技術報告編號：98A3-01E

經濟部98年度科技專案技術報告 自行車暨衍生系統關鍵技術開發計畫（3/3）

總計畫主持人：吳宏生 分項計畫主持人：蔡博名 子計畫主持人：廖忠義

執行工程師：林正豐

財團法人自行車暨健康科技工業研究發展中心

中 華 民 國 98 年 12 月

經濟部

應用 SolidWorks 之 API 界面於 運動型輪椅的設計與分析

科技專案成果

ii

目 錄 一、摘要： ................................................................. 1

二、前言： ................................................................. 2

（一）研究背景 ......................................................... 2

（二）產業現況及需求（國內、外） ....................................... 3

（三）研究目的 ......................................................... 4

三、研究方法： ............................................................. 5

（一）理論基礎 ......................................................... 5

（二）限制條件 ........................................................ 12

（三）系統架構 ........................................................ 14

（四）研究步驟 ........................................................ 16

四、研究成果 .............................................................. 19

（一）醫療系統端之視窗 ................................................ 19

（二）製造廠商端之 SolidWorks 視窗 ..................................... 21

五、成果評估與應用 ........................................................ 30

六、後續工作方向 .......................................................... 31

七、結論 .................................................................. 33

八、參考文獻 .............................................................. 34

1

一、摘要：

近年來，提供身心障礙者的客製化輔具已成廠商必備的服務項目

之一。尤其是運動型的輪椅，必須能兼顧功能、耐用、安全及效益，

所 以 在 開 發 程 序 中 導 入 電 腦 輔 助 設 計 、 製 造 及 工 程 分 析

（CAD/CAM/CAE）已成必然之趨勢。相關軟體中，SolidWorks 除強

大的 CAD/CAM/CAE 功能外，亦提供了便利的 Visual Basic 及 Visual

C++的 API 界面，以支援建立客製化的視窗，如此可成為醫療系統與

廠商工程師溝通的橋樑。

本計畫在配合自行車暨健康科技中心對客戶提供便捷客製服務的

構想，運用 SolidWorks 軟體所提供之 API 界面，開發簡易的客製輪椅

資料輸入視窗，並搭配其分析模組，以自動方式開發出可靠的客製運

動輪椅，以達縮短設計流程及降低成本的目標。

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二、前言：

（一）研究背景

近年來，由於生活水準的提昇及醫學工程技術的精進，服務身心

障礙者的輔具更加的多元化及人性化。由於每位使用者的體型、習慣

及需求不同，輔具廠商提供客製服務已成必備的項目之一。然而設計

與產製相關的輔具，除須達成其必要的功能外，耐用度與安全度亦是

極為重要的考量，所以單一客製產品的設計流程亦不可絲毫馬虎。由

於開發時程與產量對比的不經濟，客製產品的成本相對較高。所以縮

短開發所需的人力及時間成本，進而改善效率並增加利潤，是客製服

務追求的目標。拜電腦硬體與軟體（電腦輔助設計、製造及工程分析

軟體）突飛猛進的發展，借重 CAD/CAM/CAE 來達成此一目標已非難

事。現今的 CAD 軟體相當多。由於 SolidWorks 及其內含之工程分析軟

體 COSMOS，操作最有善、最易學，功能也非常強大，所以極受到設

計工程師的青睞。COSMOS 除有 SolidWorks 操作介面優勢外，更擁有

完整的結構（Works）、機構（Motion）及熱流（FloWorks）分析模組。

各模組資料亦可互通。另外，COSMOS 也提供了非常強大的參數設定

與設計方案等功能。通常參數代表可改變的幾何特徵或尺寸，進階使

用者很容易就可以將制式的設計需求轉換為各式參數，完成參數的設

定後，便可由設計方案來自動執行各種設計組合，再依分析結果獲取

最佳的設計，對設計者可說是事半功倍。

SolidWorks 軟體除基本建模功能外，尚提供了強大的 API 界面。

此界面的主要語言為 Visual Basic 或 C++，藉由此 API 可建立客製視

窗，並將相關資料直接轉入 SolidWorks 以建模或修改模型尺寸。因此，

本計畫擬配合自行車暨健康科技中心對客戶提供便捷客製服務的構

想，以 SolidWorks 軟體所提供之 API 界面（Visual Basic 程式語言），

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開發簡易的客製輪椅資料輸入視窗，再配合電腦輔助設計與工程分析

