老年人多功能拐杖改良设计.docx

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老年人多功能拐杖改良设计

摘要

本课题以老年人智能拐杖的功能创新、形态创新等问题作为切入点，以老年人为主要群体对象，通过前期的市场同类产品调研以及基准产品的剖析，对产品的外观造型定位，功能结构定位，材料定位，使用环境及色彩定位进行相关的改良。

打算以功能性创兴上以及整体造型外观相结合的设计创新方法进行改良。

根据老年人用户人群的力气软弱，行动缓慢等问题，改良和增加了辅助握把设计以及过马路时的报警警示功能以及探照灯设计等，接着采用犀牛进行三维建模以及keyshot进行效果图展示，最后通过光敏树脂为原材料的3D打印机进行3D打印。

最后进行汇报总结。

关键词：

老年人，多功能，改良设计，辅助握把

Abstract

Thistopictakesthefunctioninnovation,forminnovationandotherissuesoftheelderlyintelligentcrutchesasthestartingpoint,andtakestheelderlyasthemaingroupobject.Throughthepreviousmarketresearchandanalysisofsimilarproductsaswellasthebenchmarkproducts,itimprovestheproduct'sappearanceandshapepositioning,functionalstructurepositioning,materialpositioning,useenvironmentandcolorpositioning.Itisplannedtoimprovethedesigninnovationmethodcombiningfunctionalinnovationandoverallmodelingandappearance.Accordingtotheweakstrengthandslowmovementoftheelderlyusers,theauxiliarygripdesign,thealarmandwarningfunctionwhencrossingtheroadandthesearchlightdesignareimprovedandadded.Then,therhinocerosisusedforthree-dimensionalmodelingandkeyshotforeffectmapdisplay.Finally,the3Dprinterwithphotosensitiveresinastherawmaterialisusedfor3Dprinting.Finally,thereportissummarized.

Keywords:

elderly,multi-functional,improveddesign,auxiliarygrip

第1章绪论

1.1课题名称

老人多功能拐杖改良设计

毕业论文（设计）《老年人多功能拐杖改良设计》主要从功能和外观造型设计等方面展开相关文献的调研。

1.2课题背景

1.2.1老年人助力工具市场调查

老年人随着年龄的增长，不论是身体机能或者是大脑的反应力以及整体的协调性等各个方便都会变得缓慢，随着骨质疏松，还会比较容易的出现摔倒的情况。

齐秀芝在《老年人助力工具的产品设计研究》中提到现今老龄产品中存在着许多与设计有关的问题,所以对老龄产品的设计研究必须引起重视,从老年消费者的需求中发掘产品的开发策略原则,是开发老年产品的必然趋势。

因此,老年人在日常生活中备一根老年人拐杖是非常有必要的。

目前市面上的老年人拐杖之有简单的行走制成的功能，当老年人发生意外时，周边的群众不能够及时的给予帮助。

1.2.2老年人多功能拐杖的历史

手杖,又称为拐杖。

东晋陶渊明《归园田居》曰:

“策扶老以流憩,时矫手遐观”,就是明证。

XX百科中提到从古到今,手杖都是老年人的常备之物。

古时候的诗人,大多是以此为题来吟咏。

清人田松岩的《手杖》诗:

“月夕花晨伴我行,路当坦处亦防倾;敢因持尔心无虑,便向崎岖步不平!

”以此来赞颂手杖,兼发“烈士暮年,壮心不已”的情怀。

唐、宋也崇行扶杖礼尚,以兴惜贤敬老之风。

“第三条腿”这一个称呼也是从侧面表明说拐杖是老年人的必不可缺的，解危在《晚霞》中提到：

拐杖能帮助老年人更有力地安全行走,减少跌倒、受伤.但有些老年人却不愿使用拐杖,究其原因,首先,老人会认为,只要用上拐杖就说明自己老了,但只要自己还能走动,就不能服老;其次,拐杖不适合或使用方式不对,也会造成老年人对使用拐杖的排斥.拐杖未使用好,不仅无助于行走,还会成为一种障碍.  所以一件合适老人的助力产品显得尤为重要。

在大家记忆中，木质的龙头拐杖或者已经替代其他种类成为大家心目中最经典的拐杖类型，不过随着时代的发展，逐渐出现了三角拐杖，甚至还有一些可以将椅子和拐杖相结合的手杖椅。

