機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)多功能拐杖

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)多功能拐杖學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：2023年12月7日多功能拐杖摘要：鑒于我國(guó)人口漸趨老齡化，老年人口的健康和生活質(zhì)量，已經(jīng)成為社會(huì)各界的廣泛關(guān)注焦點(diǎn)，作為老年人口廣泛使用的一種工具，拐杖的設(shè)計(jì)衍生出許多新的研究課題。本文將從拐杖的發(fā)展現(xiàn)狀、新型多功能拐杖的設(shè)計(jì)及原理、產(chǎn)品的發(fā)展前景等方面介紹此款智能拐杖。關(guān)鍵詞：拐杖、多功能、老年人、智能

一、產(chǎn)品背景及發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)美國(guó)普查的研究，世界性的人口老齡化是“歷史上未曾出現(xiàn)的社會(huì)現(xiàn)象”。從主線上講，這種人口轉(zhuǎn)變是醫(yī)療進(jìn)步、教育水平明顯提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的直接成就，因此，人們可以把這一現(xiàn)象當(dāng)作歷史進(jìn)步來慶祝。但與此同時(shí)，老年人的健康保障以及生活起居問題也隨之而來，老年人口的增多勢(shì)必引發(fā)社會(huì)對(duì)老年人健康、安全的高度重視。人進(jìn)入衰老階段后，器官生理功能逐漸減退，機(jī)體代謝變得緩慢，免疫機(jī)能下降，應(yīng)急能力日漸減弱，極易發(fā)生摔跤的事故，輕者疼痛不已，重則骨折，甚至有時(shí)會(huì)有喪命的危險(xiǎn)。因此拐杖應(yīng)運(yùn)而生，拐棍能幫助老人站立，拐棍能作為助步器幫助老人行走，拐棍還能作為有視力障礙的老人的眼睛為他們的平常生活保駕護(hù)航。作為老年人廣泛使用的一種工具，拐杖的設(shè)計(jì)由此衍生出許多新的研究課題。老年人需要鍛煉與出行。但是由于疾病的侵?jǐn)_，體能的下降，“行路難”問題不可避免地成為困擾著老人們的一個(gè)難題。調(diào)查顯示，80%的老人不樂旨在沒有人攙扶的情況下獨(dú)自出門。我們從這種問題上展開思考，設(shè)計(jì)了一款智能手杖，保障老年人出行的安全和鍛煉的需要。

現(xiàn)在市場(chǎng)上的手杖品牌混雜，質(zhì)量參差不齊，功能單一，只能單單起到支撐作用，并不能充足滿足老年人生理規(guī)定。有不少老年人的手杖是不抱負(fù)的，一根合適的手杖對(duì)老年人的安全十分重要。根據(jù)老年人的需求和消費(fèi)特點(diǎn)，我們可以設(shè)計(jì)一款集多種功能于一體的手杖，來滿足老年人的出行需求，鍛煉需求，安全需求，使他們的生活更加便利，更加舒適。二、設(shè)計(jì)方案市面上拐杖的缺陷：?jiǎn)我坏母叨?，沒有升降功能；定位麻煩；攜帶不便；材料偏重。

改造拐杖的特點(diǎn)：

1.高度可隨心調(diào)節(jié)

2.定位方便

3.攜帶方便

4.采用工程塑料此款新型拐杖，重要涉及把手部分、主體部分。其中把手部分涉及由殼體、前蓋、后蓋組成的手柄；主體部分涉及既可拆卸又可旋轉(zhuǎn)伸縮的主體桿、連接管；手柄內(nèi)部中空形成空腔，運(yùn)用這個(gè)空腔，可完畢諸多功能的壓縮設(shè)計(jì)，主體桿通過連接件與連接管活動(dòng)相連，連接管固定在手柄的外側(cè)面。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于：拐杖主體桿可伸縮，也可拆卸并內(nèi)置一些其它物件，節(jié)約空間，儲(chǔ)藏和攜帶方便。三、設(shè)計(jì)原理此款新型拐杖的設(shè)計(jì)引用TRIZ發(fā)明原理。TRIZ發(fā)明原理的核心內(nèi)容是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化原理和技術(shù)沖突解決原理。一方面，無論是一個(gè)簡(jiǎn)樸產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。另一方面，各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過程的動(dòng)力。拐杖的設(shè)計(jì)多次援用了TRIZ理論的幾種發(fā)明發(fā)明原理，歸納如下：1.文中的此款新型拐杖運(yùn)用分割原理，將拐杖分割為手柄和柱體，手柄和柱體有各自分為幾個(gè)部分。2.運(yùn)用組合原理，把LED燈組與GPS、收音機(jī)、移動(dòng)通訊以及其它合用設(shè)備組合在把手處。3.運(yùn)用多用性原理，拐杖原本的支持作用變?yōu)榫哂姓彰鞴δ堋?dǎo)航功能等多功能集合的一體。4.拐杖的收縮性運(yùn)用了嵌套理論。5.手柄的把手圓潤(rùn)適手的設(shè)計(jì)運(yùn)用了去棉花原理。6.復(fù)合材料原理的運(yùn)用，使拐杖整體的重量減輕許多。四、功能結(jié)構(gòu)1.電筒式手柄

