爬樓輪椅簡介
爬樓輪椅輪椅是年老體弱者以及下肢傷殘者必不可少的代步工具，隨著無障礙設施的增多，輪椅使用者的活動範圍逐步加大，但樓梯卻使輪椅受到很大限制。目前的輪椅、電動輪椅能在坡度小於12度平坦的路面上行駛，但遇到樓梯台階、溝槽、坎就無法跨越。輪椅在於為由於生理機能變化的老年人，先天或意外致殘等行動不方便人士提供一種能方便自我、操作方便、使用安全的、能將代步、跨越溝、坎、台階與樓層（樓梯）融為一體的工具。解決他們在康復前的生活、學習、工作、交流等實際困難，減輕健康人群的工作壓力。
爬樓輪椅分類
爬樓輪椅爬樓梯輪椅按照爬樓梯的運動方式將輪椅分成連續型和間歇型兩種，分別介紹了其技術特點和研究進展，並且對爬樓梯輪椅的發展趨勢進行了展望。連續型爬樓梯輪椅的主要特點是在爬樓梯過程中，有一套支承裝置，依靠這套支承裝置的連續運動從而實現輪椅上下樓梯的功能。按其運動執行機構又可以分為星型輪機構和履帶輪機構兩種，其中履帶輪機構相對比較成熟，在可以爬樓梯防暴機器人等類似裝置中套用的比較廣泛。
一、 星型輪機構爬樓梯輪椅
星型輪式爬樓梯輪椅的爬樓梯機構由均勻分布在“Y”形或“+”字形系桿上的若干個小輪構成。各個小輪既可以繞各自的軸線自轉，又可以隨著系桿一起繞中心軸公轉。在平地行走時，各小輪自轉，而爬樓梯時，各小輪一起公轉，從而實現爬樓梯的功能。目前星型輪機構爬樓梯輪椅中性能指標最高的產品，它結構非常緊湊、運動靈活、操作方便。iBOT3000型不僅能爬21厘米以下高度的樓梯和不超過15厘米高的“馬路牙子”，在沙灘、斜坡和崎嶇的路面和小山坡上前進，而且後輪能“站起來”直立行走，使坐在上面的人升高，可以取放位於高處的物體。iBOT3000已經獲得FDA批准在歐美上市，售價相當於中高檔轎車的價格。iBOT前面有一對直徑10厘米的實心腳輪，後面有兩對直徑30厘米的充氣輪。
iBOT有3種運動模式：在平地上前進時，6隻輪子同時著地，當遇到崎嶇路面、沙土地或斜坡時，由4個後輪驅動行走；只靠一對後輪接觸地面的直立模式，iBOT可以保持這種站立姿勢，也能直立行走；由兩對後輪交替爬台階的爬樓梯模式。iBOT不僅採用了比普通輪椅複雜的驅動結構，而且安裝了多個感知人－輪椅重心位置的陀螺儀，控制器根據陀螺儀的信號時時調整重心的位置，使輪椅能夠在不同路面和直立狀態下保持平衡。
國內外發明了多種星型輪式爬樓梯輪椅，除了iBOT3000外，大多數都採用3個或者3個以上星型輪，星型輪多的優點是輪椅爬樓梯時的穩定性好，缺點是體積較大，很難在普通住宅樓梯上使用，這也是星型輪式爬樓梯輪椅儘管發明專利很多，真正實施和推廣的卻很少的主要原因。
二、 履帶型機構爬樓梯輪椅
履帶型機構的爬樓梯輪椅套用較多，它採用比星型輪機構更為連續的行走方式，傳動效率比較高。在上下樓梯過程中，輪椅的重心總是沿著與樓梯台階沿的連線相平行的直線運動的，其重心的波動很小，運動非常平穩。履帶式爬樓梯輪椅最大不足是平地行走時阻力較大，運動不靈活，在爬樓梯時履帶容易損壞樓梯沿。為克服這一缺點，國內外提出過各種各樣的改進機構，一種改進的輪－履帶混合機構的爬樓梯輪椅，它在平地行走時利用輪式機構，爬樓梯時放下履帶機構進行工作。
三、其它形式的連續型爬樓梯輪椅
除了星型輪機構和履帶輪機構爬樓梯輪椅外，還有一些其他形式的連續型爬樓梯輪椅。有的爬行機構是由三組帶有滑道的輪組構成的，當車輪抵住台階之後，台階自然會對輪組中的一個產生阻力。當繼續施加動力時，則滑輪將向滑道的後方滑動，滑輪中心提高，從而將車輪抬起。如此反覆進行，從而達到上台階的目的，這種輪椅的不足是結構過於複雜。
四、間歇型爬樓梯輪椅
間歇型爬樓梯輪椅的主要特點是具有兩套支承裝置，兩套支承裝置交替支承，以實現上下樓梯的功能。這種機構的爬樓梯過程類似於人上下樓梯的過程，也有人稱之為步行式爬樓梯輪椅。早期的爬樓梯輪椅多採用這種方式，1892年Bray發明的第一台爬樓梯輪椅就採用了這種方式。在爬樓梯時，先由其中一套支承裝置支承，抬高輪椅及另一套支承系統，再水平向前移動，上一級台階。然後，由另一套支承裝置支承，將前面那套支承裝置收回，如此循環，直到爬完整段樓梯為止，其爬樓梯過程不連續。
一種典型的間歇式的爬樓梯輪椅，這種輪椅的四個輪子由蝸桿和車身相連，平地行駛的時候，四根蝸桿伸出的長度相同，保證車輛平穩行走。當輪椅需要上下台階的時候，首先通過蝸桿的上升，抬起其所連的輪子，前移至台階上。再將蝸桿抬起，移至台階上，整個動作都模仿人上樓梯的動作，運動相對比較平穩，但是對控制的要求比較高，操作比較複雜。
