具有辅助坐起功能的老年人拐杖椅设计研究

来源:用户上传      作者:迟春晓　崔昊　季浩　马梦阳

　　摘   要：在老齡化背景下，针对老年市场的产品设计前景广阔。老年人在外出行走时需要平衡身体，同时又有短暂休憩的需求。而由于其下肢肌肉力量的不足，在起身过程中需要外力帮扶。因而本文在拐杖椅设计过程中重点考虑老年人群体的生理、心理特性，以安全性、易用性、舒适性、情感性作为设计原则，提出了一款具有辅助老年人坐起功能的拐杖椅。产品有较好的结构创新性和市场推广潜力，具有实用价值。
　　关键词：老年人  生理心理  辅助坐起  拐杖椅
　　中图分类号：TS664                                 文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）06（b）-0074-03
　　Abstract： Under the background of aging， product design for the elderly market has a bright future. Elderly people need to balance their bodies while walking and have a short rest. However， due to the lack of muscle strength in the lower limbs， external force is needed to help during the rise. Therefore， this article focuses on the physiological and psychological characteristics of the elderly in the design of the crutch chair. Based on the design principles of safety， ease of use， comfort， and emotion， a crutch chair with an assisting function for the elderly is proposed . The product has good structural innovation and market promotion potential， and has practical value.
　　Key Words： Seniors; Physiological and Psychological; Assisted Sit-ups; Crutches
　　自20世纪末以来，老龄化就成了我国公共关注的重要问题。我国自1999年正式进入老龄化社会，据《中国老龄产业发展报告（2014）》所示，截至2013年，60岁以上老年人口有2.02亿;预计到2053年，老年人口总比重将超过30%。在我国老年人口中，空巢家庭达到了40%[1]。能够帮助老人自理自立、协助其参加社会生活的产品的市场潜力是巨大的。美国《彭博商业周刊》网站发表的关于中国老龄化产业的文章称，预计到2050年，中国的老龄产业市场将达到106万亿人民币，约占我国经济总量的1/3[2]。
　　科技水平的进步和物质医疗条件的提升让人类的平均寿命不断增加。我国老年人产品设计相对国外而言起步较晚，且助行类产品功能过于单一或冗杂，此特征在助行杖类多有体现。基于以上问题，针对老人外出需要短暂休憩，以及坐下、起身过程中需要外界帮扶等情况，将拐杖和座椅的功能相结合，设计研究具有辅助坐起功能的拐杖椅。
　　1  老年人生理和心理特性
　　在我国1999年首次颁布的《老年人建筑设计规范》行业标准中提出，应以老年人生理机能退化程度和生活水平等因素作为划分标准，将其分为自理、介助和介护三个阶段。基于以上划分标准，本产品主要针对的用户人群是65～84岁左右年龄段中具有自理自立能力，但下肢力量不足且在坐、起过程中需要外力帮扶的老年人群体。
　　老年是人类自然的生命阶段，在此过程中，老人生理机能逐渐衰退，其骨功能下降、关节老化和肌肉松弛等易削弱下肢运动能力，使人重心不稳，并且活动协调能力下降以及在坐、起时难以产生足够的力量。视觉、听觉等感知系统方面的衰弱也会使老人在观察、使用产品时产生操作障碍。随着年龄的增长，老年人身高将会产生不同程度的衰减。一般在70岁时，其身高较年轻时而言平均会下降2.5%～3%，女性群体甚至可以达到6%[3]，所以在产品设计中需要更多地考虑到人机工程学中老年人人体尺寸设计部分。
　　老年人的心理特性分为认知心理和感性心理。认知部分中记忆力和注意力的下降使得老人更加依赖过往人生经验，对新产品和新操作功能有较长的学习适应期。对待事物力不从心容易使老人产生焦虑、自卑等不良情绪，他们希望更多地参与到社会活动中，缓解内心的孤独感。同时，感性心理让老年人更偏爱稳重素雅、平和祥瑞的产品外观，能够在使用过程中带给他们亲切感和陪伴关怀感。
　　2  老年人助行产品分析
　　多数老年人使用的助行工具分为助行杖、助行架和轮式助行器三种。其中助行杖又被称为拐杖，包含手杖、臂杖、腋杖和平台杖。助行架需要用双手操作，支撑面积大且稳定性好，但整体较为庞大笨重。轮式助行器体积与助行架大致相当，但因为加入了车轮结构，对路面平整度要求较高。
　　在助行杖设计中，也有关于拐杖椅设计的研究分支。其在老年人日常行走过程中有着平衡整体、借力支撑的功能，同时也可以搭建座椅，为老年人提供休憩位置。但目前拐杖椅的普遍设计只是将一块硬质座板附着于主体之上，且在老人坐下、起身过程中并不能够给予主动的帮扶作用。 　　各类助行产品对应的目标人群不同，提供的帮扶功能也不同。对于本文中的目标用户，产品设计要点在于弥补老年人下肢肌肉力量的不足，并且在坐起过程中提供外力帮扶。