大众眼中对功能性拐杖的认知并不够深刻。

而且不得不提的是在使用拐杖的老年人群体中，大多已经习惯功能单一的手杖。

王鑫在《浅谈智能拐杖》中提到智能拐杖的的使用价值，地图导航功能或者检测意外发生如跌倒的功能都能使老人得到救治。

这些都能让老人得到更好的照顾,让子女省去更多的精力。

由此可以得出目前市面上存在的多功能拐杖对社会是有正面积极的影响的，市面上存在的智能拐杖功能例如有灯光照明，麦克风扩音，GPS,以及意外通知等功能，老年人家属有着更高的认同。

使年轻人减轻负担，社会生产效率得以提高。

1.2.3拐杖的意义

XX百科中提到通常正确有效的使用手杖，可以分担患部下肢肌肉无力所导致的步行困难，以及跛行现象。

老年人，特别是骨质疏松的老年人要有使用支具的意识。

年轻人走路匆忙，但看见有拄拐杖的老人，就会减慢速度，避免碰撞。

拐杖是生活中最常见的支具。

老年人使用手杖对身体稳定性、负重、支撑都是有帮助的。

”所以这些拐杖等器械支具除了帮助老年人日常生活时减小对于身体各个关节的压力，还可以从侧面告知他们，起到警示的作用。

1.2.4老年人智能化产品以及智能拐杖的研究现状与发展

现如今我国的人口结构正在发生重大变化,汤云叶在《论老年人新型多功能拐杖设计》中提到2014年末,我国60岁及以上的老年人达到了总人数的百分之十六，这个数据表明了我国人口老龄化问题已经日趋严重。

因此,老年人的生活保障政策也要随着老年人人口的增加而得到进一步的改善。

在老年人的生活里，除了身体的各项机能衰退以外，在心理.上,精神上也会有相应的衰退。

所以，一系列老年人产品登上了市场,其中以对老年人行走起辅助作用的拐杖等产品为主。

人口老龄化，老年人是心脏病等慢性疾病的高发人群，年轻人工作压力大,没有时间陪伴在父母身边等是该系统的主要出发点。

杜皓宇在《基于老年人监测系统的多功能拐杖》提到的一种目前市面上存在的智能多功能拐杖，拐杖的老人监测系统主要是由STC系列MCU、GSM模块、心率传感器、体温模块、时钟模块、LCD液晶屏组成。

本设计弥补了传统的老人拐杖单一的功能，不难看出这款设计既方便了老人的短途外出，又能该实时监控老人的身体状况，并在发生意外时，提醒长者及子女来减轻或避免老人受伤。

老人健康监测管理系统可以提醒老人按时吃药,测量老人的体温,、心率等身体状况，并将老人的身体状况通过GSM模块告知老人的亲属。

这样既解决了空巢老人的安全问题,又能减轻青年夫妻的压力，为社会的和谐发展作出一-定的贡献。

不仅如此，目前中国不同地区的中老年人存在骨质疏松症，李宁华在《Prevalencerateofosteoporosisinthemid-agedandelderlyinselectedpartsofChina》中提到不同地区、不同年龄组骨质疏松症患病率差异亦存在非常显著性（P<0.01）;城乡之间骨质疏松症患病率差异（女性）有非常显著性（P<0.01）.结论我国骨质疏松症患病率女性高于男性,所以在中国关于骨质疏松症的防治重点不仅在在中老年女性,对男性骨质疏松症也不容忽视.拐杖对于因为骨质疏松症所造成的意外有很好的预防作用。

在这个智能化的时代，老人的产品也应该与时俱进的发展，顾俊民在《别让老人在智能时代“失能”》据2017年的统计数据显示,中国60岁以上的老年人口达2.4亿。

如何让老年人融入智能化社会,这既是一种社会责任,更是新时代的新要求。

为此,我们一是要开发老年人专属智能产品系列。

我们应该重视智能化老人产品的发展相信老人对各种智能化的接受程度会越来越高,进而,主动拥抱智能化时代,让老年人能够在方便的智能生活中安享晚年。

第2章设计调研

2.1调研设计

2.1.1调研目的：

针对老年人多功能拐杖目前在市场上存在的几大问题进行改良，优化其在使用过程中遇到的问题。

让老人多功能拐杖能更好的进入老人的日常生活，更加贴近老人使用拐杖时会出现的问题。

2.1.2调研思路：

应该对市场上的老人多功能拐杖进行需求分析，对现有的老人多功能拐杖调研及分析。

要查阅相关的文献资料，能够提出相关的解决设计方案，评估其可行性，拥有一定工作量的草图设计，以及后期对设计方案的整体建模，设计的整体评估及微调。

2.1.3调研方案：

首先，根据老人多功能拐杖的实际功能需求，结合拐杖的功能以及指标参数，提出了老人多功能拐杖的总体设计方案。

了解现在老人多功能拐杖使用情况，通过查阅相关文献资料、实物模型的参考，研究老人多功能拐杖内部元件的运行方式以及系统的内部结构，对老人多功能拐杖的结构、功能、外观进行分析，根据现实老人多功能拐杖的需求与不足。

