《智能拐杖設(shè)計4700字》

老年人智能拐杖設(shè)計摘要伴隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，老齡化已經(jīng)成為世界性的問題。我國因為人口基數(shù)較大，面臨的老齡化問題也更加嚴(yán)峻。然而，我國老年人無障礙設(shè)計的發(fā)展空間仍亟待填補，根據(jù)老年人的需求和消費特點，設(shè)計一款集多種功能于一體的手杖來滿足其出行需求、安全需求是一個具有實際意義的研究課題。本設(shè)計研究將從老年人身體衰老機能退化所產(chǎn)生的生活障礙為切入點，探討在現(xiàn)有的科技條件下，從老人最常用的隨身產(chǎn)品—手杖出發(fā)，通過相關(guān)的調(diào)研與設(shè)計研討，嘗試對于拐杖設(shè)計中的智能化進行研究與探討，以期對于老人手杖設(shè)計的實踐提出一些觀點和看法，設(shè)計出保障老年人獨立自主行為完成的新產(chǎn)品，以此重塑老年人的自信、緩解他們的自卑心理，同時增進家庭和諧氣氛，減輕社會負(fù)擔(dān)，推動和諧社會進程。滿足可老年人出行鍛煉的需要并提高了其出行安全性。關(guān)鍵詞：拐杖工業(yè)產(chǎn)品智能化1老年人智能拐杖產(chǎn)品概念定位現(xiàn)將本方案的目標(biāo)人群以及產(chǎn)品的使用環(huán)境作如下分析：1.1目標(biāo)人群本方案是針對因生理衰退或疾病而導(dǎo)致下肢無力，行走功能有障礙的老年群體而開發(fā)的產(chǎn)品。這類群體熱愛生活、非常關(guān)心自己的身體健康，有著強烈的自尊和獨立意識。盡管腿腳不便，行走能力差，但他們不承認(rèn)自己是社會的弱者，希望通過拐杖的幫助及自身的努力，實現(xiàn)行動上的自由，挽回尊嚴(yán)。1.2使用環(huán)境本方案的使用環(huán)境是室內(nèi)外的空間。除了平時生活起居的室內(nèi)場所，這類老年人群體在空閑的時候喜歡到樓下小區(qū)、附近公園或社區(qū)行走散步，與朋友聊天交流，進行戶外行走活動促進身體健康，使心情舒暢。其中，室外使用環(huán)境涉最為重要，涉及到這類老年人行走過程中可能遇到的道路路況的復(fù)雜性，如凹凸不平的道路、臺階、樓梯等情況。2智能拐杖產(chǎn)品方案老人手杖的使用者需求以安全性最為重要，而后依次為輕便性、舒適性、功能性及美觀性。整體手杖設(shè)計應(yīng)經(jīng)折疊滑動后可適應(yīng)老人持握高度、并以木頭為最佳期望材質(zhì)。2.1設(shè)計構(gòu)思根據(jù)調(diào)查顯示，目標(biāo)人群喜好收集養(yǎng)生健身的資訊，并樂于參與，因此將其常用的健身器材融入設(shè)計。整個手杖在外觀上類似王者的權(quán)杖，在具備了平衡的支撐功能外，又從外觀上彰顯出使用者的不凡品位。在“權(quán)杖”間，還隱藏著王者的“寶劍”，這把具有保健功能的健身劍通過卡扣固定在權(quán)杖夾縫中。權(quán)杖內(nèi)部加載的定位系統(tǒng)可以定位使用者的具體方位，并通過權(quán)杖柄部分的擴音系統(tǒng)播放語音導(dǎo)航，同時也支持廣播功能。權(quán)杖頂端的寶石紅色球體也是健身按摩球，可以拆卸把玩。權(quán)杖下端具有照明燈帶，在光線不充足時可以使用。2.2初步方案確定圖1智能化拐杖初方案如圖，以拐杖為主要形態(tài)結(jié)構(gòu)，在其中賦予了更多用來滿足和提升年輕老年人自立行為的功能：1可調(diào)節(jié)角度照明燈：在光線不充足的情況下使用，減小了由于昏暗無法看清楚路面產(chǎn)生的危險。2顯示屏：會顯示使用者的心率、體溫以及行走步數(shù)，同時在網(wǎng)絡(luò)的支持下實現(xiàn)路線導(dǎo)航。3方便藥盒：輕推向上即可開啟，在短暫外出時方便攜帶。4伸縮健身劍：不用時插在手杖桿中，需要使用時拔開手杖抽出即可，方便攜帶又便于收納。5可更換底座套組：雙輪底座類似智能拐杖，向前傾斜利用萬向滾輪省力前進，需要固定時向后傾斜使支撐腳落地。四腳底座適合年紀(jì)更大、腿腳更加不便的老人，這種底座更加穩(wěn)定。