《基于人因工程的老年人多功能輪椅優(yōu)化設(shè)計(jì)》13000字（論文）

第第]。上海交通大學(xué)研制的智能輪椅“交龍”曾在上海世博會和老年人護(hù)理院引起了巨大反響。用戶通過觸摸屏，攝像頭和麥克風(fēng)告訴目標(biāo)位置，輪椅可以自動移動到目的地，且過程中，智能輪椅“交龍”可以動態(tài)避開健身路徑上的行人等障礙物。用戶還可以通過麥克風(fēng)說出指令來直接控制輪椅。重慶大學(xué)國家信息通信工程研究院郵電研究開發(fā)中心，他們致力于開發(fā)多模式控制方法，基于腦電EEG、手腕曲率、眼電EOG、眼球跟蹤等控制方式，極大地提高了智能輪椅的可操作性。第二章輪椅的適用人群和種類解析2.1輪椅適用人群分析1.老年人：老年人是使用輪椅非常普遍的人群，也是特殊護(hù)理群體。他們因年老體衰或者年老病弱等，無法長時間站立或需要身體支撐，輪椅則成為他們進(jìn)行移動和自我保健的最佳選擇。2.麻痹：麻痹是自發(fā)性運(yùn)動功能下降或喪失，是神經(jīng)系統(tǒng)的常見癥狀。麻痹是由上，下運(yùn)動神經(jīng)元，錐體束和周圍神經(jīng)病變引起的。癱瘓的病人幾乎完全臥床不起或坐輪椅。由于身體殘疾，對于輪椅有更多的支持和使用需求。3.下肢疾?。合轮膊』蜍|干畸形或麻痹會導(dǎo)致人體運(yùn)動功能喪失或受損。此時，需要輪椅支撐和支撐以進(jìn)行體育鍛煉和簡單的生活支撐。4.骨科患者：骨科患者通常是由四肢和脊柱骨折，外傷，脊髓損傷，頸部，肩膀，臀部和腿部疼痛，關(guān)節(jié)炎，運(yùn)動創(chuàng)傷，周圍神經(jīng)損傷以及其他疾病和傷害引起的。他們由于身體支撐受損，需要輪椅支撐作為他們平衡和支撐的一部分。2.2現(xiàn)有輪椅研究當(dāng)今的輪椅可分為手動輪椅，看護(hù)型輪椅和智能輪椅。手動輪椅：指用手操控輪椅移動輪椅。這要求用戶身體素質(zhì)好，適合短途移動?？醋o(hù)型：看護(hù)型的動力是看護(hù)者或電動輪椅。這種輪椅的許多使用者病重，無法駕駛自己的輪椅。輪椅相對較重，因此，有必要考慮扶手的形狀和拆卸。智能輪椅：智能輪椅是一種將移動機(jī)器人技術(shù)智能地應(yīng)用于輪椅并集成了機(jī)器視覺，自動定位，導(dǎo)航，避障和運(yùn)動控制技術(shù)的輪椅。由于當(dāng)前市場上同類產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用相對較慢，因此市場上的同類產(chǎn)品被某些國外技術(shù)所壟斷，相對昂貴且大多數(shù)輪椅使用者無法承受。國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和制造商仍在大力開發(fā)智能輪椅。2.3設(shè)計(jì)要求智能輪椅的使用者是老年人和肢體殘疾的人，他們對座椅的舒適度和功能的要求比普通人群更高，因此輪椅尺寸參數(shù)需基于人因工程學(xué)理論和人體測量學(xué)數(shù)據(jù)，特別注意使用者的生理和心理反應(yīng)?；谌艘蚬こ虒W(xué)，我們傾向于根據(jù)以下方面設(shè)計(jì)輪椅：（1）椅面高度椅面高度是指輪椅座板與地板之間的垂直距離，如果椅面高度過高，會擠壓大腿肌肉，如果高度過低，則會增加負(fù)荷。在背部肌肉中，因此選擇合適的椅子高度非常重要。在人體的正常坐姿下，大腿與座墊大致齊平，小腿自然垂下，腳掌平放在地板上。椅子高度取決于人小腿長度及腳的高度。（2）椅面深度椅面深度是指相對于人體深度，從椅子表面的前邊緣到后邊緣的距離。椅子表面深度不足會影響人體在坐下或躺下時的穩(wěn)定性，過深會使背部缺乏支持而疲勞。如果椅子的深度超過膝蓋的位置，則妨礙站立。適宜的椅面深度應(yīng)讓臀部和腰部有充分的支撐，并且坐墊的前部應(yīng)與小腿保持一定距離，這樣不擠壓大腿，小腿也可以自由移動。（3）椅面寬度椅子表面寬度是指從椅子表面的左邊緣到右邊緣的半徑距離，并且與人的臀部的寬度有關(guān)。當(dāng)人體坐立時，臀部會放松，因此通常椅子地板的寬度應(yīng)大于臀部的寬度，以利于人體運(yùn)動和姿勢轉(zhuǎn)換。