人性化可折叠助行车设计

2010-07-07李文飞

图学学报 2010年4期

姜楠，李文飞

（扬州大学机械工程学院现代工业设计研究室，江苏扬州 225009）

随着社会素质的不断提高，社会中的老年人与残疾人将越来越受到全社会的关爱，伴之而来的是对多功能、实用价值高的助残与康复设备和高品质关爱性服务的渴求。对行走不便的老年人与残疾人的照料和护理已不仅仅是简单的物质供应和生理呵护，他们需要通过训练早日康复，走出家门，感受美丽的大自然、享受美丽人生。

在医学上把辅助人体支撑体重、保持平衡和行走的工具称为助行车。它是帮助行动不便者外出活动与进行恢复性锻炼的辅助设备。偏瘫、截瘫、截肢后或其他下肢肌力减弱不能支承体重时，助行车是不可缺少的康复辅助用品，助行车的基本作用是保持立位身体平衡、支撑体重、训练行走、增强肌力。

1 人性化设计理念

美国著名的行为科学家马斯洛很好的揭示了设计人性化的实质，马斯洛指出人类的需要从低到高分成五个层次，即生理需要、安全需要、社会需要、尊敬需要和自我实现需要。人性化设计真正体现了对人的尊重和关心，是人与产品完美和谐的结合。人性化设计把使用产品的人作为产品设计的出发点，要求产品的造型、色彩、性能等都要围绕人的生理、心理特点进行设计，使人—机高度协调，形成高效、经济、安全的有机系统，使产品设计真正体现出对人的尊重和关心。

人性化设计是设计的产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价。任何一个设计都应以人为本作为出发点，考虑如何比较好的满足人的生理和心理的需要，满足人们深层次的精神文化需求，追求更适合人体结构的造型形式，同时强化对老年人与残疾人用品的关怀。设计的主体是人，设计的使用者和设计者也是人，因此人是设计的中心和尺度。这种尺度既包括生理尺度，又包括心理尺度，而心理尺度的满足是通过人性化设计得以实现的。设计的层次越高，要考虑的精神性因素就越多、理性化和人性化的结合就越完美、越融洽。从某种意义上说，设计的不断发展和提升的过程即是人的认识、思想和情感的不断完善的过程。设计人性化将是未来设计的必然趋势和最终归宿，设计师的工作是使人的生存环境和物品更适合人性，使人的心理更加健康发展，人性更加完美，真正达到人物和谐的境界。人性化的设计指导理念是人文关怀，人机工程学是为了解决“人—机—环境”的最大和谐问题，所包含的内容是人性化的技术手段。

孤独感是行走不便的老年人与残疾人普遍存在的情感体验，由于生理和心理方面的某些缺陷，他们的行动受到不同程度限制，其行为容易受到挫折。残疾人的活动场所太少，且在许多场合常常受到歧视，使他们不得不经常呆在家里，久而久之，孤独感油然而生。行走不便的老年人与腿部残疾的人行走困难，外出更困难，比较容易孤独，心理上容易自卑自闭，心理特征主要表现为：自卑、行动迟缓和自尊心强，但同时他们也很希望能够像正常人那样生活，比如外出购物，走进大自然，融入大自然，融入社会参加社会活动建立良好的人际关系。作为设计师应该用爱心去完成设计，使得助残设计更加完美，设计在细节上表现出对他们的尊重，帮助他们建立放松愉快的心情，有利早日康复。

2 总体设计思路

设计从人性化设计角度出发，在分析了用户的生理要求与心理需求的基础上展开。考虑设计如何在整体功能与细节部分实现对行走不便的老年人与腿部残疾人的人性化关爱，尽可能帮助他们提高生活自理能力与改善生活质量。设计初期根据助行车的基本功能进行了方案的总体设计，考虑该车是作为行走不便的老年人与腿部残疾人辅助行走的设备，最基本要求是助行方便、平稳性好、转向方便，遇到斜坡有制动功能可防止摔倒等进行造型与结构设计。

助行车的平稳性是很重要的。车轮是助行车直接与地面接触的部件，对稳定性起着关键的作用。前轮采用十字架轮结构设计提高平稳性。后轮采用了有制动功能的双轮结构设计进一步提高行走平稳性，在用户上下斜坡时一般情况下后轮不制动，但如需要制动时对车身施加稍大压力，后车轮将制动停止行走，这一结构特别适用于不能较快行走的对象，是行走稳定性的保障。此外，后轮可旋转360°方便用户实现转弯。

考虑如何在助行车细节设计上体现对行走不便的老年人与腿部残疾人的关爱，更好的满足他们的生理与心理需求。行走不便的老年人与腿部有残疾的人行走容易疲劳，经常需要坐下休息，根据这一需要将助行车在不需辅助行走时变换为座椅，方便用户随时坐下进行休息。助行车上有购物筐方便购物与放置物品。助行车整体材料采用铝合金轻便容易搬动，不使用时可折叠存放节省存放空间。