在普通輪椅的基礎上加裝一套爬樓梯執機構和驅動系統。它即可以在平地行駛，又可以僅憑藉使用者雙臂的力量使輪椅上、下樓梯。這種爬樓梯輪椅的主要特點是在普通輪椅的將爬樓梯桿改成弓型，弓弦部裝有帶橡膠的牙齒，這樣在爬行樓梯時，帶橡膠牙齒的弓弦也與台階邊沿接觸，增加了爬行的穩定性。
爬樓輪椅技術比較
| 傳動方式 | 星輪式 | 履帶式 | 步進支撐式式 |
| 載重 | 100Kg | 130Kg | 115－160Kg(可選) |
| 爬樓速度 | 6-12級/min | 0.48m/min | 10、14、18級/min |
| 防下滑制動 | 無 | 無 | 有 |
| 輪、履帶耐磨損能力 | 中 | 弱 | 強 |
| 樓梯斜度要求 | 無要求 | 小於30－35度 | 無要求 |
| 台階寬高適應範圍 | 寬×高（mm） 260×160(必須) | 寬×高（mm） 100以上×180以下 | 寬×高（mm） 130以上×220以下 |
| 樓道轉角空間要求 | 800×1200mm | 970×970mm | 800×900mm |
| 滿電量爬樓台階數 | 2992級 | 可滿載上23層樓 | 300－500級（速度下降5%後不計） |
| 旅行摺疊功能 | 無 | 無 | 有 |
| 自重（總重量） | 47－49Kg | 46Kg | 23.5－34.3Kg |
| 工作噪音 | 中 | 大 | 小 |
| 平地推行 | 顛簸 | 不可 | 可以 |
| 價格 | 低 | 中 | 高 |
| 安全性 | 中 | 低 | 高 |
爬樓輪椅發展
連續型爬樓梯輪椅工作效率高，爬樓梯的速度較快，間歇型的爬樓梯輪椅因兩套支承裝置交替支承，爬樓梯的速度一般較慢。
星型輪式爬樓梯輪椅的活動範圍廣，運動靈活，但是上下樓梯時平穩性不高；履帶型爬樓梯輪椅的技術比較成熟，傳動效率比較高，行走重心波動很小，運動非常平穩，但是運動不夠靈活，對樓梯有一定的損壞，這限制了其在日常生活中的推廣套用。
國內外尚沒有體積小巧、操作簡單、價格低廉，適用於居民樓梯和廣大殘疾人及老年人的爬樓梯輪椅。
國內自創
爬樓輪椅廣州黃華路一小區內，2010年，已69歲的丈夫劉鐵兒退休前是廣州南洋電器廠的高級技工。鐵叔的妻子患有風濕病，行動不便。妻子若要從住所的2樓到一樓，鐵叔要花好大力氣。妻有疾在身行動不便，丈夫愛妻心切，費心設計出一輛可以爬樓梯的輪椅，讓妻子方便出門看世界。
愛搗鼓小發明的鐵叔靈機一動，設計出一輛可以協助行動不便人士上下樓梯的特殊輪椅。輪椅底部有兩組輪子，每組輪子各有一對大輪子和一對小輪子，其中靠前的兩組較大輪子，輪身表面有軸承，軸承輪後面跟著一對小輪子；靠後的輪子，則沒有軸承；在輪子上方，有多組看似複雜的傳動軸組，這些傳動軸組有的和底下的兩組輪子相連，有的則和頂上的椅子相連；在輪椅椅子的前方，有兩條與汽車變速器相類似的操縱桿。
“靠著椅子前面的操縱桿以及傳動軸上面的兩組開關，輪椅可在任何樓梯上自由走動。”鐵叔說，這款輪椅全是由他一手打造。通過調節輪椅上兩個傳動軸的開關，輪椅的輪子組可以隨意變寬變大以適應不同類型的樓梯；通過控制輪椅前方的操縱桿，可讓輪子改變角度，緊緊咬合樓梯的同時，保證輪椅自如上下樓梯。
國外發展
爬樓輪椅瑞士設計履帶輪椅
瑞士的工程師們發明了一個能夠上下樓梯的電動輪椅。Scalevo輪椅利用橡膠“坦克”履帶甚至能做到在樓梯上逆向移動。這項技術的出現意味著公共建築中的輪椅坡道和輪椅電梯變得越來越沒有必要。
Scalevo輪椅在平地上時由兩個輪子維持平衡，就像賽格威一樣。但在樓梯上時，履帶則會低於輪子，即由履帶控制輪椅運動。履帶上的橡膠會鉤住一級級台階，然後推動輪椅前進。當輪椅達到最高的一級台階時，額外的一對小支撐輪則能起到防止輪椅翻倒的作用。Scalevo輪椅由一群瑞典蘇黎世聯邦理工學院的機械電氣工程學生和蘇黎世大學藝術學院的學生共同設計製造，該輪椅目前仍然只是一個雛形。
負責該項目的一個工程師BeniWinter說：“該輪椅在平地或是小山坡上時基本上是由兩個輪子驅動的。但若需要上樓，該輪椅則改由履帶驅動。輪椅的履帶可以隨坡度改變而轉動，以保證輪椅上面的使用者保持水平。”
團隊成員們觀察到生活中一般能攀爬樓梯的輪椅在上下樓時，都會造成巨大的傾斜，而這會給使用者帶來巨大不適，這是該團隊的靈感來源之一。而相比之下，Scalevo輪椅在攀爬樓梯時將防止人們前傾或是後仰，不會讓人產生不適。使用者在輪椅攀爬樓梯時也可以觀察到履帶的傾斜程度，並能做出適當的調整。