最后对老人多功能拐杖进行系统的调试，确保方案的科学性和有效性。

在研究老人多功能拐杖的设计过程中，主要从以下几个方面做产品前期调研的准备工作。

（1）内容分析法

对现有的老人多功能拐杖情况进行具体的调查研究分析的研究方法。

对市面上较为热门的拐杖类型进行对比分析，收据手机，从老年人多功能拐杖整体的功能性以及造型色彩入手，从而进行更加直观的论证。

（2）案例分析法

通过在调查阶段对现有老人多功能拐杖的采样，对整体的功能性和内部结构进行深度的剖析和了解研究，了解其功能的意义，分析产品的人机交互情况，找出不足与问题，提出更好的解决办法。

（3）问卷调查法

选取合理的群体进行抽样式问卷调查，就老人多功能拐杖情况、存在问题、使用者满意度等因素对用户进行调查。

总结分析访谈结果，为课题设计提供依据。

2.2同类产品调研

2.2.1目前市面拐杖产品资料收集

景婷婷在《老年人多功能智能拐杖的设计与实现》中提到现有市场上老年人使用的拐杖结构简单、功能单一,无法实现实时监控、及时求救等功能,由于近年来老年人摔倒不能得到及时的帮助和老年人走失的情况越来越多,为了保证老年人出行安全,在紧急情况能得到及时帮助、便于监护人及时监控和寻找。

所以可以得出结论多功能智能拐杖能满足普通老百姓的购买能力和功能需求,具有广阔市场前景。

多功能拐杖不仅给予老年人身体上的保护，更充分照顾了老年人的情绪，寺冈香织在《 Customersatisfactionanalysisofthehealthyelderlytoinvestigatetheassociationamonghappiness,healthstatus,andwell-beingusingtheHappiness&HealthFeelingScale》中提到老年人的幸福感与自尊相关，包括外部欣赏和自我爱护是成正比的，许多老年人不喜欢杵拐杖的一部分原因是存在一部分的心里因素的，觉得会被人所瞧不起，多功能拐杖新颖的造型和多功能功较为可以满足老年人对这方面的期望，从而提高老人自信和幸福感。

