基于人机工学的老年助行器研究

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非动力式助行器是帮助下肢无力、弱视以及非完全丧失行走能力的使用者恢复行走能力和进行自主康复训练。日本、美国、欧洲诸多科研机构及高等院校对助行装备研究上均取得了不菲的成果,我国助行器的研究和开发虽然发展较晚但是国内的诸多团体在对助行器的研究上依然取得了不菲的成果。目前随着社会老龄化趋势的加重,养老助老产品的需求激增,导致下肢助行设施及装备成为了各大院校及科研机构追逐研究的热点。中国市面上的老年人助行设备主要由传统的非动力助行装备占据,而动力式助行器大多也是处于研究阶段或者是价格昂贵,可见中国民众依旧更青睐于轻便的非动力助行装备。但是市面上非动力助行器也存在着诸多问题,这些问题主要包括:功能不能解决需求和在操作结构等方面存在不合理的情况。针对这两点,基于人机工程的非动力式老年人助行器设计研究对于解决老龄化社会问题上有着重大的意义。首先,查阅了助行器的研究历史和发展现状,分析和比较了国内各大高校、研究院与企业科研部门所设计的助行器,并发现这些助行器的研究过分注重助行器的结构原理和使用功能,忽视了产品本身与使用者之间的人机交互关系,因此普遍存在操作复杂、使用成本高和无法自主使用等一系列问题。针对这些问题本文认为助行器有必要通过人机工程的研究从而设置一套较为科学的参考尺寸。然后,通过查阅人机工程的发展现状、研究体系和研究方法。对于助行器的推行模式提出了通过姿势评价和模拟仿真两种研究方法的结合,使主观性的舒适性研究与客观性模拟受力分析互补。在最佳姿势条件下,利用西门子JACK模拟仿真软件对助行器的推行模式和载行模式进行仿真受力分析得处脊椎L4/L5的受力,通过比较两组L4/L5的受力值得出助行器的最佳尺寸区间,从而根据结果设置助行器把手的参考尺寸。对于助行器的载行,则也是在JACK模拟仿真的基础上,通过对载行过程静态与动态的讨论,采用现场试验获取载行姿势体压分布的数据值,最后通过分析给出了助行器座部的设计建议。最后,在人机工程研究结论的基础上,通过权重评价计算法选定草图方案,从而通过建模软件和渲染软件完成非动力式助行器的设计。一款符合人机交互的助行器设计不仅可以解决老年人出行的问题,还可以有效的防止因为行为姿势和操作不当等问题可能带来的伤害,使老年人使用得更加安全。助行器作为一款辅助行走安全的工具,其设计目的是使老年人能够自主行走并且自我照料从而减少不必要的护理,这也是老龄友好的基本理念。
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