軟體 SolidWorks & COSMOS 為主的建模與分析工具，藉由視窗資料直

接轉入 SolidWorks 及 COSMOS 設定相關的參數並自動執行分析工作。

如此，除可確保產品的可靠度與使用壽命外，更可減少客製輪椅的設

計開發流程與時間，進而降低成本並回饋給使用者。

（二）產業現況及需求（國內、外）

過去六年間，台灣醫療產品及用具製造商營業額平均成長率為

11%，2008 年該製造業產值高達 17,7 億美元，其中來自出口之金額約

佔 56%（或 10 億美元, + 8.6%），倘將時間拉長來看，五年內之出口金

額計增 34%。外銷主要產品計有耗材（手套、導管），輔助器材（輪椅、

代步車），診斷儀器（血糖計、血壓計）及隱形眼鏡等。將 2007 年之

官方統計列下供參：行動輔助器材類（1 億 5,000 萬美元），復健按摩

設備（5,000 萬美元），隱形眼鏡（4,800 萬美元）。其餘出口產品計有

消毒用品、手術用燈及手術檯，其中主要買主國分別計有美國、英國、

中國及荷蘭。台灣以 500 家製造商及 2 萬名員工目前排名全球醫療產

業第 20 大。整體而言，台灣市場規模小，廠商多以外銷為主，內銷為

輔，外銷比重占六成五，規模較大的公司（實收資本額大於新台幣一

億元），外銷更達九成以上。

美國是全球醫療器材最大的消費地區，許多創新醫材是由美國最

先研發、最先使用，而這股對於創新醫療器材的龐大需求，也是過往

帶動醫療器材產業成長的最大動力。近年來由於開發中國家，如中國

大陸、印度、墨西哥及巴西等，其經濟成長突飛猛進，醫療支出占國

民所得的比例也逐漸提升，醫療人口市場也相當龐大，且這些地區的

醫療體系大多尚未成熟，由於台灣醫療器材具有高品質、低價格的特

性，在新興市場應有相當不錯的競爭優勢。至於在國內市場的機會，

4

隨著人口持續高齡化，國民經濟水準增加，對於醫療品質要求也越來

越高，醫療保健需求與整體市場將維持穩定成長，包括醫學美容、居

家照護與保健的相關產品如血糖計、血壓計、行動輔具（輪椅）及腎

透析甚至遠距生理監測等，都是未來市場量大且成長率高的產品。除

了來自歐美等國外大廠訂單的取得，表示我國部份廠商持續具有承接

國際大廠訂單的能力外，積極改變產品通路模式如合世生醫、前往低

成本且內需市場大的中國及越南等國設廠、持續主攻美國市場如百略

等，也促進營收成長。台灣邁入高齡化社會，醫療支出比重上升將帶

動醫療器材需求增加。

（三）研究目的

配合自行車暨健康科技中心及廠商提昇客製運動型輪椅研發效率

的需求，本研究目標訂定如下：

1. 撰寫 API 界面（Visual Basic 程式語言）以開發客製輪椅資料輸

入視窗

2. 依視窗輸入資料以訂定 SolidWorks 及 COSMOS 的設計參數

3. 經由設計參數及預定的拘束條件自動執行分析工作

4. 依分析結果獲得較佳的產品可靠度與使用壽命

5. 縮減客製運動型輪椅的設計開發流程以降低人力及時間的開

發成本

6. 將 COSMOS 之 CAE 結構分析相關技術轉移自行車暨健康科技

中心

5

三、研究方法：

（一）理論基礎

（a）應力、應變與安全係數：

若一靜態的或相對於時間變化緩慢的負載被均勻地施加於一

元件的表面或橫截面時，其機械行為可藉由應力、應變來了解。最

常見的應力-應變測試是以拉伸方式執行（如圖 3.1.1）。

圖 3.1.1、萬能材料試驗機及試桿【5】

在沿試片的長軸方向上施加拉伸負載時，拉伸負載逐漸增加時

試片變形，通常最後會斷裂。此種拉伸測試的輸出以負載或力對伸

長量的方式被紀錄於長條圖上。負載和伸長量被正常化為工程應力

（Engineering Stress）和工程應變（Engineering Strain）的相對參數。

工程應力 σ被定義成

6

0Ap

其中 P 是垂直於試片橫截面瞬間施加的負載，A0 是施加負載

的原來橫截面面積。工程應變 ε的定義為

0L

其中 0L 是任何荷重施加前的原來長度， 即為荷重前後所產生的伸

長量（如圖 3.1.2）。

圖 3.1.2、負載與變形