在拐杖一個(gè)端面處內(nèi)置一個(gè)小型LED燈頭，旋轉(zhuǎn)外露頭部可控制手電筒的亮滅。安裝在手柄上的手電筒，使手杖具有了照明功能，不必再額外備用照明設(shè)備，方便老年人在光線暗的地方以及夜間出行的時(shí)候使用。2.GPS導(dǎo)航與定位手柄內(nèi)置GPS導(dǎo)航，當(dāng)老年人在戶外迷路或者要找近道回家時(shí)，運(yùn)用GPS的導(dǎo)航功能即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航并帶有語音播報(bào)功能，即使無法自己回家，只要按一下GPS功能鍵，就可以把老人的當(dāng)前地址發(fā)送給家人。3.通訊功能手柄內(nèi)置通訊器材，在把手處設(shè)立幾個(gè)快捷按鍵，各個(gè)按鍵指定系統(tǒng)給不同的號(hào)碼撥號(hào)，只要按下按鍵，就可以與相應(yīng)的人進(jìn)行通話。此外，設(shè)有急救按鍵，當(dāng)老人感覺到身體異常時(shí)可立即按下此鍵，附近醫(yī)院就能收到求救信號(hào)，并能及時(shí)施救。4.收音機(jī)當(dāng)老人在戶外散步時(shí)可打開安裝在手柄里的收音機(jī)，收聽廣播，解除老人的孤單寂寞、了解社會(huì)新聞、生活瑣事。完全把自己融入正常人的生活之中。只需要按一下放行按鈕，啟動(dòng)收音功能，旋轉(zhuǎn)調(diào)頻圈，轉(zhuǎn)到恰當(dāng)?shù)念l率上收聽信息。偶爾幾位老人坐在一起聽一出黃梅戲，裳一段書評(píng)，憶一段小曲，閑暇之余，不缺玩樂。這一功能對(duì)老人來說也是一大好處。5.紅外感應(yīng)LED燈頭上方設(shè)有一個(gè)紅外傳感器，當(dāng)碰到前方有障礙物時(shí)，拐杖內(nèi)的傳感器可感應(yīng)到然后引發(fā)報(bào)警裝置報(bào)警，這樣可以避免老年人因視線不好帶來的危險(xiǎn)。6.報(bào)警功能當(dāng)老人不慎摔倒時(shí)，拐杖傾斜達(dá)成一定期間，報(bào)警器啟動(dòng)，并發(fā)出報(bào)警聲，提醒家人及周邊人發(fā)現(xiàn)老人情況，并及時(shí)救助，使老人在第一時(shí)間得到救護(hù)，防止導(dǎo)致危險(xiǎn)。若達(dá)成一個(gè)小時(shí)無人受理，拐杖將自動(dòng)觸發(fā)通訊講危險(xiǎn)信號(hào)發(fā)送至就近醫(yī)院。當(dāng)老人要把拐杖放在一邊時(shí)，為了避免不需要的報(bào)警，可手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警功能，當(dāng)拐杖重新被拿起，水平儀被改變，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，進(jìn)入工作狀態(tài)。7.減震機(jī)構(gòu)減震機(jī)構(gòu)涉及減震觸頭和彈簧，其主體采用鋼材料，減震觸頭采用橡膠材料制作。在手杖觸頭與支撐桿連接的部位安裝彈簧的人性化設(shè)計(jì)使手杖在使用時(shí)擁有了減震功能，使人們?cè)谑褂檬终葧r(shí)感覺更加舒適。8.拐杖墊拐杖墊的加入，不僅可以像普通的拐杖墊同樣防滑、減震，觸地點(diǎn)增多，穩(wěn)定性好，避免了滑脫現(xiàn)象的發(fā)生，為殘疾人和下肢骨折病人帶來了方便和安全感，更重要的是當(dāng)拐杖倒地的時(shí)候，老人只要用腳尖輕踩一下防滑墊的邊沿即可容易的讓拐杖重新回到手中。避免了由于彎腰撿拐杖而導(dǎo)致對(duì)老人腰部的損害。此外，有了這個(gè)拐杖墊就不用為沒地方掛而心煩了，拐杖可以隨意放在地上而不會(huì)倒下。9.釣魚功能說起釣魚，必然會(huì)聯(lián)想到老者垂釣于池邊的閑適畫面，對(duì)老年人群來說，垂釣是一個(gè)不可少的休閑方式。