智能型老年人出行購物小車設計研究

孟鶴玲 王睿琪

摘 要：隨著老年人口數量的增加，老年人的日常需求日漸突出。隨著年齡增長，老年人的關節靈活度、肌肉強度等都開始不同程度下降。日常購物開始變得尤為艱難。通過對老年人的生理特征入手，結合現代智能機器人特點，設計了一款能跟隨老年人出行的購物小車。從結構設計上分別對購物車的結構、造型和功能等優化設計。在滿足現代老年人出行購物輕松方便的前提下，添加了小車的穩定結構，也加入了計重功能，實現了老人輕松購物的可能。給老年人提供了一款智能、防丟、穩定的自走式購物車，為購物車的設計研發提供新思路。

關鍵詞：購物車;智能型;自主行走;智能小車

隨著我國經濟水平的提高，人們的物質世界變得越來越豐富。對于老年人也有了更多選擇。無論是獨居的老人還是要為兒女做飯的老人，買菜購物都是日常必須。但沉重的物品會給出行購物的老人們帶來很多限制，例如導致很多老人需要跑幾次超市才能買完所需物品，或者因為物品太重不得不在路邊休息，或者導致手臂肌肉拉傷等問題。因此，針對需要經常出門購物的老人設計一款可以自主行走的購物小車是十分必要的。

1 老年人購物車的需求設計分析

1.1 老年人行動特點

隨著年齡的增長，人體的骨骼逐漸萎縮，骨密度會降低，肌肉會變松弛，反應逐漸變慢，記憶力衰退，甚至阿茲海默癥的出現都會影響老年人的生活。老年人日常出行中多數行動緩慢，顫顫巍巍，有的甚至需要拄拐或者借用自動輪椅才能出行。

1.2 老年人對購物車的功能性需求

購物車的出現是為了方便人們購物過程中選購物品所用，且多數購物車過于龐大笨重，輪子不靈活等，且只能在購物場所使用。老年人在回家途中不可避免地撞到他人或自己、感到手提費力等問題。智能型自走購物小車的實現有助于幫助老人在購物中和回家途中減輕負擔，避免肌肉勞損，一次性購入大量日用品等。

2 智能型老年人購物車設計實踐

2.1 智能型老年人購物車的造型結構實現

造型上，購物小車采用方框型結構最大化保證了老年人所需的購物容量。中間的方框部分用于放置購物袋，邊框的圍欄防止物品在移動過程中滑落。小車自帶獨立升降系統，滿足城市里老人上下坡、上下樓梯時小車籃子保持水平的要求。手柄呈三角截面，符合人體工程學。手柄部分配置有報警系統。智能型自走小車能從物理外部減少老年人因提拉重物導致的腕部、手肘、腰椎等部位的關節損傷。

2.2 智能型老年人購物車的安全出行和避障功能

購物小車配置有紅外線報警系統和超寬帶（UWB）無線定位技術，能根據老人的活動路線自主行走，能夠通過數據提前判斷是否上下樓梯、是否上下坡，必經路徑上是否有障礙物等，并根據紅外數據和超寬帶數據預判出相應動作，及時調整路線和各升降機的高度，防止小車翻倒。小車自帶6個獨立升降系統，每個升降系統都配置有獨立剪叉升降架，使小車能在南方城市中傾斜路面或處于施工路段的復雜路面都能保持購物袋水平移動。

2.3 智能型老年人購物車的材料使用

材料上，使用合金與塑料結合。三角截面的手柄使用塑料材質，防滑耐磨。圍欄采用合金材質，兼顧穩定耐用品質。輪胎采用高強度樹膠材質，防止路面高溫融化或路面砂石磨損輪胎，耐腐蝕，能支撐重物壓力不變形。每個獨立升降剪叉升降架配備了電機驅動，配合直流電機和電機編碼器、電動驅動器齒輪傳動機構使各部件之間既能獨立又能共同運作。

2.4 智能型老年人購物車的運行機制

上下樓梯及上下坡運作設置：通過接收老年人攜帶在身上的路徑型號發射裝置傳來的信號，小車的控制系統將自動處理接收到的信息，提前判斷剪叉升降架的升起高度，以符合真實路面情況，保證購物袋所在平面保持水平。如遇到上臺階時，小車后兩排剪叉升降架和第一排升降架會一并上抬，后由后兩排輪子向前移動，至第一排輪子接觸地面第二排輪子再上升，之后由第一排輪子和第三排輪子一并驅動向前，同理直至三排輪子都處于同一平面。報警電路：當老年人所攜帶的信號發射器超出小車信號接受范圍，小車會自動停止運行，并通過手柄處的揚聲器發出報警信息，同時老年人身上的信號發射器也會發出震動提示老人。避障電路：通過紅外線發射管發出紅光，紅外接收管接受發生高低電平轉換，經放大電路放大送入單片機，分析處理后對校車前進方向進行指示，小車成功躲避障礙物。

3 結束語

通過對老年人的身體和出行購物方式的分析，提出了一種智能型自走型購物小車的設計思路。從小車造型、機械結構、材質、智能系統四方面明確該給出設計對應的設計方案，該方案中主要是通過添加助行的功能對購物車進行結構的創新設計。通過對購物車車架、購物筐以及車輪位置的改良設計以此實現該產品輕便、易推拉、助行等功能與特點，滿足當代老年人的需求，同時也為購物車的造型設計提供新的設計思路。

參考文獻：

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作者簡介：孟鶴玲（1999-），女，苗族，貴州貴陽人，本科，研究方向：工業設計。