吾人可藉由應力－應變關係圖（Stress-Strain Diagram），來分

析材料的特性。藉由拉伸試驗所記錄的每對讀數 P 及 δ，可得到相

對應的應力和應變關係式。以應力為縱座標，應變為橫座標即可繪

出 Stress-Strain Diagram。以軔性材料之結構鋼為例（如圖 3.1.3），

利用此圖說明材料的特性和機械性質如下。

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圖 3.1.3、應力-應變圖

OA 線段為一直線在此區域內應力與應變成正比關係，亦即材

料屬線性（linear）性質。因此 A 點之應力稱為比例極限（Proportional

Limit）。OA 線段斜率稱為彈性係數 E（Modulus of Elasticity；Young’s

Modulus）。ε 為無因次量，所以 E 的單位與應力單位相同。應力-

應變圖上，自 B 點後拉力並未明顯增加，但會產生相當大拉伸量，

此現象稱為材料之降伏（Yielding）。B 點的應力稱降伏點（Yield

Point）或降伏應力（Yield Stress）。BC 區域內材料變成完全塑性

（Perfectly Plastic；不必增加載重仍會發生變形）。經過 BC 區的降

服所產生的大應變後，鋼材開始產生應變硬化（Strain Hardening），

亦即材料對進一步變形有較大阻力，需增加拉力載重才會進一步伸

長。當荷重達到最大值（D 點），相對應的應力稱極限應力（Ultimate

Stress）。達極限應力後，試體部份長度的直徑開始減少，此現象稱

頸縮（Necking）。之後增加很小的載重，會使試體做大伸長，直到

E 點而斷裂（Fracture）。

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通常三維應力之定義如圖 3.1.4：

圖 3.1.4 三維應力之定義

其等效應力可以下列公式表示：

2)(6)()()( 222222 zxyzxyxxzzzzyyyyxx

vonMises

而軔性材料之設計安全係數（Factor of Safety；FOS）通常介

於 1.5~3.0 之間，且不得小於 1.5，其破壞極限如圖 3.1.5。其表示

式為 5.10.3 vonMises

yieldFOS

圖 3.1.5、von Mises 材料破壞極限【6】

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（b）有限元素法：

近年來由於科技發展，對於大型複雜結構體系的精確分析日益

需要，而幾何不規則形狀、變化的材料特性以及各種負載情況皆以

超越了嚴密理論數學解法的範疇，因此，實際工程問題逐漸盡量使

用電算機近似值解法，同時，由於矩陣運算觀念適用於電算機邏輯

處理，可將許多複雜工程問題寫成程式，如此藉由矩陣觀念及數位

計算機可使工程師簡潔地表達問題的公式，並迅速獲得需要的解

答，免除冗長而複雜的計算工作，離散系統的處理方式於焉而生，

且日益被廣泛使用。

藉於電腦運算速度及容量空間的大幅提昇，科學和工程應用之

電腦輔助分析、設計等套裝軟體，功能日益強大，且對實體模型的

模擬與分析相當便利。目前工程界所使用的有限元素套裝軟體，較

常見的有 ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、PATRAN、I-DEAS、

ADINA、SolidWorks-COSMOS、Pro/Mechanica…等等，此部分之

研 究 將 使 用 市 面 上 泛 用 的 有 限 元 素 分 析 套 裝 軟 體

ANSYS-Workbench 為工具軟體，建立 ANSYS-Workbench 套裝軟體

的結構分析模組，藉由正確模組的建立，即可獲得相當正確的結

果，如此可降低結構分析之困難性及分析所花費的時程。

有限元素法（Finite Elements）是一種數值分析的方法，所運

用的範圍相當廣泛，舉凡結構、熱流、亦或是光電方面的工程相關

