1、人机工程学老年轮椅设计摘要:在家庭中，老年人成为与民族社会文化有关的一个特殊的群体。在国民生活中，老年群体是有价值的资源，他们的知识和经验有利于提高整个社会的质量。60岁以上的老年人很容易患各种疾病。这些有疾病的人中有些是有下半身疾病的，这些疾病使得老年人不能行走和自己活动。因此，需要一个协助老年人做日常活动的工具。为有下半部分疾病的人准备的工具是轮椅。轮椅是一种供有身体残疾的人使用的辅助器具。现有的轮椅被对于一些老年人来说是有一些缺陷的。这些原因导致需要对轮椅进行改进或重新设计，以便更有利于他们使用。本研究所使用的方法是感性工学和医学的方法。感性工学是一种用于轮椅的产品设计的方法。感性工学把
2、老年人使用轮椅后的感受转化为感性关键词，然后把这些关键词用在新的轮椅设计中。老年学方法用于分析轮椅是否影响老年人身体、精神及心理上的状况。通过重新设计这种人机工程学的轮椅，老年人就有希望不用任何人的帮助就可以更加自主的活动。引言大多数达到60岁的人可能会有骨骼问题，尤其是骨关节系统的问题。这些身体关节的问题会使老年人丧失行走和行动的自由。关节部位骨表面的变质是导致这些疾病的主要原因。一般情况下，骨关节退变质出现在指关节、膝关节和关节主干部分。骨质疏松症是膝关节的骨性变质，这一关节的问题会使老年人不能行走，也可能导致骨折的发生。轮椅是一种专为老年人设计的移动装置。当这些骨关节变质侵蚀骨头时，老年
3、人会失去控制和一些知觉。使用这个装置，老年人能够控制他们的运动，并帮助他们管理他们的日常活动。现在，轮椅已经发展了一个电机，并在椅子的手柄上提供一个简单的控制系统。这个发展被命名为机械轮椅。老年人只要通过推动转向按钮就可以控制他们的运动。但是，商业机械轮椅有一些缺点，特别不适合亚洲人使用。现有的机械轮椅的尺寸不适合所有亚洲人的身体尺寸。由于轮椅的高级功能和进口税的增加，产品的价格仍然是昂贵的。在我们的初步调查中一些受访者建议，改进现有的部分机械轮椅，如改进椅子的靠背和椅子舒服度。研究方法轮椅的设计包括以下三步。首先，观察一些现有的轮椅并对其进行分析，以获得轮椅的物理性能和轮椅的当前功能。其次，
4、对一些使用轮椅的老年人进行调查以获得一些反馈。感性的思维是从这个调查确定轮椅的用户期望。从感性的角度出发进行选择，制作问卷并分发给选定的用户。用户基于感性关键词的列表选择设计元素。通过对语义数据的处理，对设计元素进行分类。在这项研究中使用的语义数据遵循利克特量表，例如，5（非常同意），4（同意），3（中立），2（不同意），和1（非常不同意）。第三步是轮椅设计与原型设计。一些从第二步产生的可供选择的轮椅设计方案将用于轮椅的重新设计。轮椅的详细尺寸将考虑适当的人体测量数据。这一设计阶段从老年学的观点提出对设计的一些分析。结论一个产品是由几个核心部件组成，这些核心部件称为设计元素。如表1，轮椅有5个
5、产品元素。表1 轮椅的产品元素1靠背2头部支撑3底座4轮子5支撑件为了从一些轮椅的使用者中探索感性的关键词，已经进行了初步调查。如表2所描述的，有15个与轮椅相关的关键词。表2 起初的感性的关键词1力2舒适的3柔软的4放松的5独特的6好的设计7多功能的8低成本9广泛的10简单的11结实的12合适的材料13安全的14易于控制15灵活的一些感性的关键词也有类似的含义，必须把它们结合成一个简单的词。8个关键词从细化过程中被选出来作为最后的感性关键词。这些选定的关键词在表3中。参考表3，我们给轮椅使用者发放30份调查问卷。用户需要对5个设计元素进行评估然后选出关键词。通过使用判别分析和聚类，可以分析出
6、产品的首选属性。表3 筛选出的感性关键词1柔软的2放松的3独特的4多功能的5低成本6合适的材料7安全的8灵活的基于感性关键词分析产品的每一个元件并调查每个用户对轮椅的不同偏好。表4至表8对目前轮椅各要素的偏好进行了分析。从产品的每一个元素角度分析，只有三个感性关键词被选择出来并应用在轮椅的新设计中。表4 靠背的偏好分析感性关键词偏好值柔软的1.50放松的2.56独特的3.00多功能的3.13低成本6.88合适的材料5.50安全的6.50灵活的6.94表4提供了轮椅靠背的偏好分析。用户更倾向于使用有柔软材料的靠背，在使用时可以放松，并具有独特设计的靠背支持组件。这些偏好也是用户对头部支撑的偏好，