（4）靠背高度靠背高度是指相對于人體的就座高度而言，從靠背的底部邊緣到頂部邊緣的距離?？紤]到靠背與輪椅表面之間存在一定角度，因此靠背的高度通常小于人類坐姿的高度。（5）靠背寬度靠背高度是指從靠背的左邊緣到右邊緣相對于人體最大肩部寬度的半徑。（6）椅面傾角椅子表面的傾斜角度是指椅子表面與水平面之間的角度。在正常情況下，椅子表面會稍微向后傾斜，一方面可以防止坐姿和站立時臀部向前滑動，另一方面，由于地板重力，這對輪椅使用者非常重要。它可以向后傾斜更多，適合靠背以支撐并減少背部肌肉的恒定壓力。但是，如果在人體就座時座椅表面向后傾斜太多，則由于人體向前彎曲，脊柱將伸展，腰部弧形變形并且腹部會被擠壓，會帶來不適而且對人體也有長期的生理作用。（7）靠背傾角靠背傾斜度是指靠背和座椅表面之間的角度?？勘痴{(diào)節(jié)的目的類似于椅子表面調(diào)節(jié)，一種是防止人體向前滑動，另一種是使腰部曲線適合靠背，使脊椎保持自然狀態(tài)，消除疲勞。（8）扶手高度扶手高度是指人體肘部椅子表面的垂直距離。改變坐姿時，扶手可以支撐手臂的重量，減輕肩膀的負(fù)擔(dān)，可以幫助人體保持平衡和穩(wěn)定。第三章輪椅技術(shù)分析3.1國內(nèi)外的技術(shù)和現(xiàn)狀通常由控制計(jì)算機(jī)和移動機(jī)器人組成。最早的相關(guān)設(shè)計(jì)始于1986年，輪椅的巧妙設(shè)計(jì)是視覺控制。IBM隨后將輪椅放在移動的機(jī)器人上，并通過超聲波傳感器和操縱桿感應(yīng)到其運(yùn)動和屏障功能。經(jīng)過20多年的發(fā)展，來自世界各地的研究人員不斷開發(fā)出各種智能輪椅平臺。我國也在開發(fā)智能輪椅。但是研究還很滯后，我國根據(jù)自身的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，開發(fā)了獨(dú)特的中文系統(tǒng)平臺。這些產(chǎn)品包括中國科學(xué)院的交互式智能輪椅，嵌入式智能輪椅，上海交通大學(xué)的多功能輪椅和深圳研究院的“依靠人體運(yùn)動的智能輪椅”。在控制結(jié)構(gòu)方面，當(dāng)今的許多智能手推車都使用主從控制方法。系統(tǒng)部分負(fù)責(zé)系統(tǒng)的整體控制以及各個子模塊的實(shí)現(xiàn)，工作計(jì)劃和人機(jī)交互相互作用。就大多數(shù)控制模式而言，共有三種模式：自動，半自動和手動。在自動模式下，用戶可以在人機(jī)界面上設(shè)置目標(biāo)，然后執(zhí)行路線計(jì)劃和目標(biāo)跟蹤，并自行接收環(huán)境數(shù)據(jù)。國外許多中高檔輪椅的設(shè)計(jì)都可以被認(rèn)為是富有同情心的，但是這種富有同情心的輪椅與與設(shè)計(jì)相關(guān)的類似輪椅之間的明顯區(qū)別是增加了許多環(huán)保意識模塊?，F(xiàn)有技術(shù)是高度集成的，并且將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給交互式系統(tǒng)。通過使用這種交互和控制系統(tǒng)，老年人可以在與輪椅一起獲取相關(guān)健康和生理數(shù)據(jù)的同時，及時與家人，朋友和社區(qū)衛(wèi)生保健進(jìn)行溝通。您也可以與當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療機(jī)構(gòu)共享。同時，它旨在通過瀏覽和操作基本的輪椅信息和數(shù)據(jù)交換方法以及放松休閑和娛樂模塊來解決單身人士的問題。它是傳統(tǒng)輪椅的功能，只能解決基本的行動性問題。因此，這種富有同情心的設(shè)計(jì)是一種三維互動關(guān)愛，與從海外進(jìn)口的中產(chǎn)和豪華輪椅的同情心設(shè)計(jì)不同。3.2智能輪椅的關(guān)鍵技術(shù)作為一種服務(wù)機(jī)器人，智能輪椅包括各種機(jī)器人技術(shù)。