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問題都可以解決，是當今最被廣泛使用的數值分析技術。其理論起

源於 1950 年代，至此經過許多先進之研究，有限元素法理論已發

展的相當成熟，並推出多種套裝軟體。

在有限元素法中，如固體、液體或氣體等連續體，皆由許多元

素所組成（Element），在元素中可考慮成特定點相連接而成，此特

定點通稱為節點（Node），每一節點又會有一到六個自由度（Degree

of Freedom）。由於連續體內的變數為未知，故吾人將元素內之變化

以一近似函數表示，而這些近似函數之值即為節點上之變數。如可

寫出整個連續體之場方程式，則可解出所有節點的數值，得出場變

化量。

有限元素法解連續體問題可利用以下步驟完成：

1. 結構離散（Discretiaation）。

2. 以適當數目、大小、形狀及排列的元素分割欲分析之結構。

3. 選取適當的內插函數或位移模式。

4. 導出元素剛性矩陣及負荷向量。

5. 組合元素方程，獲得平衡方程式。

6. 求解。

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圖 3.1.6、有限元素法分析流程圖

（c）Visual Basic 及 API：

Visual Basic 程式語言具有傳統 Basic 易學易懂的優點，並且擴

充了傳統 Basic 無法達到的功能，而其中一項功能就是可使用

Windows API 。 Windows 提 供 了 許 多 的 API （ Application

Programming Interface；應用程式介面），Visual Basic 可以直接呼叫

這些由 Windows 提供的 API 函數並且透過『動態資料交換』與其

他的應用程式取得聯繫。在傳統的程式設計中，整個程式的執行完

全由程式撰寫者來主控，並且以循序方式加以執行。使用者只能夠

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被動地在程式執行到某個階段時，被程式要求輸入某些數值或文

字。視窗程式設計則將此種狀況完全改變，而採用了事件驅動方式

來執行程式。當沒有事件被驅動時，整個程式將處於待命狀態而不

會執行任何動作，只有當某個事件發生時（例如：某一個按鈕被按

下），才會去執行相對應的事件程序，讓使用者可以主導整個程式

的運作流程。Visual Basic 也是一種『事件驅動』的視窗程式設計

語言，當我們執行 Visual Basic 所撰寫的程式時，整個程式就處於

待命狀態，依靠著不同的事件發生，然後執行其相對應的事件程序

程式碼。

（二）限制條件

本計畫中醫療系統端所須輸入之個案資料內容，包括：【個人基本

資料】、【輪椅選擇】、【使用環境】、【個案平衡能力】、【個案操作能力】

等選項。人因尺寸計測包括：【臀寬】、【腰寬】、【胸寬】、【背寬】、【腋

寬】、【頭寬】、【腳掌寬】、【手肘寬】、【胸厚】、【頭高】、【小腿長】、【背

高】、【背後至膝窩處】、【座位肘頭高】等。輪椅種類包括：【標準型】、

【看護型】、【多功能型】及【運動型】等。

製造廠商端開啟 SolidWorks 軟體後，將能依指示讀取上述之資

料，並自動進行建模，所建完成之輪椅不得有尺寸不配或干涉的現象

發生。其中，運動型主結構材料為 6061-T5 鋁合金，部份軸結構為

AISI304 不鏽鋼，塑膠附件為 ABS。詳細材料的資料如下表：

6061-T6 鋁合金 材料係數 數值 單位

彈性模數 6.9e+10 N/m^2

Poisson 比 0.33 NA

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剪力模數 2.6e+10 N/m^2

質量密度 2700 Kg/m^3

抗拉強度 3.1 e+8 N/m^2

降伏強度 2.75e+8 N/m^2

熱膨脹係數 2.4e-5 /Kelvin

熱傳導率 167 W/(m.K)

