人性化可折疊助行車設計

2010-07-07 06:52:28李文飛

圖學學報 2010年4期

姜楠，李文飛

（揚州大學機械工程學院現代工業設計研究室，江蘇揚州 225009）

隨著社會素質的不斷提高，社會中的老年人與殘疾人將越來越受到全社會的關愛，伴之而來的是對多功能、實用價值高的助殘與康復設備和高品質關愛性服務的渴求。對行走不便的老年人與殘疾人的照料和護理已不僅僅是簡單的物質供應和生理呵護，他們需要通過訓練早日康復，走出家門，感受美麗的大自然、享受美麗人生。

在醫學上把輔助人體支撐體重、保持平衡和行走的工具稱為助行車。它是幫助行動不便者外出活動與進行恢復性鍛煉的輔助設備。偏癱、截癱、截肢后或其他下肢肌力減弱不能支承體重時，助行車是不可缺少的康復輔助用品，助行車的基本作用是保持立位身體平衡、支撐體重、訓練行走、增強肌力。

1 人性化設計理念

美國著名的行為科學家馬斯洛很好的揭示了設計人性化的實質，馬斯洛指出人類的需要從低到高分成五個層次，即生理需要、安全需要、社會需要、尊敬需要和自我實現需要。人性化設計真正體現了對人的尊重和關心，是人與產品完美和諧的結合。人性化設計把使用產品的人作為產品設計的出發點，要求產品的造型、色彩、性能等都要圍繞人的生理、心理特點進行設計，使人—機高度協調，形成高效、經濟、安全的有機系統，使產品設計真正體現出對人的尊重和關心。

人性化設計是設計的產品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價值”、“安全”和“效率”等方面的評價。任何一個設計都應以人為本作為出發點，考慮如何比較好的滿足人的生理和心理的需要，滿足人們深層次的精神文化需求，追求更適合人體結構的造型形式，同時強化對老年人與殘疾人用品的關懷。設計的主體是人，設計的使用者和設計者也是人，因此人是設計的中心和尺度。這種尺度既包括生理尺度，又包括心理尺度，而心理尺度的滿足是通過人性化設計得以實現的。設計的層次越高，要考慮的精神性因素就越多、理性化和人性化的結合就越完美、越融洽。從某種意義上說，設計的不斷發展和提升的過程即是人的認識、思想和情感的不斷完善的過程。設計人性化將是未來設計的必然趨勢和最終歸宿，設計師的工作是使人的生存環境和物品更適合人性，使人的心理更加健康發展，人性更加完美，真正達到人物和諧的境界。人性化的設計指導理念是人文關懷，人機工程學是為了解決“人—機—環境”的最大和諧問題，所包含的內容是人性化的技術手段。

孤獨感是行走不便的老年人與殘疾人普遍存在的情感體驗，由于生理和心理方面的某些缺陷，他們的行動受到不同程度限制，其行為容易受到挫折。殘疾人的活動場所太少，且在許多場合常常受到歧視，使他們不得不經常呆在家里，久而久之，孤獨感油然而生。行走不便的老年人與腿部殘疾的人行走困難，外出更困難，比較容易孤獨，心理上容易自卑自閉，心理特征主要表現為：自卑、行動遲緩和自尊心強，但同時他們也很希望能夠像正常人那樣生活，比如外出購物，走進大自然，融入大自然，融入社會參加社會活動建立良好的人際關系。作為設計師應該用愛心去完成設計，使得助殘設計更加完美，設計在細節上表現出對他們的尊重，幫助他們建立放松愉快的心情，有利早日康復。

2 總體設計思路

設計從人性化設計角度出發，在分析了用戶的生理要求與心理需求的基礎上展開。考慮設計如何在整體功能與細節部分實現對行走不便的老年人與腿部殘疾人的人性化關愛，盡可能幫助他們提高生活自理能力與改善生活質量。設計初期根據助行車的基本功能進行了方案的總體設計，考慮該車是作為行走不便的老年人與腿部殘疾人輔助行走的設備，最基本要求是助行方便、平穩性好、轉向方便，遇到斜坡有制動功能可防止摔倒等進行造型與結構設計。

助行車的平穩性是很重要的。車輪是助行車直接與地面接觸的部件，對穩定性起著關鍵的作用。前輪采用十字架輪結構設計提高平穩性。后輪采用了有制動功能的雙輪結構設計進一步提高行走平穩性，在用戶上下斜坡時一般情況下后輪不制動，但如需要制動時對車身施加稍大壓力，后車輪將制動停止行走，這一結構特別適用于不能較快行走的對象，是行走穩定性的保障。此外，后輪可旋轉360°方便用戶實現轉彎。

考慮如何在助行車細節設計上體現對行走不便的老年人與腿部殘疾人的關愛，更好的滿足他們的生理與心理需求。行走不便的老年人與腿部有殘疾的人行走容易疲勞，經常需要坐下休息，根據這一需要將助行車在不需輔助行走時變換為座椅，方便用戶隨時坐下進行休息。助行車上有購物筐方便購物與放置物品。助行車整體材料采用鋁合金輕便容易搬動，不使用時可折疊存放節省存放空間。

