台大校慶成果發表海報  電動輪椅測試影片(wmv)

輪椅手輪馬達的發明

　　本發明係關於一種輪椅手輪管形線性馬達，特別是涉及一種利用定子驅動轉子以輔助輪椅行進的線性馬達。主要目的在於加大轉子的施力半徑，使得轉子能形成更大的力矩，藉此馬達可設計更輕巧，電瓶使用安培小時數可以降低，以減輕電池重量。目前世界上尚無同型產品, 本創見為新發明, 已申請發明專利: 輪椅手輪管形線性馬達(2005.5)，中華民國專利新型申請案號094102828，公告號200626118。並以「手輪馬達電動輪椅」榮獲國家生技醫療產業策進會2007年「國家新創獎」；復於2008年以「輪椅馬達驅動結構」榮獲「財團法人徐有庠先生紀念基金會」生技醫藥類『第六屆有庠科技獎』暨『第三屆有庠科技發明獎』。

創新應用技術突破說明:

背景: 高齡化的社會即將來臨，傳統的電動輪椅重量及體積大，耗電高且效率差。

動機: 造福中風、行動不便的老人與病患，使出門代步的工具符合舒適性、安全性與輕便性。

技術突破:

1. 直接利用手扶圈中空圓管填塞磁鐵，或利用手扶圈表面貼磁鐵的方式製成轉子。
2. 定子不必做成整圈，可設計成扇形分佈，留下的空間仍可容許手臂推動行進。
3. 妥善的機構設計，定子和轉子可以分離，在電力耗盡時可以轉換成手臂驅動。
4. 由於驅動馬達在左右雙輪上，仍可保留原輪椅折疊收藏的方便性。
5. 磁鐵設計成正弦弧線，反嵌在手扶圈內，達到最大力矩密度與最低力矩漣波。
6. 由於此新型手輪馬達經過最佳化設計及有限元素電磁分析與驗證，設計者完全掌握最佳 驅動電流波形，即在最小電力消耗下可以產生最大力矩。
7. 此新型手輪馬達屬於三相永磁無刷馬達，故障率低，雙輪直行與轉彎操作靈活。續航力較同級電動輪椅商品高出30%。

簡述國內外相關研究成果之比較:

　　目前世界上尚無同型產品。市面上傳統的電動輪椅，其動力系統是使用高轉速的馬達搭配減速齒輪箱，利用齒輪減速提高輸出的扭力，這些傳動系統可以補足馬達扭力的不足，但是這些機械裝置不但增加重量及體積，也在傳動的過程中造成多餘的能量損失，大大地降低系統的效率。因此將手扶圈設計成馬達的轉子，藉著手扶圈到輪軸較大的旋轉力臂，可以得到較大的力矩輸出。目前本產品正與上銀科技股份有限公司、善工科技股份有限公司共同投資，以開發型產學合作計畫進行研發與技轉。