夜間移動式老人座便器裝置的設計

楊成龍 毛玉峰 羅小鈴 黃俊杰 李新月

摘要：我國老齡人口基數大、增速快，而老人特別是獨居老人在夜間如廁極易發生跌倒，《中國傷害預防報告》顯示跌倒死亡已經是我國65歲及以上老年人傷害死亡的首位原因。通過對現有產品的分析和總結，擬設計一款可供老人夜間使用的可移動式座便器。裝置主要由移動機構、升降機構、隔臭機構和控制模塊四部分組成，可以實現夜間柔性照明、夜間移動定位，輔助老人如廁和隔離異味等功能。裝置結構簡單、操作方便、安全可靠，能夠避免老人在夜間如廁時發生摔倒，從而降低老人夜間如廁因跌倒而受傷的風險，間接提高了老人的平均壽命，極大地增強了老人生活滿足感和幸福感。

關鍵詞：跌倒;移動機構;升降機構;隔臭機構

引言

截至2018年底，我國60周歲及以上人口達2.49億人，占總人口的17.9%。由于家庭、社會等原因，獨居老人以及老人獨自生活的社會現象越來越普遍，這也讓老人在居住和生活等方面面臨重大挑戰。查閱文獻，發現由于老人身體機能下降，導致行動和反應遲鈍，尤其是在夜間，再加之光線變化和地面障礙等原因，使得老人在如廁路途及如廁過程中極易發生摔倒。座便器是老人在日常生活中經常使用到的衛生產品，它的設計不僅要滿足一般需求，而且更加應該考慮到老人活動能力有限、行動不便等特殊狀況，應盡可能地滿足老人能夠安全、舒適、方便地使用該衛生產品。針對用戶群體做了深入研究和分析后，發現市場上現有的座便器價格昂貴，且存在一些缺陷和不足，不能完全滿足當下獨居老人的使用需求。例如功能上不能人性化地輔助老人站立、安全系數不高、機動性不好;在可靠性、功能性和安全性方面在存在著諸多不足。不能完全滿足獨居老人夜間如廁的需求。針對老人摔倒的問題，本文致力于研究一種可供老人夜間使用的可移動座便器裝置，以幫助降低老人跌倒的傷亡率。

1.設計思路

分析比較了國內外一些相對成熟的老年人座便器，提出了夜間移動式老人座便器設計要求：

1.裝置可移動，靈活性好; 2.具有自鎖功能，安全性高;

3.具有升降功能;4.能隔離小便后異味。

為實現夜間移動式老人座便器功能，應將其設置在臥室的任意區域，在老人有需求時能隨時到達制定地點并開始工作。通過調研可以發現，市面上的大部分老人座便器要么移動性好、結構簡單，但不滿足老人需要輔助站立、隔離便后異味等需求，要么功能多樣，但缺少人性化設計，其價格也讓老人難以接受。因此一般的座便器并不滿足老人夜間如廁的需求。

根據老人需要輔助起坐、移動、除異味等功能，我們設計出了一種夜間移動式老人座便器，主要針對老人夜間小便。

2.結構設計

2.1升降機構設計

其主要作用是輔助老人如廁時坐下與起立，因此我們根據絲桿螺母易自鎖、好控制的優點，進一步簡化和標準化，選取了4根，兩兩不同行程的電動推桿。

在老人使用裝置時，坐墊上升，待老人坐穩后，支撐老人下降至蹲廁狀態，老人如廁完成后，再支撐老人至站立。

2.2移動機構設計

該項目中設備的移動主要通過底部的4個直流電機驅動，同時為了保證設備待機狀態下的穩定性，利用底部2個推桿來控制車輪的收放狀態，即，當設備處于靜止狀態時，將車輪收起，利用機體框架支撐設備，防止設備滑動，當設備需要移動時，放下車輪，通過底部4個直流電機驅動車輪轉動，方便設備的移動。在設備上方，為了方便坐墊部分的收納，以及升降座椅高度，采用4個電動推桿來進行驅動。

2.3 隔臭機構設計

通過將尿壺的前后運動與開蓋的旋轉運動結合起來，設計相對簡單，實現起來比較容器。由于老人上廁所只會打開一次裝置的蓋子和關閉一次，因此可以利用的運動只有蓋子旋轉軸的2次不同方向的旋轉運動。將旋轉運動轉換為直線運動的機構有曲柄滑塊機構、凸輪機構，齒輪齒條機構等等，因為旋轉軸到尿壺還有一定的垂直與水平距離，利用2個齒條可補償這2個距離。

3.結語

所設計的夜間移動式老人座便器裝置在保證老人使用安全、操作簡單的前提下，依據人機工程學理論為指導，研究設計的老年人座便器在一定程度上能增強老人獨立操作性，提高自身的生活能力，減除如廁過程中的障礙，減輕家人的精神及經濟負擔。在老齡化問題日益嚴重的今天，本設計具有較高的發展前景和市場價值。

參考文獻

[1]陳筱. 2017 老年人座便器人機創新設計研究[D]. 天津：天津科技大學.

[2]黃詩展， 余裕浩， 楊瀚林， 姜峰. 2020. 多功能坐便椅的設計[J].機械設計與制造工程， 49（10）： 53-58.

[3]劉暢. 2017 老年人輔助站立產品設計研究[D]. 天津：天津科技大學.

[4]湯哲， 方向華， 項曼君， 等. 2004. 北京市老年人衛生服務需求研究[J]. 中華醫院管理雜志， 20（8）： 464-469.

基金項目：省級大學生創新創業訓練計劃——夜間移動式老人坐便器（S202010616076）

作者簡介：楊成龍（2000.03—），男，四川省達州人，成都理工大學機械工程專業本科生