现在的市面上的老年人多功能拐杖一般都是功能较为单一，华而不实，造型不够独特，表现形式单一。

2.2.2各品牌产品调研

产品

拐杖品牌

拐杖参数

主要功能

JETbeam

高度：

10档74-96.5

重量：

约330g

电池：

充电锂电池

材质;高强度铝合金

承重：

≤226斤

照明，闪灯警示，声光报警，收音机，MP3

匡途

高度：

85cm-95cm

重量：

980g

凳面大小：

23cmX23cm

凳面材料：

ABS塑料

管身材料：

6061铝合金

承重：

≤200斤

凳子，拐杖两用，可伸缩折叠

赛维康

高度：

59-93cm

重量：

500g

手柄：

升级合成塑料

杖身：

轻质高强度铝合金

杖脚：

汽车轮胎级橡胶垫

承重：

≤200斤

握把防滑触点设计，照明，四角拐杖设计

羽扬

高度：

70-93cm

重量：

1200g

杖身：

铝合金

脚垫：

PP防滑橡胶

承重：

≤240斤

万向旋转，加厚铝合金，照明，十档调节。

表2.1

在品牌调研中，可以看到很多品牌的老年人的多功能拐杖虽然功能花样百出，但是更多的较为不实用，结构较为单一。

多余年老体衰的老年人来言，还需要更加完善功能和结构。

2.2.3问卷调研

老年人多功能拐杖市场调研

1.您的性别是

2.您的年龄是？

3.您居住的地方是？

4.您的个人月收入是？

5.您（家里的老人）觉得老年人朋友出行有哪些不便？

（多选题）

6.您认为拐杖对老年人的出行的重要性如何？

7.您（家里的老人）是否愿意购买并携带一件出行辅助装备？

8.以下哪个产品您（家里的老人）认为更加适合老年朋友？

9.请问您认为这款智能产品更加适合老年人朋友的理由是什么？

（填空题）

10、您（家里的老人）认为智能拐杖更适用于哪个人群

11.您（家里的老人）希望拐杖能够具有哪些功能？

（多选题）

12.您（家里的老人）希望拐杖具有哪些外观特点？

（多选题）

13.您（家里的老人）能够接受的拐杖产品的价格范围是？

14.您（家里的老人）能够接受的拐杖产品的重量范围是？

15.您（家里的老人）一般从哪些渠道购买老年人产品？

（多选题）

16.您（家里的老人）还希望拐杖有哪些功能？

（填空题）

2.2.4同类产品调研小结

通过以上调研，得出与智能手机和智能轮椅比起来，人们对智能多功能拐杖接受度更高，更加赞同拐杖对老年人出行有很大的帮助。

在考虑实用性后人们会更加愿意购买携带一件出行辅助装备，所以老年人拐杖的功能性显得尤为重要。

相较于其他功能而言，人们认为防滑和助行站立两个功能室拐杖最需要具备的。

人们认为拐杖的外观应该更加普遍实用更加容易让人接受。

图2.1

许多智能化手杖创新设计观念与时俱进的被提出，许世虎在《老年人手杖模块化设计研究》中提到通过对传统手杖的研究,了解其历史发展演变过程和在生活中的实际作用,并对其进行归纳、分类。

在此过程中,找到运用模块化设计方法的切入点,即如何在老年人手杖设计中运用模块化设计原则。

这样的做法确保了模块间功能和结构的相互独立性,使老年人能通过组装不同部件实现不同功能。

目前市面上存在的老年人拐杖功能较为多样化，张凯在《具有协助扶起功能的老年人智能拐杖》中论述了一种种适用于老年人的智能拐杖的设计,该智能拐杖可以确定老人地理位置信息和周围环境信息,具有摔倒后自动扶起、卫星定位、发送短信、录像拍摄等基本功能,能够将使用者所处的具体状况通过地理位置信息获取模块,随时反馈给家属,便于家属时刻掌握老人所处的状况。

不难看出市面上存在的各种多功能的拐杖正在慢慢兴起。

2.3基准产品调研

2.3.1基准产品的选择

图2.2

2.3.2基准产品的功能结构

主要功能：

MP3音乐收音机：

一键自动搜台，收音机随时听

自动报警功能：

自动报警开启后，手杖平放或跌倒时会自动发出声光报警

内置锂电池：

2小时充电，工作6小时

高低调节：

杖杆采用高强度轻质铝合金材质，多档按键调节设计

缓震底座：

减震设计

品牌

JETBeam

产地

中国

手柄材质

塑料

款式

T型杖

支杆材质

铝合金

杖尖材质

橡胶

高度

10档74-96.5cm

上市时间

2018年夏季

是否可折叠

不可折叠

重量

约330g

电池

充电锂电池

杖脚

单脚，小四脚，大四脚

承重

≤226斤

主要功能

LED照明，跌倒自动报警，收音机，MP3，高低调节，安全充电，缓震底座

产品图片

表2.2

2.3.3基准产品调研结论

通过对前期资料的总结归纳，可以发现能所对应的基准产品存在着一些弊端。

考虑到杖身整体尺寸容量的大小，若是想实现收音机的功能，如果想要实现不论是室外还是室内都可以收听收音机的功能，对于机械器件的要求则为较为严格，收音机反应有噪音过大的情况。

对于行动不便，年老体衰的老年人，按键以及滑动式的按钮方便应该设计的更加更一些更加的易操作，否则老年人不好操作，以及存在拐杖不小心摔倒可能会误触发跌倒报警功能的可能性。

功能具有一定的局限性，创新性不够，人机交互不够细化仔细。

2.4用户调研

2.4.1调研准备

◆调研目标

●了解用户对老年人拐杖的需求度

●了解用户对老年人出行时安全性的认识

●了解用户对新型智能设备的接受程度

●了解用户对多功能拐杖功能性的需求

◆调研对象

●年老体衰的老年人群体50-70岁

●行动不便的残疾人群体

◆调研形式

角色扮演法、行为观察法、案例分析法、语意分析法、情景分析法。

2.4.2使用对象及环境分析

（1）使用对象调查分析

出行不便的老年人人群情况：

老年人的身体器官以及身体机能伴随着年龄的增长都是逐渐在走下坡路，不仅如此，更多的老年人会出现体力以及视力都在慢慢减弱的情景，甚至于运动能力也在不断地丧失，甚至与一些年轻人作比较，老年人会不断出现大脑还是保持意识清晰的情况下事，但是机能动作不能够根据意识指挥而跟上的操作。

