老人助力器的研究现状与设计方案

2020-06-12蒋一鸣陶晔许诺朱宇琛姚志铖姚琳

科技创新与应用 2020年17期

蒋一鸣　陶晔　许诺　朱宇琛　姚志铖　姚琳

摘要：随着现代社会的逐年老龄化及人们对生活质量要求的不断提高，“助老机械”逐渐成为现代家居中的必备产品，具有广阔的市场价值。由于老年群体独特的生理及心理特性，国内助力器的设计普遍存在着精细度不够、忽略用户使用体验及心理需求、缺少人性化和个性化等部分问题。基于无障碍设计理念及用户体验和心理需求分析，文章中结合死点机构、膨胀锁紧装置等常见机械结构，对于老年人日常生活中较为常用的“起床助力器”提出了创新设计改进方案，使其更符合老年人的健康使用习惯，同时满足不同生活场景内的普适性需求，有利于进一步推广和利用。

关键词：老龄化;老人助力器;无障碍设计;用户体验

中图分类号：TH789 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）17-0101-02

Abstract： With the aging of modern society year by year and the continuous improvement of people's requirements for the quality of life， "machinery for the elderly" has gradually become a necessary product in modern home， which has a broad market value. Due to the unique physiological and psychological characteristics of the elderly group， there are some problems in the design of domestic booster， such as lack of refinement， neglect of user experience and psychological needs， lack of humanization and personalization and other problems. Based on the concept of barrier-free design and the analysis of user experience and psychological needs， this paper combines the common mechanical structures such as dead-point mechanism and expansion locking device， and puts forward innovative design improvement schemes for the more commonly used "wake-up booster" in the daily life of the elderly， so that it is more in line with the healthy usage habits of the elderly. At the same time to meet the needs of universality in different life scenarios， is conducive to further promotion and utilization.

Keywords： aging; elderly booster; barrier-free design; user experience

老龄化是我国现阶段面临的现实问题之一，据国家统计局数据显示，60岁以上人口占全国人口13.32%[1]，国内越来越多的辅助产品研发开始聚焦于老年群体的生活质量，基于无障碍设计理念[2]，设计符合老年人生理特性的“助老机械”，其中，老年人助力器尤为常见，如拐杖、护理床、助行车等，本文着重探讨老年人起身助力器，提出了一种综合性强的机械装置。

1 研究背景

老年人手握力不足尤其是“少肌症”患者，其握力小于30千克[3]，且老年人骨骼较为疏松，斜向起身时骨骼间存在剪切应力，造成肌肉挤压，引起不适，甚至是脊椎损伤，针对老年人起身存在困难的问题，有许多辅助产品帮助老人实现无障碍起身，主要有护理床、起身助力器。

护理床通过机电结合，将床头板设计为可折叠式，通过电机带动床头板升降，然而，护理床由于造价昂贵且体积较大，难以在家居生活中普及。起身助力器作为实效性较强的机械装置，由于其造型简单，用途单一，比较护理床占据更大的市场份额，根据支座固定方式的不同主要分为贴地式助力器和贴床式助力器，贴地式助力器依靠机构整体重力保持稳定，在使用过程中容易出现滑移，且由于不同床型两侧下边缘与地面间的距离不同，不具备普适性;貼床式助力器结构简单、使用便捷，但支撑杆固定于床垫处，床垫具有弹性导致使用时出现滑动，固定不可靠。此外，这两种助力器在扶手设计上没有考虑老年人的实际需要，单手侧拉时会出现脊椎的挤压，致使疼痛。

随着人们对生活质量要求的不断提高，老年人的健康问题引起广泛关注，因此迫切需要设计一种老年人起身助力器，达到固定可靠且适用于绝大部多数床型的目的，辅助老人起身。

2 设计方案

如图1，该设计主要应用死点位置以实现助力器的稳定性、便捷性，通过横向固定杆、膨胀机构的配合以适应不同的床型。

2.1 死点机构的运用

死点是机械原理中常见的特性，死点的出现会造成机构的“卡死”[4]，使得传动件无法正常运转，成为机构的运动转折点，死点的出现有利有弊，巧妙运用死点位置既可以提高机构稳定性，也可以起到折叠、收纳的功用，减少助力器体积。

该设计中将扶手设计为横向即“面对”老人，避免了斜拉扶手引起的脊椎挤压，扶手所受力为朝向老人的单向力，借助连杆机构的死点特性实现稳定化，机构杆件尺寸由可图2进行设计。

2.2 膨胀锁紧机构

膨胀锁紧机构是一种常见、实用的固定机构，常见于登山杖的伸缩机构中，包含外部套筒、内置四爪锥筒、伸缩螺母三个部分，外部套筒通过螺纹连接于伸缩杆件间，通过旋转外部套筒，使其发生上下位移，以抵住四爪锥筒的锥脚以实现固定。可以实现“随锁随紧”的功效，以弥补市面中助力器卡扣式伸缩机构伸缩区间的有限性。

针对不同的床，其高度不同，膨胀锁紧机构的应用有利于调节扶手的垂直高度，从人机界面[5]的角度以达到老人的舒适位置。

2.3 机构实用设计

市面上的助力器往往对床的大小、类型加以限定以满足稳定性的要求。见图1，本设计通过横向固定杆实现普适性，通过将横杆置于床板与床垫间，借助老人自身重量、床板间摩擦力、橡胶支脚处摩擦力实现固定，通过侧面弯管处的固定销进行折叠。

机构中间固定板处安有“V”形布料材质袋子，起整理、收纳作用，以方便老年人生活中的日常储物需求。