金屬頭底座適合在凹凸不平整的路面使用，如登山環(huán)境中使用。6手杖的加長功能：滿足不同身高的使用者。7手杖的減震：內(nèi)部裝有彈簧，以減小手杖震動，使用更加舒適。8擴音：擴音孔和藍牙耳機作為SIRI語音控制與導(dǎo)航功能、收音機的外放設(shè)備。3各功能智能化核心設(shè)計3.1定位器GPS定位模塊使老人在外出時，家屬可以實時獲得其位置信息。同時對整個系統(tǒng)進行優(yōu)化，使智能手杖的障礙探測更精確，語音提示更準(zhǔn)確，位置信息誤差更小。遇到迷失的老人，最害怕其身上沒有任何家人的相關(guān)線索，這會給老人回家之路帶來不少障礙。為此，家中有年紀(jì)大的老人，一定要做好防止老人在外迷路的措施。如果遇到緊急或特殊情況，老人只要按下S鍵，即可向家人發(fā)出求救信息和當(dāng)前位置信息，同時會自動撥打所有家人電話。定位器SLX-G88不僅外觀小巧、方便攜帶，而且功能齊全、操作簡單，主要有以下特色：大小和重量都合適，方便攜帶，方便老人使用；定位器上具有四個單鍵緊急按鈕，可請求幫助，快速撥號按鈕可撥打預(yù)先設(shè)定的號碼，預(yù)先設(shè)定好聯(lián)系人的電話號碼，可快速聯(lián)系家人，與家人對話，給老人提供了更加快捷的操作方式，不需要輸入對方的電話號碼，省去在緊急狀態(tài)下?lián)艽螂娫挼穆闊?.2可調(diào)節(jié)角度的照明燈由于老年人的角膜、晶狀體的透明度下降，玻璃體液化甚至脫離都可以引起光線散射，使視網(wǎng)膜成像的對比度下降，產(chǎn)生光影變幻，而導(dǎo)致視功能的下降。手杖前端設(shè)置節(jié)能、省電且照明強度較高的LED照明燈，通過軸在水平方向上固定燈頭，使其可以進行45°范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，滿足上、下臺階和平地等多個環(huán)境的使用。在手杖的頭上安燈雖然能給前方可視更多的光線，除了上面提到的老人的視力脆弱之外，不能長期承受光線的直射。3.3語音控制系統(tǒng)老齡智能拐杖需要拜托其單一功能的固有形象，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)思維的運用豐富其功能，使其成為多功能娛樂化的產(chǎn)品設(shè)計。老齡智能拐杖的多功能智能化體現(xiàn)在其視聽一體化的娛樂功能與其帶來的情感陪伴。鑒于手杖大部分使用環(huán)境是室外等嘈雜環(huán)境，因此系統(tǒng)采用了語音播報報警，當(dāng)單片機計算出的障礙物距離在閾值范圍內(nèi)，系統(tǒng)將發(fā)出語音提示信號。在控制方式的選擇上，摒棄了傳統(tǒng)的多按鍵設(shè)置，僅保留三個快捷按鍵，其他的功能都通過智能語音技術(shù)控制。本次設(shè)計主要選用SIRI智能語音控制系統(tǒng)，通過搭載網(wǎng)絡(luò)，可以完成路線指引、定位的功能：一個最小的錄放系統(tǒng)只需要MIC、喇叭、控制開關(guān)、電源、少許電阻電容便可構(gòu)成，錄音信息存入永久存儲單元，通過零功率信息存儲。3.4障礙物避免障礙報警的距離范圍，初始狀態(tài)下默認(rèn)報警范圍是20CM。由于該系統(tǒng)設(shè)置了兩個距離閾值的調(diào)整按鈕，調(diào)大和調(diào)小，通過按鍵調(diào)整，這個閾值信息被根據(jù)要求設(shè)定。結(jié)合本設(shè)計所要求的檢測范圍，選用HY-SRF05模塊實現(xiàn)超聲發(fā)射與接收。HY-SRF05超聲波測距模塊可實現(xiàn)非接觸式距離感測功能，范圍在2CM-600CM，測量精度可達至3MM；模塊主要結(jié)構(gòu)有超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路。智能拐杖在運行的過程中，不可避免的與其他障礙物共用工作空間，需要進行防撞保護。為了保證老年人和物或者拐杖自身的安全，在智能拐杖上裝有障礙物檢測裝置。紅外避障模用于智能拐杖在使用過程中遇到障礙物可以及時作出反應(yīng)。