下肢復健輔助行走裝置的人機工程及顏色設計

陳虹宇 黃霏霏 簡屹林 魏子健

摘要：為設計出集功能性、穩定性以及造型新穎性于一體的穿戴式下肢復健輔助行走裝置。從用戶感性需求和喚起內心共鳴的角度出發，采用人機工程學原理將用戶意向應用于輔助器材的外觀設計中，使機構具有更強的舒適性和觀賞性。同時，設計了冷色調和暖色調的兩種方案。最后采用調查問卷的方式驗證設計效果，從結果來看，90%的用戶青睞于第二種設計方案，表明仿生學的外形設計得到了用戶的認可，同時，暖色調的顏色設計風格，有助于提升用戶的使用體驗。

關鍵詞：人機工程設計;顏色設計;行走訓練;醫療復健

中圖分類號：TH12文獻標識碼：A

Ergonomics and color design of walking aids for lower limb rehabilitation

Chen HongyuHuang FeifeiJian YilinWei Zijian

Chengdu college of university of Electronic Science And Technology of ChinaSichuanChengdu611731

Abstract：In order to design a wearable walking aid device for lower limb rehabilitation，which integrates functionality，stability and novelty of shape.From the perspective of user's emotional needs and arousing inner resonance，the user's intention is applied to the appearance design of auxiliary equipment by using the principle of ergonomics，so that the mechanism has stronger comfort and appreciation.At the same time，two schemes of cold tone and warm tone are designed.Finally，a questionnaire is used to verify the design effect.From the results，90%of the users favor the second design scheme，which shows that the bionic shape design has been recognized by the users.At the same time，the warm color design style helps to improve the user experience.

Key words：Ergonomic design;Color design;Walking training;Medical rehabilitation

1 緒論

隨著人口老齡化的程度加劇[1]，輔助行走器材的需求量也日趨增大。作為腦卒中偏癱患者康復訓練的主要設備，其功能主要是為長期臥床患者提供循序漸進的行走訓練等。因此，單從設備的功能而論，輔助行走器材基本上能夠滿足人們的需求[24]。然而隨著社會經濟的發展，輔助行走器材的性能日趨完善，該產品的使用中，功能已經不是人們考慮的主要因素了，人們對于該設備的造型、視覺體驗等需求日趨提升[5]。由此可見，常見單一造型的輔助行走器材已經不能適應大眾的審美需求。因此，在輔助行走器材的設計中，如何設計觀賞度高的器材是一門重要的課題。

小林重順認為，產品的意向從本質上來看，是人們心中對其的認同感[6]。根據產品形態設計理論，對于輔助行走器材的造型設計，主要的方法有：人機工程設計、仿生學設計以及錯視誤差設計等[7]。人機工程設計主要是以人的身體結構、尺寸等特點作為器材形狀和尺寸設計的依據，從以人為本的角度來看，產品能夠起到較強的使用體驗和一定的視覺沖擊，而錯失誤差設計是考慮到人眼的錯視場景，對產品進行一種視覺沖擊效果體驗。鑒于此，本文設計了一種基于人機工程學相結合的減重式輔助行走器材：以保證患者在獲得安全健康的運動康復訓練效果的同時為患者營造更舒適的康復環境，盡可能地消除患者的心理壓力，以輕松的心態康復。

2 輔助行走器材的人機工程設計

輔助行走器材的人機工程設計，即從人體的參數特征、使用心理學等方面為依據，設計產品的形態和尺寸。對于人群的特點分析而言，本文采用實地調研法，以某醫院的17位腦卒中偏癱患者作為受眾對象進行參數的選擇，主要包括：身高、下肢的長度等各項參數，并將搜集的參數進行整理和計算平均值，依次作為輔助行走裝置的結構、形狀以及尺寸設計的依據，達到提升使用舒適度的要求。在設計中，同時需要考慮的因素包括：輔助行走器材的設計、安裝、生產、運輸、使用中的復雜性等。

3 顏色的設計

穿戴式下肢復健輔助行走裝置的設計中，在參照物的選擇原則上，主要遵循“以人為本，情趣第一”的原則[1112]。根據研究表明，人在選擇產品時，影響第一印象的關鍵要素是產品顏色。可以認為，輔助行走器材的色調使用是最迅速且直接影響患者使用心態的。因此，為了設計出適合的顏色，提升使用者的良好體驗度。本文進行了問卷調查，通過整理問卷調查結果可知，對于醫院的腦卒中偏癱患者而言，平均年齡結構處于45—65歲區間。該年齡段的人群，通常具備沉穩、不太運動且文化層次一般等特征。所以，模擬色調可以從兩個方面考慮：

（1）符合患者的性格特征，以冷色調為主的顏色;

（2）雖然該年齡段的人群比較沉穩，但其內心或許存在對昔日積極陽光的生活方式的向往，因此也可以考慮日常中能夠給人以陽光、活潑感覺的暖色調。

同綜合上述因素，輔助行走器材的人機工程設計方案為規則形狀、同時可以匹配兩種不同風格的色調。原因在于：

（1）輔助行走器材是規則形狀，與該年齡結構中的文化層次中等，邏輯性較強的特征匹配;（2）傳統輔助行走器材外形通常為灰色，比較單一，受眾面不廣。而暖色調和冷色調的設計風格容易引發不同受眾對象的共鳴，增強產品與患者的交互性和信任感，提高患者使用產品的積極性。

4 設計效果追蹤

行走輔助設備的設計效果如何，需要進行后續的數據追蹤，本文采用問卷調查的方式進行評估。

隨機采訪20名用戶，就這兩種設計方案進行體驗調查。部分主要的調研問題包括：

（1）這種輔助行走裝置設計方案，你覺得造型是否能接受？

（2）兩種復健器材的造型是否符合你的審美？

（3）兩種復健器材造型設計是否層次分明？

（4）這兩種復健器材，你更青睞于哪一種方案？

調研結果，如下表所示。

由上表可知，對兩種輔助行走器材方案而言，外形設計的可接受度占比為50%;認為符合自己審美標準的人數占比為60%;覺得兩種方案層次分明的人數占比為30%;而90%的人更傾向于方案2。該結果表明，對于行走輔助器材設備而言，大部分使用者還是傾向于暖色調的設計方案。

5 結語

將用戶意向研究理論引入到輔助行走器材的研究中，選擇了仿生學的設計方法，將輔助行走器材結構作為產品模擬的對象。根據色彩的冷暖基調冷色調和暖色調的兩種方案，這兩種方案均獲得了較高的用戶滿意度。但同時也有不足之處：前期調研的場所和產品樣本數量未達到足夠多，可能會導致得出的結論不夠準確;同時由于資金關系患者對同類型產品的接觸并不是很多，可能會對實驗結果造成一定的影響。

參考文獻：

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作者簡介：陳虹宇（1997—），女，漢族，四川綿陽人，主要從事機械設計制造及其自動化方面的研究工作。