最重要的技術(shù)包括導(dǎo)航技術(shù)和人機(jī)界面技術(shù)。3.2.1導(dǎo)航避障技術(shù)導(dǎo)航在智能輪椅被用作老年人的交通工具中是一個中心問題。移動機(jī)器人導(dǎo)航通常依賴于傳感器來識別外部環(huán)境及其位置，分析當(dāng)前運(yùn)動，計(jì)算機(jī)器人的前進(jìn)方向和速度，引導(dǎo)機(jī)器人安全地達(dá)到目的地。導(dǎo)航技術(shù)通常包括幾個核心模塊，例如多傳感器融合、自動避障、自動定位和運(yùn)動控制[12]。（1）多傳感器融合通常，放置輪椅的環(huán)境信息隨時可能更改。為了實(shí)時考慮，智能輪椅需要高速處理收集的數(shù)據(jù)并及時做出有關(guān)外部環(huán)境變化的決定。因此，智能輪椅需要同時通過多個傳感器融合所有數(shù)據(jù)后，智能輪椅需要基于輪椅的運(yùn)動學(xué)模型快速分析傳感器數(shù)據(jù)并獲取環(huán)境信息。來計(jì)算并獲得自己的位置[10]。（2）自動定位智能輪椅的位置信息是最基本的信息。因此，定位技術(shù)非常重要。到目前為止，已經(jīng)開發(fā)了各種機(jī)器人定位技術(shù)，例如GPS定位，基于航位推算的定位、基于路標(biāo)的定位等。GPS定位依通過衛(wèi)星進(jìn)行定位，這也使得它很難在室內(nèi)或信號較弱的地方定位?；诤轿煌扑愕亩ㄎ恢饕峭ㄟ^采集移動機(jī)器人的數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)動學(xué)模型推算估計(jì)出當(dāng)前機(jī)器人的位置，其的缺點(diǎn)是存在一定的誤差?；诼窐?biāo)的定位則是通過在環(huán)境中設(shè)置一些攜帶固定位置信息的標(biāo)識物體，當(dāng)機(jī)器人檢測到這些標(biāo)識物，就可以根據(jù)信息對自身的位置進(jìn)行修正[3]。（3）自動避障自動避障技術(shù)主要依靠外部傳感器檢測環(huán)境信息，來調(diào)整機(jī)器人軌跡和操作狀態(tài)，并找到能到達(dá)目的地的無障礙路線。其分為兩大類：環(huán)境建模方法和軌道規(guī)劃方法[3]。（4）運(yùn)動控制智能輪椅因?yàn)樾枰袚?dān)使用者的重量，因此在功率和續(xù)航能力上的要求較高。運(yùn)動控制技術(shù)可以使得輪椅在保證跟蹤誤差在容忍范圍之內(nèi)的情況下跟蹤上期望的路線，并需要保證輪椅運(yùn)動軌跡的光滑和運(yùn)動過程的平穩(wěn)來提高智能輪椅的舒適性[5]。3.2.2人機(jī)交互技術(shù)人機(jī)界面是用戶和機(jī)器人之間建立聯(lián)系和交互的模塊。合理方便的人機(jī)界面可以使用戶的操作更加方便，減輕用戶操作的負(fù)擔(dān)。使用者只需要簡單操作即可實(shí)現(xiàn)使用者的預(yù)期目的。多樣化人機(jī)界面擴(kuò)大了智能輪椅的可用性和使用范圍，用戶可以根據(jù)自身情況選擇最佳的交互式界面。其通常包括視覺控制界面，語音控制界面和大腦計(jì)算機(jī)控制界面。（1）視覺控制界面視覺控制界面通過視頻收集圖像數(shù)據(jù)、鎖定人臉的區(qū)域、捕獲用戶的特定動作，例如閉眼，移動頭部等來控制人機(jī)界面的功能按鈕[15]。（2）語音控制接口語音控制接口主要依靠語音識別技術(shù)來實(shí)時識別用戶說出的指令，并將其發(fā)送到智能輪椅和其他執(zhí)行器，以控制智能輪椅執(zhí)行相應(yīng)操作。近年來語音識別技術(shù)飛速發(fā)展，越來越多設(shè)備集成語音識別技術(shù)來和用戶交互。例如，由國內(nèi)科技大學(xué)iFlytek開發(fā)的語音識別引擎占了中國國內(nèi)語音技術(shù)市場的60％以上。在海外，谷歌開發(fā)了自己的語音識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持例如英語，俄語和法語等多種語言的識別。