7、它已经显示在表5。表5 头部支撑偏好分析感性关键词偏好值柔软的2.00放松的3.50独特的2.50多功能的4.25低成本6.50合适的材料6.00安全的3.55灵活的7.75此外，这写关键词还作为一个底座的偏好属性。一些额外的功能也可以加入设计中，如供老年人使用的粪袋和尿袋。另两个底座的关键词是是柔软和放松。表6显示了底座的偏好分析。表6 底座的偏好分析感性关键词偏好值柔软的2.50放松的2.00独特的6.83多功能的2.00低成本6.50合适的材料4.67安全的5.33灵活的6.17轮子是轮椅的重要组成部分。轮子的主要作用是运动和转向。好的车轮容易转向并需要较少的运行功率。表7显示了用户喜欢
8、使用灵活的（容易控制的）轮椅。表7 轮椅的偏好分析感性关键词偏好值柔软的4.18放松的4.91独特的3.00多功能的5.27低成本5.91合适的材料5.36安全的6.00灵活的1.36对于支撑件，用户偏好使用可以增强轮椅功能的支撑件。具有附加功能或多功能的轮椅可增加产品价值。一张用于吃饭的桌子和一个有吸管并可以喝水的瓶子可以作为轮椅的附加的功能。除了材料的柔软性之外，支撑部件还需要增加使用者的放松度。表8为支撑部件的详细分析。原型设计是产品设计中的重要阶段，是因为它更真实地评价了产品的设计要求。这一阶段已经考虑到某些方面的人为因素。用这些方面的测量数据来确定产品的尺寸，用老年学的概念来表示产品
9、设计中老年人的约束。三维轮椅设计是用来实现原型的制作。根据以往的分析，这些轮椅的设计已得到改善。改进的轮椅与电机相连并通过一个简单的转向按钮控制轮子的运行。转向按钮放置在正确的手柄侧并有不同的颜色和指定的轮廓。表8 支撑部件的偏好分析感性关键词偏好值柔软的2.50放松的2.00独特的6.83多功能的2.00低成本6.50合适的材料4.62安全的5.33灵活的6.17图1 三维轮椅的再设计此外，一个真正的机械轮椅原型已经研制出来。轮椅原型如下图2。图2 轮椅的原型讨论在一般情况下，新的机械轮椅已经得到了轮椅使用者好的响应。从一些评价调查的反馈中显示，用户感觉更加满意和舒适。该轮椅的重新设计将在下
10、文提供详细的评价。详细的产品尺寸和座椅位置已经被使用模型的用户评价。一些显著的改善也被建议到产品的设计中，因为它需要移动轮椅的力小于现有的设计。被建议的设计具有更好的座位位置，更容易控制运动。我们提出的设计尺寸符合人体尺寸标准现状。图3对现有的设计和建议的设计进行了比较。 （a） （b)图3 （a）现有的设计 （b)被建设的设计机械轮椅对老年人影响显著，他们是轮椅的主要使用人群。由于长期的影响，老年人可以很容易地与其他人沟通。轮椅的电子系统，使老年人花费更少的精力使用轮椅，因此，他们可以有更多的精力做其他事情。同时，从心理学的角度讲，机械轮椅帮助老年人建立他们的自尊，他们不再感到无力。采用重新
11、设计的轮椅，老年人觉得自己的需要已经满足了。另外，老年人也不会感到使用轮椅的痛苦。因为它是电动的，所以老年人不需要借助别人的帮助就可以把它移动到任何地方。新的机械轮椅还提供了旧的轮椅不能满足的舒适。这是因为靠背，头部支撑，底座和支撑部分的使用材料大多是由海绵和皮革制成的。另外，轮椅配置了有助于帮助老年人去洗手间的配件。机械轮椅配备了专用设备，使老年人不用离开轮椅就大便或小便。它还配备了一个可拆卸的手托，这使老年人不用任何帮助就可以在轮椅上移动。最后，在经济条件下，为轮椅提供的各种需求，成本也很昂贵。但是，与相比其他轮椅，机械轮椅相对便宜。结论和建议基于所做的所有研究过程，还有下面一些结果：1、从预先的观察可以得出的结论，手动轮椅不能为用户提供适当的设施。2、重要性和满意度的问卷调查显示，尽管对于用户来说轮椅的支撑部件是一个重要因素，但是它不能满足老年用户。3、机械轮椅能够满足老年人的需求，使用机械轮椅他们可以正常的进行日常活动。4、机械轮椅的测试表明，老年人会觉得使用起来比以前更舒适和有用。同时，对这项研究的进一步发展有两点建议，以材料测试要包括在轮椅设计中，这样的结果是可信的；另外，材料和产品组合的选择要比现在的机械轮椅上的好。9