此拐杖的杖體中空設(shè)計(jì)就能很好的解決這個(gè)問題，只要將拐杖底端杖體拆下，就可以拿出放在里面的魚竿，只要樂意，就可以拿出魚竿釣一下午。有了這樣的設(shè)計(jì)，老年人就不愁沒有什么打發(fā)時(shí)間了。五、關(guān)鍵技術(shù)1.手柄處的設(shè)計(jì)拐杖針對(duì)的使用者重要是老年人和一些身體有疾病的人群，所以對(duì)手柄處的設(shè)計(jì)就有著非常嚴(yán)格的規(guī)定，手柄重要注重的功效是握手的舒適度和保健的功能。海南黃花梨木，木質(zhì)地細(xì)膩，潤(rùn)澤，紋路絢麗，整體線條優(yōu)美，熒光好，手感舒適，再加上手柄是雕刻龍頭狀，寓意長(zhǎng)命百歲，同時(shí)顯得富麗堂皇。紫檀優(yōu)點(diǎn)有：顏色較深，多體現(xiàn)出古香古色的風(fēng)格木質(zhì)較重，給人感覺質(zhì)量不錯(cuò)一般木材自身都有自身所散發(fā)出的香味，特別是檀木材質(zhì)較硬，強(qiáng)度高，耐磨，耐久性好。2.拐杖墊的設(shè)計(jì)幫助人行走的拐杖與地面接觸的部件稱為支腳墊。其作用重要有兩點(diǎn)：①防滑—防止拐杖與地面接觸時(shí)打滑。②緩沖—減少地面給人體的反作用力及對(duì)人的不適感。因此，支腳墊應(yīng)考慮摩擦系數(shù)大且有彈性的材料，但往往這樣的材料強(qiáng)度低、不耐磨，致使支腳墊壽命短易損壞。在對(duì)拐杖支腳墊結(jié)構(gòu)檢查、分析的基礎(chǔ)上，改善這種拐杖墊的設(shè)計(jì)，是非常的有實(shí)用性和大功效的。它所用的材料是一種碳素合成材料，具有很好的的耐磨性，并且它的面積比一般的拐杖墊要大，所以就能個(gè)好的解決以上的兩點(diǎn)問題。所以此款拐杖墊不僅可以像普通的拐杖墊同樣防滑、減震，觸地點(diǎn)增多，穩(wěn)定性好，能避免一些打滑現(xiàn)象的發(fā)生，并且在冬天下雪或地面結(jié)冰的時(shí)候，在它下面還可以裝防滑釘。能為老年人和一些腿腳不便的殘疾人帶來更多的方便和安全感。更重要的是當(dāng)拐杖倒地的時(shí)候，只要用腳尖輕踩一下防滑墊的邊沿即可容易的讓拐杖重新回到手中。有很多的老年人都有風(fēng)濕和腰椎盤突出登一系列的疾病，有了這樣一款拐杖墊，就可以大大減小這個(gè)動(dòng)作的難度。此外有了這個(gè)拐杖墊你就不要為了在一些公共場(chǎng)合應(yīng)沒地方放置自己的拐杖而心煩了?？梢噪S便放置拐杖，它不再會(huì)像以前同樣稍不注意就倒在地上了。3.拐杖的收縮功能這項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)對(duì)于老年人來講，可以說是一個(gè)莫大的福音。拐杖可以伸縮，當(dāng)他們上車或者坐下時(shí)來講就可以通過旋轉(zhuǎn)控制把拐杖旋進(jìn)去，當(dāng)他們站起來時(shí)，再把拐杖旋出來，非常的輕松，可以講是十分方便。有許多老人喜歡經(jīng)常去郊外散心，呼吸新鮮空氣之類的，在那時(shí)他們有也許不想拄拐杖，這時(shí)就可以把拐杖收縮起來放進(jìn)包里，既簡(jiǎn)樸又輕便。六、材料拐杖的手柄部分是海南黃花梨（老料）中最佳的油梨老料隨型雕刻而成，質(zhì)地細(xì)膩，潤(rùn)澤，紋路絢麗，整體線條優(yōu)美，熒光好，手感舒適。配合現(xiàn)代化的電子設(shè)施嵌入其中，使得古典美與現(xiàn)代工藝完美融于一體。拐杖的杖體對(duì)制作的規(guī)定較高，由于杖體中空，所以堅(jiān)固性是基本規(guī)定，要保持拐杖不會(huì)容易折斷，此外，考慮到老年人自身的弱勢(shì)，規(guī)定拐杖的重量不得過大。出于以上因素，鋁合金是一種合適的材料。