語音識別技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了智能輪椅語音控制界面的開發(fā)[15]。（3）腦機(jī)控制腦機(jī)控制是人機(jī)交互的最新方式。這樣，用戶只需依靠大腦產(chǎn)生的EEG信號即可控制智能輪椅而無需移動其四肢。大腦計(jì)算機(jī)接口技術(shù)是跨學(xué)科集成的結(jié)果，該學(xué)科將醫(yī)學(xué)，神經(jīng)病學(xué)，信號處理，模式識別等進(jìn)行了深度集成。根據(jù)神經(jīng)學(xué)理論，人腦的活動水平和發(fā)出的腦電信號強(qiáng)度與當(dāng)時的外界刺激和人的思維狀態(tài)密切相關(guān)。各種外部刺激引起的腦電信號也不同。大腦計(jì)算機(jī)接口技術(shù)通過EEG帽和其他設(shè)備從人腦收集電信號，并通過過濾，特征提取，分類，識別等處理大腦收集的數(shù)據(jù)，最終處理大腦的狀態(tài)[15]。3.3老年人輪椅產(chǎn)品調(diào)研及需求分析3.3.1訪談?wù){(diào)查分析經(jīng)過前期的資料收集和市場調(diào)研后，對目前正在使用輪椅的幾位老人進(jìn)行了訪談，進(jìn)一步了解目前老年人對輪椅的使用情況和目前輪椅的功能，并通過訪談，發(fā)現(xiàn)目前輪椅的不足之處，為之后的設(shè)計(jì)方案提供參考和思路。以下為訪談的內(nèi)容：受訪人1：翁女士年齡：74歲目前生活環(huán)境、健康狀況如何？翁女士：目前和老伴一起生活，身體還行，但是眼睛有點(diǎn)老花，腿腳也不太方便，去年開始使用輪椅；目前用的是普通輪椅。目前輪椅有什么不方便的地方？翁女士：主要有時候坐太久了難受，然后得有人推，或者自己用手滑，自己一個人的時候想去哪里不太方便。想要什么樣的輪椅翁女士：想要個電動的，自己能走，不用費(fèi)力推，當(dāng)然要操作簡單，自己記性不太行，然后眼睛也有點(diǎn)老花，然后就是價格便宜點(diǎn)最好。受訪人2：羅先生年齡：78目前生活環(huán)境、健康狀況如何？羅先生：這兩年身體有點(diǎn)變差了，加上老伴去世了，平時住在兒子這里。目前輪椅有什么不方便的地方？羅先生：現(xiàn)在用的是電動輪椅，平時兒子工作沒空陪，所以買了個電動輪椅，方便自己出去逛逛公園啥的，主要就是感覺有點(diǎn)重。想要什么樣的輪椅羅先生：想要有一些汽車的功能，比如照的燈，有時候晚上出去逛個公園回來不方便，有的地方看不太清路，功能多一點(diǎn)，價格不是問題。受訪人3：李女士年齡：72歲目前生活環(huán)境、健康狀況如何？李女士：身體還行，平時和女兒住在一起，女兒比較孝順。目前輪椅有什么不方便的地方？李女士：目前用的是電動的，操作起來挺方便的，就是自己平時一個人無聊經(jīng)常會自己出去逛逛，然后經(jīng)常會操作不好，撞到石頭什么的。想要什么樣的輪椅李女士：想要個能放音樂的，方便逛公園買買菜的時候聽聽歌，然后要有個能放菜的地方。通過對老人的隨機(jī)訪談，了解到了目前輪椅的使用情況及他們對輪椅的需求，也給我提供了創(chuàng)新方向。3.3.2老年人對輪椅的人性化需求以上，老年人對輪椅的人性化需求可以總結(jié)為：安全舒適。老年人年紀(jì)大了以后，對產(chǎn)品難免會缺乏安全感，尤其是使用電動輪椅時，可能經(jīng)常操作不好，撞到石頭跌倒等問題；且老人經(jīng)常坐著，對腰背的壓力比較大，所以舒適也很重要。功能合理?？赡芎芏嗳藭雎岳夏耆说男枨?，覺得老年人有了功能也操作不來，但是實(shí)際上老年人也有自己的需求，也有自己的娛樂放松或者其他的功能需求，要根據(jù)老年人的特征，了解他們真正的需要來進(jìn)行選擇性優(yōu)化。操作簡單。老年人作為弱勢群體，很多老年人有比如老花，記憶力差等問題，這就要求輪椅的功能要操作簡單，易學(xué)易用。符合審美。老年人也有自己的審美觀，尤其是在退休以后，滿足了豐富的物質(zhì)需求，他們更追求生活的品質(zhì)，因?yàn)檩喴蔚脑O(shè)計(jì)也要符合老年人的審美。