比熱 896 J/(kg.K)

AISI304 不鏽鋼 材料係數 數值 單位

彈性模數 1.9e+11 N/m^2

Poisson 0.29 NA

剪力模數 7.5e+10 N/m^2

質量密度 8000 Kg/m^3

抗拉強度 5.17e+8 N/m^2

降伏強度 2.07e+8 N/m^2

熱傳導率 16 W/(m.K)

比熱 500 J/(kg.K)

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ABS 材料係數 數值 單位

彈性模數 2e+9 N/m^2

Poisson 0.394 NA

剪力模數 3.19e+8 N/m^2

質量密度 1020 Kg/m^3

抗拉強度 3e+7 N/m^2

熱傳導率 0.2256 W/(m.K)

比熱 1386 J/(kg.K)

其次，拘束點位於左右主輪底部及前小輪安裝桿處，並施加遠端

負載於座桿結構處（如圖 3.2.1），即可進行運動型輪椅主結構網格建立

及應力分析的步驟，最後所求解出之安全係數不得小於 1.5。

圖 3.2.1、拘束點及遠端負載

（三）系統架構

依前述章節知，本研究計畫擬開發之 API 視窗分為兩大部份，分

別為（1）醫療系統端之資料輸入輸出視窗及（2）製造廠商端之

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SolidWorks 視窗。視窗流程規劃如下：

醫療系統端之資料輸入輸出獨立視窗

輸入個案資料及人因尺寸

輸出資料至可攜檔案

製造廠商端之 SolidWorks 視窗

開啟 SolidWorks 讀取上述檔案並自動建模

其次以 COSMOS 建立網格

並進行結構應力分析

若分析結果不合乎要求可

修改輪椅尺寸再次分析

產生 SolidWorks 工程圖並

依尺寸製造輪椅

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（四）研究步驟

首先利用 SolidWorks 軟體基本建模功能以建立範例運動型輪椅

（如圖 3.4.1 及圖 3.4.2），其次再利用強大的 API 界面（Visual Basic）

建立客製視窗，並將相關資料直接輸入，並轉入 SolidWorks 以對範例

模型進行修改模型尺寸的工作。基本資料如圖 3.4.3 及圖 3.4.4。

以 SolidWorks 軟體之 API 完成模型初步修改後，將測試其機構與

干涉狀況（如圖 3.4.5）。

圖 3.4.1、SolidWork 輪椅零件建模

圖 3.4.2、SolidWork 輪椅組合件

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圖 3.4.3、輸入人體資料與輪椅相對尺寸關係

圖 3.4.4、SolidWorks 之 API 視窗

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圖 3.4.5、SolidWork 輪椅機構及干涉

機構干涉分析完成後，便可繼續以 COSMOS Works 模組進行後續

的結構分析。其前處理步驟為輸入材料性質、負載、接觸狀況等，最

後並產生網格（圖 3.4.6）及求解。

圖 3.4.6、COSMOS Works 之網格

若結果之安全係數不合乎要求，SolidWorks 及 COSMOS 可迅速依參數

設定與設計方案等功能選擇適當的零件並重建組合的模型，進而重新