七、示意圖總體裝配圖把手及細(xì)節(jié)杖體杖體處轉(zhuǎn)接環(huán)八、應(yīng)用前景隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，養(yǎng)老保障體系的建立和完善，對(duì)老年用品的需求有了更高的規(guī)定。研制和開發(fā)適合老年人特點(diǎn)、且功能合理、品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品已經(jīng)成為公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中尋求發(fā)展的良機(jī)。隨著老年文化教育水平的提高，特別是以城市為主的老年市場(chǎng)消費(fèi)潛力正逐年上升，老年人在消費(fèi)觀念上的轉(zhuǎn)變也越來越快，現(xiàn)在越來越多的老年人樂意為自己的健康和娛樂支出更多的花費(fèi)。這在一定限度上提高了老年人口消費(fèi)市場(chǎng)的購買水平。與人口老化的速度相比，老年產(chǎn)品的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后在現(xiàn)有的老年人用品市場(chǎng)中，老年用品單調(diào)，品種稀少，多以保健和醫(yī)療產(chǎn)品為主，針對(duì)老年人設(shè)計(jì)的娛樂、旅游、文化教育、通信、交通、園藝、公共設(shè)施等產(chǎn)品是少之又少。老年人需要的獨(dú)特商品短缺，老年人購買商品時(shí)得不到應(yīng)有的尊重和熱情的服務(wù)。老年人由于體力衰退，生理功能的老化減少了他們行動(dòng)與獨(dú)立生活的能力，因而設(shè)計(jì)的重點(diǎn)一般都放在對(duì)老人的保健和醫(yī)療設(shè)施方面。人口老齡化是世界性的人口發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)是人口老齡化發(fā)展速度比較快的國(guó)家之一，老年人口眾多。老年人的生活質(zhì)量是衡量社會(huì)發(fā)展協(xié)調(diào)性的一個(gè)重要指標(biāo)，如何滿足老年人的各項(xiàng)需求成為社會(huì)的熱點(diǎn)問題。近五年來，隨著我國(guó)居民收入水平增長(zhǎng)，老年人的消費(fèi)觀念也有了很大改變，由過去的舍不得消費(fèi)到現(xiàn)在的花錢買健康、花錢買快樂。消費(fèi)觀念的改變給老年產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了機(jī)遇，準(zhǔn)確的市場(chǎng)調(diào)研和開發(fā)符合老年人需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成為關(guān)鍵，智能手杖的推出迎合了社會(huì)的需要。智能手杖具有支撐，照明，收音機(jī)，藥瓶，報(bào)警等多種功能，能同時(shí)滿足老年人鍛煉，安全，娛樂多方面的需求。此外，它還具有個(gè)性化定制的服務(wù)。擁有如此眾多的優(yōu)勢(shì)，這種新型的智能的多功能拐杖必將成為老年人的福音。其潛在的市場(chǎng)價(jià)值與開發(fā)價(jià)值不可忽視。九、心得體會(huì)本文通過對(duì)拐杖的探究，研究了產(chǎn)品人性化設(shè)計(jì)的重要意義，通過度析進(jìn)一步論證了人性化思想在當(dāng)今產(chǎn)品上的應(yīng)用十分廣泛。由此可知設(shè)計(jì)師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要以人為本，充足考慮人性化設(shè)計(jì)形式的各種因素的應(yīng)用，采用合適的表達(dá)方式，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)，將人性化的設(shè)計(jì)理念貫