第四章居家老人關(guān)愛型輪椅產(chǎn)品簡析4.1中國輪椅使用人群現(xiàn)狀及人群分析輪椅的選擇因人而異，如果不合適的話，不僅浪費(fèi)金錢，而且給身體造成很多不便。典型的輪椅由輪椅框架，輪子和制動設(shè)備組成。這易于拆卸和組裝，方便使用者操作，適用于患有偏癱、下肢疾病和運(yùn)動障礙的老年人。當(dāng)您出門開車時，很方便折疊和攜帶。許多輪椅產(chǎn)品相對便宜，因?yàn)樗鼈兛梢愿鶕?jù)需要細(xì)分。帶有高靠背的可躺輪椅適合高截癱患者，老年人和殘疾人士。幾乎所有這些輪椅都可以升高和降低，并且可以調(diào)節(jié)角度。老年人可以躺在靠背上休息，傾斜的輪椅很容易在陽光下外出。電動輪椅使用電作為電源，適用于手靈活的老年人和殘疾人。通常，電動輪椅的最大耐用性約為20公里。用戶可以用一只手操作電動輪椅，擴(kuò)展了老年人的活動范圍和社交活動，其價格也就相對較高。還有一些例如易于站立的立式輪椅，殘疾人運(yùn)動中使用的運(yùn)動輪椅等。4.2居家老人關(guān)愛型輪椅的適用人群和作用4.2.1居家老人關(guān)愛型輪椅的適用人群老年人的衰老涉及三個方面：生理肌肉的衰老，感覺神經(jīng)系統(tǒng)的衰老和大腦的生理功能的衰老。這些系統(tǒng)的老化還極大地改變了老年人的思維方式，使他們對情感敏感，自卑，孤獨(dú)和上癮。從這些特征來看，老年人需要在身體和心理上得到照顧。4.2.2居家老人關(guān)愛型輪椅的作用關(guān)懷老年人作為關(guān)愛型輪椅的需求核心，所以在功能設(shè)計(jì)上將會達(dá)到以下的效果：人機(jī)交互的人性化。人機(jī)和模塊的結(jié)合使輪椅更了解用戶意圖。商品化。我們將輪椅商業(yè)化，使服務(wù)更加系統(tǒng)化，并使用戶更容易購買，選擇和提供系統(tǒng)化服務(wù)。（3）模塊化。為不同的用戶定制不同的功能模塊組合，包括導(dǎo)航系統(tǒng)，人機(jī)界面，運(yùn)動控制，機(jī)器人手臂模塊，從而促進(jìn)每個功能模塊的升級和重新開發(fā)。4.3居家老人關(guān)愛型輪椅的人性化設(shè)計(jì)解析4.3.1人性化設(shè)計(jì)之功能需求根據(jù)老年人的心理和生理特征，電動輪椅需要考慮相應(yīng)的功能要求。結(jié)合我國的現(xiàn)實(shí)情況總結(jié)出功能需要，操作便捷，輕松前進(jìn)和后退。微計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以執(zhí)行速度控制，智能控制和其他要求。電子電路系統(tǒng)的安全保護(hù)，電量顯示為空或充滿，控制面板上顯示功能狀態(tài)。它很干凈，噪音幾乎為零，后差速器齒輪完全密封并驅(qū)動。具有流線型身體和人體的舒適座椅。鉛酸電池的免維護(hù)電池。4.3.2人性化設(shè)計(jì)之心理需求如今，人們對產(chǎn)品的需求不僅要求身體需求的滿足，還要求心理需求的滿足。美國著名的心理學(xué)家馬斯洛提出了需求層次理論，主要觀點(diǎn)是找出人們行為背后的原因和動機(jī)，老年人需要滿足其生理，安全，愛和歸屬的需求和自我實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)輪椅時，要同時滿足老年人生理需求和心理需求。因此，在下面的設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意老年人的心理需求。4.3.3人性化設(shè)計(jì)之人因工程學(xué)與宜人性大多數(shù)產(chǎn)品僅通過人為操作即可達(dá)到為人服務(wù)的功能目的。因此，輪椅主要需要擴(kuò)展以供老年人使用。人因工程學(xué)將研究方法應(yīng)用于人體測量（圖4-1），力學(xué)，心理學(xué)等領(lǐng)域，以系統(tǒng)地研究人體的結(jié)構(gòu)特征并提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的設(shè)計(jì)參數(shù)。