計算結構的強度與疲勞壽命，獲取合乎要求的設計。最後再以

SolidWorks 完成三視圖的出圖工作。

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四、研究成果

（一）醫療系統端之視窗

本計畫中山醫學大學輔具中心之建議，將醫療系統端之視窗規劃

為個案資料（如圖 4.1.1）、人因尺寸計測（如圖 4.1.2）、輪椅尺寸（如

圖 4.1.3）及資料輸出（如圖 4.1.4）等四頁。個案資料頁之內容除個人

基本資料外，並有【輪椅選擇】、【使用環境】、【個案平衡能力】、【個

案操作能力】等選項。人因尺寸計測則包括【臀寬】、【腰寬】、【胸寬】、

【背寬】、【腋寬】、【頭寬】、【腳掌寬】、【手肘寬】、【胸厚】、【頭高】、

【小腿長】、【背高】、【背後至膝窩處】、【座位肘頭高】等。輪椅尺寸

中亦包括【標準型】、【看護型】、【多功能型】及【運動型】等。

圖 4.1.1、醫療系統端視窗之個案資料（基本型及運動型）

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圖 4.1.2、醫療系統端視窗之人因尺寸計測

圖 4.1.3、醫療系統端視窗之輪椅尺寸（基本型及運動型）

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圖 4.1.4、醫療系統端之資料輸出

（二）製造廠商端之 SolidWorks 視窗

由前一章節之醫療系統端輸出的資料檔案可以 e-mail 傳遞至製造

廠商處，製造廠商獲得相關資料後即可開啟 SolidWorks 視窗。為能提

高自動化操作，本計畫於 SolidWorks 中新建一組下拉式選單（如圖

4.2.1），其中包括【輪椅 3D 圖】、【輪椅分析】及【工程圖】等三項。

圖 4.2.1、製造廠商端掛載之 SolidWorks 功能選項

此乃利用 Visual Basic.NET 將下拉式選單掛載到 SolidWorks 中

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點選【輪椅 3D 圖】可讀取從圖 4.1.4 所輸出的資料（.txt 檔）

VB 連結 SolidWorks 及開啟零件檔案之程式如下：

VB 程式之 SolidWorks 3D 建模：

23

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其次可點選【輪椅分析】執行 Mesh、設定拘束條件及負載以進行

後續之結構分析（如圖 4.2.2）。

圖 4.2.2、運動型 COSMOS Works 之 Mesh

VB 設定 COSMOS Works 之施加負載力：

以 VB 設定負載時，首先必須獲得負載面的資訊（PID），其資料取

得如下：

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最後，可以 VB 設定 COSMOS Works 建立網格，其程式如下：

完成所有設定後，即可進行結構分析，所獲之結果如圖 4.2.3~圖 4.2.5。

圖 4.2.3、運動型 COSMOS Works 之等效應力（von Mises Stress）

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圖 4.2.4、運動型 COSMOS Works 之總位移量

