我国老龄化日趋严重，老年人腿脚不便，上下楼成了一大障碍。“上下楼时老人很容易跌倒，造成无法挽回的后果。”为了解决老人和残障人士“上楼累，下楼难”的问题，北京工业大学附属中学高一年级的王昱添设计了一款“自平衡爬楼轮椅”，用较低廉的价格解决了老年人的“爬楼”困境。这个设计在前不久举办的2017年北京青少年科技创新大赛上获得了一等奖。

自平衡实现安全爬楼

“姥姥、姥爷都已经80多岁了，家在山城重庆，本就地势起伏不平，又住在7层高的楼房内，平时上上下下、进进出出都很不方便。”王昱添很想为姥姥、姥爷生活质量的提高出一份力，看到地铁站的无障碍设施，他想到了以“爬楼轮椅”代步的方法。为此，他曾到网上商城查找爬楼轮椅，“价格太贵了，一把轮椅在5万元左右，这个价格相信很多家庭都难以承受。”此外，市面上的“爬楼轮椅”不少都只有爬楼功能，缺乏减震和必要的安全措施，这不仅让老人在体验上不那么舒适，更有可能对安全造成威胁。“为此，我想设计出一款保证舒适安全、尽可能多的实现老人需求，并且价格低廉的多功能轮椅，让它变成老人和残障人士的另一双腿，”王昱添说。

抱着这个想法，他参照坦克的运动原理，设计出了一款靠履带前行，并具有自平衡功能的“爬楼轮椅”。“借鉴了运动手环所采用的电子陀螺仪和加速度计，可以实时监测地面的夹角。这样一旦遇到倾斜或颠簸等情况造成的轮椅角度偏差，系统就会控制轮椅座位下方的两轴平衡系统进行调整。如果轮椅前倾，就往后拉；如果轮椅后倾，就往前推，这样就保证了基本的平衡。”王昱添解释，受轮椅大小的限制，完全平衡只能在一定角度内保证，“楼梯坡度在30度以内，可以保证座位水平；如果超出范围，也能做到基本平衡，偏差不会超过15度，保证至少不让人摔下来。”据他介绍，目前市面上的爬楼轮椅的攀爬角度约在25度之内，而他设计的新型爬楼轮椅则适用于更多的场合。

不怕突然停电或打滑

在实现了爬楼和自平衡的基本功能之后，王昱添开始为轮椅的舒适度和安全性考虑。“市面上的爬楼轮椅没有减震设计，‘硬邦邦’地运动，让人坐在上面很不舒服。”借鉴汽车或坦克的扭杆悬挂系统，王昱添设计了轮椅的减震器，对道路不平或坑洼带来的震动进行减震，确保出行的舒适度。