人為因素工程是設(shè)計(jì)師進(jìn)行老年人產(chǎn)品的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)所需的基本支持。其中包括輪椅人體工學(xué)舒適度，智能結(jié)構(gòu)變形實(shí)驗(yàn)和心理研究方面的經(jīng)驗(yàn)。通過這些研究，現(xiàn)有的富有同情心輪椅的設(shè)計(jì)框架發(fā)生了革命性的變化。隨著生活水平的提高，老年人的審美需求也在增加，我們不再對僅具有平淡造型和單調(diào)色彩的產(chǎn)品感到滿意。同時關(guān)注產(chǎn)品的功能和舒適性，不僅滿足老年人的功能，而且滿足老年人的精神需求。通過將人因工程學(xué)原理引入到老年人產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，優(yōu)化老年人與產(chǎn)品之間的距離，使得人機(jī)交流更順暢，并發(fā)揮更好的作用。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s11人體工程尺寸[21]4.3.4老年人多功能輪椅產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)人性化的設(shè)計(jì)不僅應(yīng)為普通大眾設(shè)計(jì)，而且還應(yīng)為不同人群設(shè)計(jì)。這是設(shè)計(jì)師不能忽略的另一方面，因?yàn)槊總€消費(fèi)者都有不同的消費(fèi)者情感。在計(jì)劃時，設(shè)計(jì)師需要考慮他們正在設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的消費(fèi)者群體的特征。男性需要在造型上表現(xiàn)出粗魯而霸氣的感覺，以展示自己的能力。女性在產(chǎn)品造型中需要考慮其細(xì)膩精美的審美習(xí)慣（圖4-2）。因此，許多公司在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時會為男性和女性消費(fèi)者設(shè)計(jì)不同的模型。除此之外，人性化設(shè)計(jì)還考慮了經(jīng)常被忽視的群體，例如殘疾人，老年人和兒童。在設(shè)計(jì)中必須考慮消費(fèi)者的情感，以便他們可以感受到人性化的關(guān)懷。所以，在考慮老年人多功能輪椅人性化設(shè)計(jì)時，要從用戶生理和心理角度出發(fā)，考慮其人性化的功能，對外觀、色彩等等都需要人性化考慮。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s12輪椅細(xì)節(jié)[21]

第五章基于人因工程的老年人多功能輪椅優(yōu)化設(shè)計(jì)提案基于以上的資料收集及訪談?wù){(diào)查，本文針對老年人多功能輪椅，從功能、材料和造型三方面提出了以下優(yōu)化設(shè)計(jì)構(gòu)思提案：5.1功能設(shè)計(jì)在了解相關(guān)資料和訪談，我們發(fā)現(xiàn)老年人對于功能的需求是不可忽視的，比如老年人覺得輪椅坐久了不舒服，希望有燈，能放音樂，能放東西，但是又希望操作簡單等等，基于目前了解到了老年人需求，提出以下優(yōu)化設(shè)計(jì)功能：5.1.1導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)（圖5-1）在用戶使用導(dǎo)航時以及用戶自己離開短距離時（由電池維持最大的往返動力）可提供更好的基本社交活動和體驗(yàn)。加入導(dǎo)航系統(tǒng)后，可以選擇“老年人導(dǎo)航模塊”來運(yùn)行專用的導(dǎo)航模擬并導(dǎo)航到目的地。導(dǎo)航系統(tǒng)已集成到護(hù)理輪椅中，這也是護(hù)理的特殊功能之一。單個導(dǎo)航只能顯示提醒用戶的功能。將輪椅與導(dǎo)航模塊集成后，出色的主動控制系統(tǒng)可通過障礙物，跌落保護(hù)，GPS和其他模塊使行走和控制更加安全（圖5-3）。