接觸傳感器通過與目標(biāo)物體的接觸來識別障礙物。3.5方便藥盒由于身體免疫系統(tǒng)的衰退使得目標(biāo)人群比其他年齡階段的人群更容易生病，據(jù)前期調(diào)查顯示年輕老年人在小病后多數(shù)人選擇服藥治療，而在服藥過程中，多數(shù)需要依靠家人、鬧鐘提醒來保證時間和用量的準(zhǔn)確性。方便藥盒卡在手杖主體內(nèi)，可以取下獨立使用。采用殼體和內(nèi)盒分離式的設(shè)計,內(nèi)盒用來儲存藥物根據(jù)不同的藥量有2格和4格可選采用醫(yī)藥PP材質(zhì).透明的外觀設(shè)計方便判斷藥丸數(shù)量，推送藥丸的形式也避免了由于老年人手部顫抖、視力下降而造成的取藥不便。搭配手杖的語音控制技術(shù)設(shè)置提醒，即可在外出活動時也可以按時、按量的服用藥物。3.6可更換底座套組可依據(jù)路面環(huán)境進行選擇搭配的可更換底座套組就可以滿足他們的需要：第一種帶托泥盤的金屬頭適合登高遠(yuǎn)足、路面多有沙石的情況下使用；四腳底座在路面崎嶇的情況下也能保持較強的穩(wěn)定性；最后一種底座前端有滾輪，適合平整光滑的路面，需要“剎車”時傾斜手杖，使后腿與地面接觸即可。3.7智能身份識別與報警功能老年人安全問題一直受到社會的關(guān)注，特別是一些行動能力與記憶力欠佳的老年人。為了進一步保障老年人的安全，該老齡智能拐杖設(shè)置智能身份識別與報警功能，當(dāng)老年人遇到安全威脅時拐杖能自動發(fā)出報警信號，并進行智能身份識別。在老齡智能拐杖握柄處的傳感器能夠?qū)τ脩舻奈ｋU狀況作出反映，并對老人的家人發(fā)送報警信號，還會提供一些關(guān)于老年人發(fā)生危險的原因及應(yīng)急解決辦法；同時拐杖會發(fā)出紅光和求救聲音，吸引周圍人的關(guān)注，從而幫助老年人及時擺脫危險境遇獲得幫助。4老齡智能拐杖材質(zhì)設(shè)計隨著科技的發(fā)展多種新興材質(zhì)出現(xiàn)，并被廣發(fā)應(yīng)用，材質(zhì)不只是一種產(chǎn)品設(shè)計原料，它有自己的特征與情感表達。老齡智能拐杖在材質(zhì)設(shè)計上要秉持健康、安全、舒適、結(jié)實的原則，為老年消費者提供良好的用戶體驗。（1）本次設(shè)計實踐中的老齡智能拐杖主體采用PC材質(zhì)。PC材料在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用十分廣泛，它具有高強度及彈性系數(shù)、高沖擊強度的優(yōu)點，它還具有優(yōu)異的絕緣性、延展性、穩(wěn)定性是制作拐杖的優(yōu)質(zhì)材料。PC材料無毒、無味、易著色，不僅健康安全還具有較強的可塑性，此外，PC材料的價格也十分低廉，能有效的降低產(chǎn)品設(shè)計成本。（2）該老齡智能拐杖選用橡膠作為輔助材質(zhì)。橡膠是一種彈性大、可塑性強且觸感舒適的材料，將橡膠運用在握柄處能提高觸感的舒適度，還可以防滑，是一種理想的材料。此外，在拐杖的底部也采用橡膠材質(zhì)，增加拐杖與地面的摩擦力，起到防滑的作用。5智能拐杖形態(tài)設(shè)計傳統(tǒng)經(jīng)典拐杖造型是由圓柱形仗身與弧形握柄構(gòu)成，這一拐杖造型經(jīng)過時間的打磨與檢驗已經(jīng)在消費者心里留下深刻的烙印，成為一種產(chǎn)品符號與共識，該老齡智能拐杖外形沿用傳統(tǒng)拐杖造型，并在細(xì)節(jié)處進行特殊處理，凸顯老齡智能拐杖的時尚與科技感。沿用傳統(tǒng)拐杖形態(tài)是因為老年消費者對新鮮事物的接受能力較差，過多的改變可能會讓他們產(chǎn)生不適；此外老年人一般具有懷舊情愫，往往對傳統(tǒng)事物有深厚的感情。該老齡智能拐杖形態(tài)設(shè)計簡約、流暢、精致，給人一種舒適且時尚的感覺，這主要從設(shè)計細(xì)節(jié)顯現(xiàn)。智能拐杖長70—100厘米，可根據(jù)消費者身高進行自動調(diào)節(jié)；桿身直徑3.5厘米，粗細(xì)合適，即結(jié)實又不會笨重；握柄長1