產品的娛樂性是人性化設計的表現，在助行車上設計一個嵌入的收音機，使用耳機收聽音樂與廣播，用戶在行走與休息時可聽聽音樂，放松心情。考慮外出時氣候的變化，設計一個可放置晴雨傘的結構，遇到特別的天氣如烈日下或下雨天可打開傘遮陽或防雨。考慮用戶晚間使用需要設計了夜用燈，在天黑之時可以打開輔助光源照明，方便夜間行走。行走不便的老年人與腿殘用戶意外情況下不慎跌倒時可能自身難以爬起，在助行車上設計一個報警按鈕必要時報警求救。

3 人機關系分析

人機工程學是研究“人—機—環境”系統中人—機—環境三大要素之間的關系，為解決該系統中人的效能、健康問題提供理論與方法的科學。產品在人的日常生活中使用，不考慮人類各種特征是不能進行設計的。在工業設計中研究人機工程學，就是要利用各種方法，獲得設計數據。數據是產生初始原型的依據，同時也起著提高產品質量、可靠性、安全性的作用。在設計中，合理的人機關系體現在高效、健康、舒適、安全等設計目標中，不僅要滿足人的生理需求，而且要滿足人的心理需求。在設計時應全面考慮“人的因素”提供的人體結構尺度，人體生理尺度和人的心理尺度等數據，并將這些數據有效地運用到設計中去，從而設計出適合人使用的產品[1]。

（1）助行車扶手高度

老年人在進入65歲以后，身體尺寸趨于穩定。根據65歲以上老年人的人體尺寸調查數據：手的功能高為726mm～728mm[2]，考慮到手臂的活動性質與人體彎曲的狀態，把助行車的扶手高度定位在700mm，適用于65歲以上大部分群體。

（2）助行車寬度

據調查數據 65歲以上老年人坐姿臀寬為364mm～368mm，肩寬為 286mm～330mm，最大肩寬為 328mm～377mm[2]，考慮到衣服的厚度，對薄衣服要附加 7.6mm，對厚衣服要附加7.9mm[2]，由于軀干和肩的活動，兩肩之間所需的空間會加大，當人體扶著助行車時的姿勢應與人的坐姿基本成幾何對稱，把助行車的寬度定位在520mm，適合大部分65歲以上老年人的需求，同時增加了使用的舒適度。

（3）穩定性要求

穩定性要求是設計助行車重點考慮的要素。考慮到助行車的用戶大多為 65歲以上行走不便的老年人或者是腿腳不便的病患者，因此，設計充分考慮穩定性需求。在考慮了整車的重心位置的基礎上，前輪采用可兩點接觸地面的十字架輪結構，增加落地接觸點提高平穩性；后輪采用可制動的雙輪結構，在遇到坡體或光滑的路面時等需要停止行走時，用少許壓力便可制動車體，大大提高了行走時的穩定控制性能。

（4）舒適性要求

舒適性要求是指人在使用產品的過程中，人體處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內，使人不致過早地產生疲勞。此外，心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。設計比較細致的考慮了用戶的舒適性要求，助行車扶手處采用軟橡膠材質的手柄，使用時安全舒適；助行車在不需行走時可變換為座椅供用戶休息，椅面前緣適當翹起設計，使用者坐下時上身會自然的倚在靠背上軀干穩定舒適。此外，在設計的許多細節部分都考慮到了用戶舒適性的需求，有可聽音樂的收音機，可遮風擋雨防烈日的晴雨傘，晚上可用來照明的燈等實用性裝置，體現了對行走不便的老年人、腿部殘疾人的關愛之心，整個助行車設計充滿了人性化的關愛。

4 設計方案

從人性化設計的角度出發，在人機關系分析的基礎上，考慮穩定性與舒適性等具體要求完成可折疊助行車的設計方案。

圖1為助行車助行狀態。圖2為助行車變換為座椅的狀態。圖3為助行車折疊存放狀態。圖4為前輪與右剎設計，十字架結構的前輪行走時兩輪同時著地，增加了整車的安全平穩性，當捏緊右剎可使前輪整體轉動實現爬階梯的功能。圖5為后輪設計，后輪為雙輪帶有自動彈簧式剎車結構平穩性好，使用者對車施加較大壓力時車輪中間合金棒著地車輪自動卡住不前，起到制動的作用，后車輪可自由旋轉360°方便用戶轉彎。圖6為放傘裝置與收音機設計，不銹鋼彎管放傘裝置可根據用戶需要旋轉合適角度，方便用戶在陽光下和下雨天使用，圖6中四個按扭為收音機調節按鈕，下部有耳機插孔，供用戶收聽音樂與廣播，有助于保持一種輕松愉快的心態。圖7右手上方左側為報警按鈕，當用戶跌倒時按動報警按鈕，助行車將發出報警聲，便于獲得幫助。圖8為車藍下方放置的車燈設計，為用戶夜間使用提供了方便。