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s11導(dǎo)航系統(tǒng)圖片來源：網(wǎng)絡(luò)5.1.2人性化人機(jī)界面系統(tǒng)鑒于老年人通常獨(dú)自一人居住并且需要更多的精神護(hù)理，因此人機(jī)界面系統(tǒng)主要使用人機(jī)交互，其功能遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)的智能輪椅，配備了富有同情心和同情心的智能模塊。情感護(hù)理：面向老年人的交互式護(hù)理平臺，他們可以與醫(yī)生和患者進(jìn)行交流，并及時與家人進(jìn)行交流。老年人的人性化護(hù)理體現(xiàn)在具體和實(shí)際的細(xì)節(jié)上。老年家庭，社區(qū)護(hù)理和家庭醫(yī)生可以為老年人的情緒和身體狀況提供及時的護(hù)理，關(guān)注，及時的支持和護(hù)理。同時，可以安裝緊急尋呼機(jī)，以便老人遇到危險時，他/她可以撥打家人的手機(jī)并發(fā)送位置信息。行程計(jì)算機(jī)：傳統(tǒng)的智能輪椅由用于步行和調(diào)試的物理按鈕控制。無法直觀，詳細(xì)地獲得有關(guān)特定輪椅的某些功能和信息。輪椅駕駛互動使老年人能夠通過簡單的操作來了解和使用各個方向的輪椅，并按照駕駛計(jì)算機(jī)上的檢測提示提前進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖褂脺?zhǔn)備。輪椅駕駛交互是輪椅智能護(hù)理的一項(xiàng)特殊功能，它具有人性化護(hù)理的支持和驗(yàn)證。休閑娛樂：休閑娛樂功能為老年人提供了擴(kuò)展功能，以度過他們的休閑時間。對于老年人，除了正常的功能使用外，基本的社交互動，休閑和娛樂也是必須考慮的功能因素。因此，隨著輪椅的集成以及藍(lán)牙與第三方設(shè)備和其他娛樂擴(kuò)展的適配，用于老年人的富裕生活的物質(zhì)和精神軟件以及精神軟件和精神軟件，例如廣播播放，音樂播放等。它為軟件提供了基礎(chǔ)。功能。5.1.3調(diào)整座椅根據(jù)訪談?wù){(diào)查發(fā)現(xiàn)，老人經(jīng)常坐在輪椅上，難免出現(xiàn)久坐不適的問題，且老人自己不方便從輪椅起身更換舒適的位置，所以參考辦公用椅子及高鐵、飛機(jī)等座椅，輪椅設(shè)計(jì)為可調(diào)整靠椅及腳踏板角度（參考圖5-2），靠椅可在90-180度內(nèi)調(diào)整，方便老人久坐不適時，調(diào)整坐姿，緩解疲勞。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s12輪椅靠背調(diào)整功能示意圖片來源：網(wǎng)絡(luò)5.1.4安全功能設(shè)計(jì)（1）安全帶設(shè)計(jì)?？紤]到老人電動操作可能會因?yàn)椴皇煜?，?jīng)常撞到石頭等，或者下坡時，容易滑出座位，所以參考汽車安全帶設(shè)計(jì)，可以給輪椅加上安全帶，以確保老人安全需求。（2）前照燈設(shè)計(jì)?？紤]到老人有時夜間出行需要，前照燈能較好的幫助老人識別路面情況，確保安全。（3）反光鏡設(shè)計(jì)。因?yàn)殡妱虞喴危掏境鲂械那闆r下，可能需要識別交通情況，尤其是過馬路，去公園、菜市場等車輛人員較多的情境下，反光鏡設(shè)計(jì)能很好的幫助老人識別后方情況，確保安全。5.2材料設(shè)計(jì)材料是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，了解材料的特性可以滿足人們的各種需求。另外，材料的特性限制了許多物理和技術(shù)方面，例如產(chǎn)品的形狀。同時，產(chǎn)品具有不同的質(zhì)地和手感屬性。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，老年人希望使輪椅更輕，更容易攜帶。因此，老年人多功能輪椅的外觀是由塑料制成的，并且塑料材料的優(yōu)異加工性能使其具有特殊的形狀和??