使用类似自行车轮的气动轮胎,这些轮胎吸收冲击,容易更换。 然而,气动轮胎需要适当的通货膨胀,容易被刺穿;固体轮胎持续时间更长,但使用时很严。

环境复原力

热、湿、灰尘和雨会降解电子。 控制器需要内侵保护(IP54或更高),连接器必须防腐蚀。 密封的铅酸电池比被淹的电池更能耐尘埃,但仍在高热中受苦。 设计者必须指定极端环境的组件,这往往消除最便宜的部件。

基础设施和供应链差距

即便设计良好、价格低廉的轮椅,如果无法在当地维护,也无济于事。 许多发展中国家缺乏任何正式的轮椅零件供应链、修理服务或训练有素的技术人员。 这种现实迫使设计者将简单和可修复性置于前沿特征之上。

备件供应

动力驱动(Motigion)是一家英国慈善机构,它设计轮椅时使用标准的自行车部件 — — 轮胎、管子、轴承和口罩 — — 几乎可以在任何城镇中找到。 对于动力轮椅,其等效物将使用标准的汽车电池、通用发动机和现成的开关。 但即便如此,找到一个能够为刷机控制器服务的商店也是一个挑战。 没有强大的零配件分配网络,设备在几个月内便无法使用。

充电基础设施

动力轮椅需要频繁充电。在电力不稳定的地区,业主可能面临夜间停电或极低的电压,这可能会损坏充电机和电池。太阳能充电站的存在,但需要资本投资和安全安装。 一些项目,如自由轮椅任务[,出于这一原因,侧重于手动轮椅,完全避免了充电依赖。 对于动力座来说,可单独和轮流充电的可互换电池包,是一个很有希望的解决办法,尽管成本很高。

收养的社会经济障碍

经济适用型轮椅的价格 — — 通常为500美元到1 500美元 — — 对大多数每天生活费低于2美元的家庭来说,仍然无法支付。 即使有补贴,所有权也会带来经常性成本:电池、轮胎和修理。 没有持续的资金或基于社区的支持模式,许多椅子最终会断裂和废弃。

供资模式和可持续性

非政府组织和社会企业往往依赖捐款或政府赠款,而这种捐赠和赠款是无法预测的。 一个更可持续的方法是在印度和非洲建立当地制造能力,正如动机模型所见。 通过培训当地车间来生产和修理手动轮椅,它们创造了工作机会并确保长期可用。 由于电力专门知识的需要,将这种模型推广到为轮椅供电更为复杂,但有些团体正在尝试模块式自助设计。

羞辱和文化接受

在许多社区,残疾被污名化,家庭可能隐藏行动障碍成员而不是投资轮椅。 突出独立和尊严的提高认识运动可以改变态度,但需要时间和信任的当地伙伴。 残疾人组织从一开始就参与进来,确保设计符合实际需要,并且分配尊重文化规范。

政策和监管

政府政策可以帮助或阻止获得辅助技术。 对轮椅部件的进口关税、质量和安全标准的缺乏以及有利于最廉价竞标的集中采购系统都构成了障碍。

需要当地标准

ISO 7176等国际标准已经存在,但测试费用却很高。 发展中国家往往缺乏认证本地产品所需的实验室和专门知识。 没有认证,捐助方或卫生部可能拒绝购买椅子。 建立区域测试设施并调整低成本、低速的椅子标准可以加快批准速度。

采购和分发工具

许多政府依赖向最低投标者授予可能导致设备质量低下的投标。 其他国家根本没有轮椅预算项目。 倡导将动力轮椅纳入国家医疗保险计划或残疾福利方案至关重要,这表现在 世卫组织全球辅助技术合作(GATE) 倡议,它为政策制定提供了一个框架。

创新解决办法和新趋势

尽管面临挑战,但一些有希望的方法正在获得牵引力。 工程师们正在利用开源设计、3D打印和智能手机诊断来降低成本和增加支持。

模块和基件设计

诸如Mobius动力轮椅套装等项目,旨在使用可拆卸驱动装置将标准手动轮椅转换成动力椅,这降低了成本,因为用户已经拥有了椅子,驱动装置可以被移除充电. Modularity还简化了维修——驱动装置可以被换掉,而不是被送去维修.

利用可再生能源

太阳能轮椅,如 Solight Wheel chair等人开发的轮椅,将光伏板整合到树冠或背面。 尽管价格仍然很高,但太阳能电池的成本却在迅速下降。 在阳光明媚的地区,太阳能轮椅可以完全离网运行,从而消除充电基础设施的需求。

当地生产和技能转让

诸如自由轮椅任务和动机等组织已经证明,培训当地手工业者建造和修理手动轮椅工程,对于动力轮椅,与技术学院的伙伴关系可以建立一个训练有素的电工和机械师的管道,提供装配包,并附有明确的说明和完整的诊断,使得社区修理中心能够在最初分发后很长一段时间里使椅子运转。

结论:需要采取系统办法

为发展中国家制造负担得起的电轮椅不仅仅是工程问题。 这需要将产品设计与当地基础设施相结合,建设可持续的资金和供应链,以及制定优先获得服务的政策。 没有一个组织能够单独解决该问题。 政府、非政府组织、产业以及最重要的是最终用户之间的合作至关重要。 当流动性解锁后,人们可以获得教育、就业和社区的机会 — — 回报让每一项投资都值得。