圖 4.2.5、運動型 COSMOS Works 之安全係數（FOS）

最後，可運用【工程圖】選項以獲得運動型輪椅之工程圖（如圖 4.2.6

至圖 4.2.10）

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圖 4.2.6、運動型輪椅組合件之工程圖

圖 4.2.7、運動型輪椅零件之工程圖（a）

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圖 4.2.8、運動型輪椅零件之工程圖（b）

圖 4.2.9、運動型輪椅零件之工程圖（c）

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圖 4.2.10、運動型輪椅零件之工程圖（d）

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五、成果評估與應用

本研究以 SolidWorks的API語言Visual Basic分別建立醫療系統

端及製造廠商端的界面視窗，以讀取人體與輪椅幾何尺寸資料，並自

動轉移至 SolidWorks 建立模型。其後再採用內建 COSMOS Works 模

組進行結構靜態分析。經測試結果，Visual Basic 程式所建立之視窗

能與 SolidWorks & COSMOS 電腦輔助工程分析軟體完全耦合，而且

整體運作效率極高，故完全達到本研究計畫的目標。

本計畫所發展完成之 API 軟體，目前已由相關醫學復健單位進

行試用，並獲得好評。此類 API 快速設計及研發軟體除能提供使用

者客製化的需求，提高產品附加價值外，快速設計專家系統預估將可

為廠商，縮短開發設計時程達百分之七十五以上，對我國手動輪椅產

品品質與研發的國際地位有大幅度提升。

由於使用此類視窗的醫療系統端及製造廠商端人員不必熟悉

Visual Basic、SolidWorks 及 COSMOS 等軟體，仍然能輕鬆使用此類

API 視窗，因此可以消除廠商之研發單位必須雇用足夠專業工程師才

能操作高階 CAD/CAE 軟體的困擾。尤其是現階段廠商之研發單位均

積極導入 CAD/CAE 軟體，但就業市場卻缺乏高階 CAD/CAE 專業人

才。故未來可輔導廠商在研發人才訓練不及或產生人力缺口的狀況

下，多運用此類 API 介面及研究方法以開發公司產品並順利度過轉

變期。

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六、後續工作方向

本研究以 SolidWorks 的 Visual Basic 語言建立 API 界面視窗，進

行基本型及運動型輪椅之設計與分析工作。此類 API 介面可擴大至

不同型號或用途的輪椅，後續更可推廣至自行車或一般產品的設計工

作。

由於新進的 SolidWorks 亦提供了 DriveWorks 內建模組（如圖

6.1）。此模組類似 SolidWorks 的錄製 Macro 步驟，可進一步簡化

API 介面視窗產生的程序，達到無須會寫 Visual Basic 程式亦可製作

出類似視窗，如此可進一步簡化開發 API 介面視窗的程序，作到不

熟悉Visual Basic程式語言亦可輕易開發出 SolidWorks的API視窗的

目標。

圖 6.1、SolidWorks 內建工具模組 DriveWorks

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圖 6.2、DriveWorks 模組之起始視窗

圖 6.3、DriveWorks 模組之尺寸擷取視窗（a）

圖 6.4、DriveWorks 模組之尺寸擷取視窗（b）

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七、結論

API 屬於 Windows 的一項開放式的架構，許多 Windows 下的軟體

均有類似的功能。本計畫將 Visual Basic 的 API 與 SolidWorks 結合，建

構人因介面輸入視窗，可讀取並輸出人體與輪椅幾何尺寸資料，並將

相關資料轉至 SolidWorks 電腦輔助工程軟體。後續可自動產生輪椅模

型，並進行結構安全與強度分析。如此可協助國內廠商改變傳統低效

率、高成本打樣及試誤修改的開發模式，提升產品品質安全性。其次，

透過電腦輔助工程最佳化設計分析，可達到產品輕量化之目的。並可

將運動型輪椅主結構外型尺寸，自動轉換成產業加工製造之規格圖

面，縮短其加工圖面產生之速度，提升產品之開發時程。

由於使用 API 視窗的醫療系統端及製造廠商端人員不必熟悉

Visual Basic、SolidWorks 及 COSMOS 等軟體，因此可以消除廠商之研

發單位必須雇用足夠專業工程師才能操作高階 CAD/CAE 軟體的困

擾。尤其是現階段就業市場缺乏高階 CAD/CAE 專業人才的轉形期。

當然，製造廠商也必須建立正確的觀念，平時要注重研發人才的培育

及養成，不可過份仰賴電腦及 API 視窗的方便性，因為現今的全球化

市場可謂瞬息萬變，唯有敏銳的專業設計及研發工程師才是公司最可

靠的資產。

另外，在計畫執行期間，透過與自行車暨健康科技工業研究發展

中心的努力與協助，不僅能共同開發此 API 電腦輔助工程軟體並成功

協助業者導入此技術於產品開發中，以進行多項新產品的研發。另外，

更藉由舉辦人因生物工程、電腦輔助工程分析及產品法規測試等教育

訓練，達到提升產業研發技術能力之目的。

34

八、參考文獻

1. SolidWork 及 COSMOS 線上教學範例

2. 國科會中區身心障礙者輔具研發中心

3. 陳錦輝，”Visual Basic 6 初學指引”，博碩股份有限公司，第四版

4. 許慶芳、翁婉真，”程式語言 Visual Basic 6 入門與應用”，碁峰資

訊股份有限公司

5. Hibbeler, R. C., Mechanics of Materials, sixth edition, Pearson Prentice

Hall, NJ.

6. http://www.wikipedia.com/