豐富的色彩，并且塑料的價格也很合理。不如金屬貴。此外，還有一個很強(qiáng)的模仿效果，可以模仿許多材料，例如木材，皮革和紙張。人們對塑料制品的情感體驗(yàn)非常豐富。在這里，它用于使重型輪椅更輕，更時尚。另外，有必要考慮老年人的使用場景和習(xí)慣，選擇易于保養(yǎng)的材料，易于清潔和保養(yǎng)，5.3造型設(shè)計(jì)多功能老人輪椅的形狀也是核心。這種設(shè)計(jì)使用柔和的曲線來詮釋人性。面對幾何建模的冷漠和市場建模的基本地位，軟設(shè)計(jì)元素賦予產(chǎn)品“人性化”的感覺。流線型輪椅設(shè)計(jì)是為用戶設(shè)計(jì)的。當(dāng)輪椅的形狀整體放松和舒適的曲線形狀給人耳目一新的感覺。為生活在相對單調(diào)的用戶提供一些情感上的照顧。拒絕冷漠，享受產(chǎn)品帶給人們的感覺。產(chǎn)品是為人們設(shè)計(jì)的，所有設(shè)計(jì)概念都必須從滿足人們對產(chǎn)品功能的生理要求開始，并最終填補(bǔ)人們內(nèi)心的空虛。外觀如下（圖5-3）。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s13外觀造型[22]結(jié)語隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人類的壽命逐漸增加，老齡化社會已成為世界各國的主要問題。隨著老年人口的增加，對輪椅的需求變得越來越重要。對于這些老年人和不便使用者而言，這是非常困難的，因?yàn)樯眢w的不同部位會逐漸惡化，并且某些老年人會出現(xiàn)神經(jīng)肌肉收縮。因此，用于殘障人士康復(fù)的多功能輪椅可以逐漸滿足他們的需求。本文通過資料的收集及訪談?wù){(diào)查，了解到了老年人對于輪椅當(dāng)前的使用情況及需求，從而在功能、材料及造型三方面為老年人多功能輪椅提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)構(gòu)思提案，但是本文有很多不足之處：因個人能力問題，很多構(gòu)思無法自己畫出草圖表達(dá)想法，只能通過借用他人作品來表達(dá)；因條件有限，無法采訪到較多使用輪椅的老人，了解更多更全面的需求，之后的研究如果條件允許可以調(diào)查更多老人的需求；目前的想法只是來源于需求提出的構(gòu)思提案，對于落地還有一些技術(shù)上的困難，想法上有不成熟的地方。所以希望之后的研究能了解更多老年人的需求，提出更加成熟并且能落地的方案，也希望本研究能給未來的研究提供一些思路的參考。

參考文獻(xiàn)[1]周偉.多功能輪椅運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].華南理工大學(xué)，2010.[2]李愛萍.多功能輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D].天津科技大學(xué)，2010.[3]李鋒.一種新型多功能輪椅床的設(shè)計(jì)及仿真[D].天津理工大學(xué)，2013.[4]李霞，宋海堂.基于人因工程學(xué)的爬樓梯輪椅的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械，2009，05：62-64.[5]李霞，倪向東.基于人因工程學(xué)多功能輪椅的分析設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代機(jī)械，2009，03：16-18.[6]胡義華，諶炎輝，張樹林.多功能自助輪椅設(shè)計(jì)的研究[J].制造業(yè)自動化，2012，14：132-134.[7]甘新平，伍學(xué)明，許小強(qiáng).新型多功能電動輪椅的研究和CAD設(shè)計(jì)[J].臨床醫(yī)學(xué)工程，2012，07：1040-1042.[8]戴加全，袁祖強(qiáng)，劉永青.一種新型多功能輪椅的研究與仿真[J].機(jī)械制造與自動化，2014，02：99-101+112.[9]ZHAOCon