通往成功的漫长道路高科技 运动设备
任何人都有可能受到战争、事故、疾病、年老或残疾的影响。自古以来，人们始终致力 于寻求能够让那些受此影响的人们生活更方便的技术解决方案。此领域的开拓者是中国人， 据说他们早在公元前1300年便已开始使用一种带有轮子的椅子。在中世纪，人们为此做过各 种尝试，从类似手推车的简单载具到1420年前后带有滑轮的驱动解决方案（虽有些笨重却极 具创造力），不一而足。
其中有一份最古老的图片文件来源于1595年。该图片显示西班牙国王Philip坐于一台类似 轮椅的载具内，虽然他罹患严重的痛风病，但他可以借助这台载具处理政府事务。首个自推式 结构由Nuremberg的钟表匠Stefan Farfler于1655年开发，他本人也患有小儿麻痹症。下面的 时间线显示了通往电动竞速轮椅之路所经历的其他里程碑。
人机体育大赛(CYBATHLON)赛道： 异常艰巨的任务
像奥运会一样，人机体育大赛(Cybathlon) 大赛每四年举行一次。运动员可参加六个 不同的竞赛项目。竞速也在不同项目期间 举行，通常位于博览会的范围内。
在“轮椅竞速”类别，伴有严重行走障碍 的驾驶员乘坐电动轮椅完成规定的障碍 赛。各个站点都有相当大的技术挑战。拉 博斯维尔工程与建筑学院已经赢得了两座 冠军奖杯，这是该学院的HSR Enhanced 团队的主要竞赛项目。许多团队选择用履 带完成楼梯攀爬。然而，HSR Enhanced 采用了混合驱动概念，集合楼梯履带和单 独转向的车轮，使得轮椅在所有其他障碍 物上都有极强的操控性。
为了爬楼梯，轮椅在底盘下安装了一个名 为“Herkules”的可升降辅助模块。该模 块将轮椅从轮式载具转换成履带式载具。 为了确保当轮椅倾斜时，驾驶员能安全地 坐稳，座椅及重心因此也会进行转换。这 种转换会影响牵引力和操纵性。对轮椅使 用者而言，这一功能在日常中也很有用:当 座椅靠前时，使用者脚的位置变低，这样 便能舒适地靠近桌子。当座椅靠后——在 水平地形上移动的标准位置——驾驶员的 腿被抬高和伸展，驾驶员和轮椅的的长度 变得更短、更紧凑。
FAULHABER的电机用于楼梯模块，可实 现座椅调节和单个车轮转向。两个大功率 有刷电机将“Herkules”降低，电机可将 约180公斤的重量从轮子举升到履带上。 带减速箱和丝杠的同款电机还被用于座椅 的移动。车轮由四个带被动减速箱的BXT 无刷电机控制。创新的绕线技术和优化设 计使其能够实现极高的转矩。性能和效率 远超其他类似尺寸的电机。电机转速高达 10000转/分，几乎可以瞬间完成转向运 动。标准内置的数字霍尔传感器可用于极 其精确的调速控制。
想要突破极限， 必须先到达 极限
在像人机体育大赛(Cybathlon)这样具有挑战性的技术 竞赛中，所有参赛者都会完成任务期间收获成长。舍奈希 FAULHABER的德国工程师会由此有所收获，拉佩斯维尔大 学的瑞士开发人员也是如此。这些人员会在技术上可行的范 围内充分利用所获经验和解决方案产生的宝贵协同效应， 将这种效应直接用于优化和开发人类机能增进和修复学应 用领域的新产品。最先从这项技术转移中受益的是应用工 程师，而后才是位于世界各地的残疾人士。无论是肌电假 肢、手臂假肢和腿部假肢甚至是外骨骼和工作机器人，无不 如此。FAULHABER所涉及的应用领域非常广泛，它不仅拥 有合适的驱动解决方案和可用的标准，还可开发定制解决方 案。正是由于具备此领域的专业知识，HSR Enhanced团队 才选择了Faulhaber提供的驱动系统。
拉博斯维尔工程与建筑学院(HSR)实验 室自动化和机电一体化系的Christian Bermes博士教授接受采访。
FAULHABER:您还记得您的学院第一 次参加人机体育大赛(Cybathlon)的情 景吗？
Bermes博士教授： “第一届人机体育大 赛(Cybathlon)大赛于2016年在苏黎世举 行。我们过了很久才知道这个比赛。我们 当时的目标是作为参赛者参加比赛，因此 我们当时要在十个月内从零开始开发出一 款可供比赛使用的轮椅。但这项任务很有 吸引力，技术挑战也非常有趣。我们的团 队踌躇满志，并且我们摘得了“电动轮椅 竞赛”类别的冠军，从而实现团队的远大 抱负。”
FAULHABER:去年在川崎（日本）举行 的人机体育大赛(Cybathlon)轮椅系列赛 上，您的团队又再次赢得金牌。您觉得今 年赢得比赛的机会如何？
Bermes博士教授： “我们可能很受欢 迎，但就像赛车运动一样，这个比赛的 规则和规定会随着技术进步而改变，标准 也在不断提高。例如，在苏黎世的第一届 比赛中只需越过三个台阶，而在川崎的比 赛中台阶数则增加到了六个。驾驶员不能 再自己打开障碍赛的门，必须由机械臂开 门，并在驾驶员进入后再关上。我期待着 又一场激动人心的比赛。”
FAULHABER: 大赛对HSR增强型轮椅的 电驱系统带来了哪些挑战？
Bermes博士教授： “电机必须满足一些 极致的需求。我们不能在轮椅上使用任何 笨重的部件；因此，我们总是尽量将模块 的尺寸保持到最小。当然，同样的道理也 适用于重量——节省出来的每克重量使载 具更具机动性，还提升了操控性。此外， 为了不浪费电池电量，我们想用效率尽可 能最高的驱动。FAULHABER的电机提供 了最好的技术。"
FAULHABER: 除了体育方面的成功， 您从人机体育大赛(Cybathlon)大赛中还 收获了什么？
Bermes博士教授：我们的拉博斯维尔实 验室自动化和机电一体化系专注于应用研 究。可以说，大赛是对我们新研发技术的 严峻考验。来自世界各地的共约一百支队 伍参加了比赛。参赛队伍在比赛期间进行 了很多专业交流，大家的共同目标都是通 过运用适合日常使用的技术使人们变得更 加独立。但是，驾驶员和机器之间的复杂 交互也可以转移到其他领域，比如工业生 产中的自动化和机器人技术：人与机器也 可以在这里协作处理复杂任务。
FAULHABER:您说您自己对体育充满热 情。体育精神在驾驶员和团队中扮演着什 么角色？
Bermes博士教授： 参赛载具的驾驶员 Florian Hauser在一次摩托车事故中截 瘫，他是一个很有抱负的运动员，总是 全力以赴。由本科生、硕士生和工程师 组成的团队中也随处可见同样的精神。 每个人都为比赛激动不已，因为一旦起跑 信号发出，我们就不得干预了。这跟一级 方程式赛车一样：我们试图穷尽技术的可 能性。如果工作做得好，我们就能为成功 创造理想条件。但在比赛中，上了赛道就 只看驾驶员的表现了，这跟赛车类似。在 Florian，我们的驾驶员完全能够胜任。