产品的娱乐性是人性化设计的表现，在助行车上设计一个嵌入的收音机，使用耳机收听音乐与广播，用户在行走与休息时可听听音乐，放松心情。考虑外出时气候的变化，设计一个可放置晴雨伞的结构，遇到特别的天气如烈日下或下雨天可打开伞遮阳或防雨。考虑用户晚间使用需要设计了夜用灯，在天黑之时可以打开辅助光源照明，方便夜间行走。行走不便的老年人与腿残用户意外情况下不慎跌倒时可能自身难以爬起，在助行车上设计一个报警按钮必要时报警求救。

3 人机关系分析

人机工程学是研究“人—机—环境”系统中人—机—环境三大要素之间的关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。产品在人的日常生活中使用，不考虑人类各种特征是不能进行设计的。在工业设计中研究人机工程学，就是要利用各种方法，获得设计数据。数据是产生初始原型的依据，同时也起着提高产品质量、可靠性、安全性的作用。在设计中，合理的人机关系体现在高效、健康、舒适、安全等设计目标中，不仅要满足人的生理需求，而且要满足人的心理需求。在设计时应全面考虑“人的因素”提供的人体结构尺度，人体生理尺度和人的心理尺度等数据，并将这些数据有效地运用到设计中去，从而设计出适合人使用的产品[1]。

（1）助行车扶手高度

老年人在进入65岁以后，身体尺寸趋于稳定。根据65岁以上老年人的人体尺寸调查数据：手的功能高为726mm～728mm[2]，考虑到手臂的活动性质与人体弯曲的状态，把助行车的扶手高度定位在700mm，适用于65岁以上大部分群体。

（2）助行车宽度

据调查数据 65岁以上老年人坐姿臀宽为364mm～368mm，肩宽为 286mm～330mm，最大肩宽为 328mm～377mm[2]，考虑到衣服的厚度，对薄衣服要附加 7.6mm，对厚衣服要附加7.9mm[2]，由于躯干和肩的活动，两肩之间所需的空间会加大，当人体扶着助行车时的姿势应与人的坐姿基本成几何对称，把助行车的宽度定位在520mm，适合大部分65岁以上老年人的需求，同时增加了使用的舒适度。

（3）稳定性要求

稳定性要求是设计助行车重点考虑的要素。考虑到助行车的用户大多为 65岁以上行走不便的老年人或者是腿脚不便的病患者，因此，设计充分考虑稳定性需求。在考虑了整车的重心位置的基础上，前轮采用可两点接触地面的十字架轮结构，增加落地接触点提高平稳性；后轮采用可制动的双轮结构，在遇到坡体或光滑的路面时等需要停止行走时，用少许压力便可制动车体，大大提高了行走时的稳定控制性能。

（4）舒适性要求

舒适性要求是指人在使用产品的过程中，人体处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，使人不致过早地产生疲劳。此外，心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。设计比较细致的考虑了用户的舒适性要求，助行车扶手处采用软橡胶材质的手柄，使用时安全舒适；助行车在不需行走时可变换为座椅供用户休息，椅面前缘适当翘起设计，使用者坐下时上身会自然的倚在靠背上躯干稳定舒适。此外，在设计的许多细节部分都考虑到了用户舒适性的需求，有可听音乐的收音机，可遮风挡雨防烈日的晴雨伞，晚上可用来照明的灯等实用性装置，体现了对行走不便的老年人、腿部残疾人的关爱之心，整个助行车设计充满了人性化的关爱。

4 设计方案

从人性化设计的角度出发，在人机关系分析的基础上，考虑稳定性与舒适性等具体要求完成可折叠助行车的设计方案。

图1为助行车助行状态。图2为助行车变换为座椅的状态。图3为助行车折叠存放状态。图4为前轮与右刹设计，十字架结构的前轮行走时两轮同时着地，增加了整车的安全平稳性，当捏紧右刹可使前轮整体转动实现爬阶梯的功能。图5为后轮设计，后轮为双轮带有自动弹簧式刹车结构平稳性好，使用者对车施加较大压力时车轮中间合金棒着地车轮自动卡住不前，起到制动的作用，后车轮可自由旋转360°方便用户转弯。图6为放伞装置与收音机设计，不锈钢弯管放伞装置可根据用户需要旋转合适角度，方便用户在阳光下和下雨天使用，图6中四个按扭为收音机调节按钮，下部有耳机插孔，供用户收听音乐与广播，有助于保持一种轻松愉快的心态。图7右手上方左侧为报警按钮，当用户跌倒时按动报警按钮，助行车将发出报警声，便于获得帮助。图8为车蓝下方放置的车灯设计，为用户夜间使用提供了方便。