　　3  产品设计原则
　　经过对老年人生理、心理特性的分析和相关资料的了解，本文中将老年人产品设计原则归纳为四方面：安全性、易用性、舒适性、情感性。
　　一是安全性。考虑到大多数老年人的身体状况，摔倒、磕碰等会造成较为严重的后果，因而产品的安全性是放在第一位考虑的。保证产品本身坚固稳定，在结构和视觉上均能给老人带来安全的感受，同时在日常使用中提高老人的出行、休憩安全系数。
　　二是易用性。本着形式追随功能的原则，产品在两种状态下需能以自身形态表现使用方法，引导老人快速掌握流程。同时去繁就简，将产品的主要功能着重于提供行走支撑、休憩支撑和坐起帮扶这些方面，明确重点，使老人通过往日经验即可理解使用方法。
　　三是舒适性。在保证实现功能的基础上尽可能地提升使用的舒适感，以人机工程学的相关数据作为设计尺寸和细节物件的理论基础，最大程度地提升用户体验。
　　四是情感性。在使用需求之外，能够关注老年人的心理需求、审美需求，其设计要使目标用户感受到温暖关怀，能够考虑使用当地的文化特点。在结构功能之外，产品的形态、色彩和材质需要做更多的情感考量。
　　4  拐杖椅设计要素
　　4.1 功能
　　拐杖椅能够通过折叠结构的变化实现两种主要功能，即作为行走时使用的拐杖和作为休憩时使用的座椅，后者在老人坐起过程中能够给予外力帮扶。
　　人体从坐到站的过程主要涉及三个关节部分：髋关节、膝关节、踝关节。老人需要起身时，首先身体微微前倾，有向上活动的趋势。而后臀部离开座面，主要由髋关节、膝关节提供力矩，当三处关节在竖直线上一致时，身体达到站立的状态。由此可得，将辅助坐起的功能，转化为座面倾斜抬升以补充老人下肢力量的缺失，重点为髋关节部分提供外力帮扶，同时保护运动中的膝关节。产品以连杆结构作为基础，以电推杆作为动力源，实现上述功能。
　　4.2 尺寸
　　人机工程学在产品尺寸和造型设计中有至关重要的指导作用，产品造型与人体匹配度的增加会提升用户体验，保证产品的安全性和舒适感。参考人机工程学中产品尺寸选定标准，老年人拐杖椅设计属于Ⅰ型产品中涉及人的健康、安全的一般工业产品。因而我们以老年人人体尺寸数值中女性P5数值为尺寸下限，男性P95数值为尺寸上限，产品满足度为90%。通过查阅数据资料[4]，筛选出指导拐杖椅设计的65岁以上老年人人体尺寸数据信息，如表1。
　　基于以上数据，考虑到产品类型和衣物鞋履功能修正量，将作为拐杖主体杆高度定为800mm左右，握把长度为150mm。座面距离地面高为400mm，座面长度为410mm，座面宽度为400mm。
　　4.3 色彩
　　步入老年后人体的视觉感知能力下降，视网膜上的黄褐斑会影响老人对色彩的感知，相较而言老人对黄、橙、红色彩的敏感度要更高[5]。产品色彩可以帮助老人辨别主体和背景，装饰之外也能够划分功能区块，在一定程度上引导用户产品使用的方法。基于老年人大多偏爱沉稳高雅、喜庆祥瑞的心理特点和上述视觉敏感度分析，拐杖椅选择黑白作为主要色，饱和度较低的红色作为辅助色加以点缀。
　　4.4 材料
　　通过对市场相关助行产品的大量调研和各类材料比对，最终选择铝合金作为拐杖椅的主要框架材料，其强度硬度高，且轻便可靠，成本相对较低，适合量产制造。握把曲线贴合人体手掌曲线并选用PP（聚丙烯）塑料，其触感良好，具有较高的弹性和韧性，是安全友好型材料。座面选用双层牛津布，此种布料多用于户外折叠座椅中，质地紧实，能很好地支撑人体重量。拐杖觸地部分以橡胶为底，可增大与地面的摩擦，使老人在使用产品的过程中更加安全。
　　5  拐杖椅设计效果图展示
　　产品在作为拐杖（图1）使用时帮助老人平衡身体，提供支撑点。作为座椅（图2）使用时，在坐、起过程中提供外力帮扶，解决老人下肢力量缺失的问题。拐杖椅整体以白、黑为主色调，红色作为点缀。白色洁净轻快，更显亲和。下方折叠处施以黑色，在视觉上给人以重心下沉的稳重感。造型和配色形似仙鹤，符合老人群体青睐的祥瑞寓意。
　　图3中c为拐杖椅折叠状态下的侧视图，过程d到e展示了产品辅助老人起身时的过程，当电推杆上升时，整个座面被抬升倾斜，与老人起身状态匹配，从而给予其外力帮扶，完成自坐下到起身的过程，其逆过程同理可知。
　　6  结语
　　通过改变产品折叠形态，使具有辅助坐起功能的拐杖椅可以给予老年人行走时的平衡支撑，又可在其需要休憩时搭建座椅，并且提供外力帮扶以弥补老人在坐、起过程中下肢力量的不足。产品有较好的结构创新性和市场推广潜力，具有实用价值。
　　参考文献
　　[1] 陈思琪.基于老人潜在需求的产品设计策略研究[J].科技创新导报，2019，16（7）：255-256.
　　[2] 罗志云.基于老龄友好的老年人助行器设计研究[J].科技风，2015（12）：230.
　　[3] 郑林欣，张帅.基于老年人生理衰退的产品设计[J].包装工程，2007（10）：188-189，210.
　　[4] 胡海滔.老年人的人体测量[D].清华大学，2005.
　　[5] 邓菲洁，胡兮.老年人日常生活用品色彩设计策略与应用研究[J].艺术与设计（理论），2019，2（3）：115-117.
　　基金项目：东北林业大学国家级大学生创新创业训练计划项目《基于人因学的老年人辅助坐起拐杖椅》（项目编号：201910225183）。
　　 作者简介：迟春晓（1999，2—），女，汉族，山东日照人，本科在读，研究方向：产品造型设计、产品结构设计。
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