老年人的出行时间：

老年人平时出行因为各种生活所需所产生的的高峰期分为3各阶段。

15：

00～7：

00老年人出发去早市，这个时候在返回的时赶上早高峰。

29：

00～12：

30这个时段主要是去大型菜场超市采购物品

33：

00～5：

00大多是去商场采购。

这三个时段出行都赶上了高峰时段，这让交通对老年人的生命安全带来了很大的威胁。

老年人的出行目的：

我们平时的生活中，老年人外出的目的会有很多，有些是平时的生活所需，有的是去药店或者书店进行购物或者外出爬山旅游等等，而且大部分则是以出行外出去公园或体育馆进行体育锻炼等。

不难看出老年人出行的目的较为简单。

老年人的出行距离：

我们可以由老年人主要采用的出行方法可以推算出各种不同的方式下从出发点到目的地的时间，大部分老年人的出发点都是在家里附近

（2）使用环境分析调查分析

现实中，对老年人出行造成安全影响的一些环境情况如下：

1.我们日常的日常交通中，当老年人过马路时，交通信号灯的时间设置非常的不合理，可能会出现信号灯时间短，还有一些存在平日的交通道路上路灯照明设备不够亮，非常不适合老年人的行走。

2.一些住房地区交通设施不完善，老年人乘车不便利。

3.许多老年人随着年龄的增长，身心的认识开始逐渐衰退，大部分的老年人的交通安全意识较为淡薄，甚至出现不遵守交规的情况，甚至有些因为视力的下降会出现看不清交通标志或者是对交通标志产生不熟悉不认识的情况，这所有的一切都将会极容易的引发交通事故的发生。

④步行的环境对老年人而言非常的不友好，不仅是会出现道路的畅通性不足，或者是人行横道被占用，人行横道宽度不足，路人的交规意识淡薄，继而出现人车混行，这些都是影响老年人出行的诸多因素，继而影响老年人的生命安全。

2.4.3用户群体

一般针对50-70岁年老体衰，行走有困难的老年人群体，以及行动不便的残疾人群体。

图2.3老年人图2.4残疾人

2.4.4用户心理调查

老年人人群

残疾人人群

1渴望陪伴

2操作简便

3外观朴实

4物美价廉

1渴望得到尊重

2简单实用

3品质过关

2.4.5用户需求

许多有着年龄较大老年人的家庭都曾有对更加多能化智能化的需求，XX文库中说有一种多功能智能拐杖可以通过计算机系统可以监控查看智能拐杖所在的位置，如果探测到任何问题，智能拐杖会自动开启应急服务和定位导航。

随着科技的发展，人们对智能产品的落地更加的渴望

第3章设计阶段

3.1设计方向

（1）通过对当今市场上存在的产品进行分析，并对有的老人多功能拐杖上进行改进，细化分解这类产品主要的存在的问题。

应该从不同角度入手进行分析调查，比如说人机交互方面，产品结构，以及主要产品的功能及色彩造型上。

从不同的角度进行深化观察，观察不同老年人多功能拐杖的不同特征，从而确定我们产品的改良点。

主要是从使用方式、功能形态、整体造型等解决存在问题。

（2）安全永远是排在老年人产品的第一要素，更加应该去了解相关老人多功能拐杖使用的安全隐患。

一方面需要保证产品本身的材质和结构上符合安全标准，另一方面要保证产品本身功能的完整性和造型的美观。

3.1.1思维导图

根据思维关系图，从产品的结构和功能性入手，根据每一块可能存在的问题出发，找到用户的痛点，进行设计分析。

图3.1思维导图

3.1.2设计定位

（1）产品功能定位

该产品在能达到基础拐杖应具备的功能外，可以更加全方面的保障老年人日常生活起居，外出等平时生活的安全性；帮助老年人更加轻松的面对生活产生的苦难

（2）产品色彩定位

主体产品色彩大多为黑灰色，符合老年人对简单朴素审美的追求。

（3）产品造型定位

产品造型美观，简约大气，朴实无华，贴合居家，外出等环境。

3.2方案构思

根据使用对象及使用环境的分析来看，目前市面上的多功能拐杖功能性较为简单，有些虽然功能多样化，但更多的是中看不中用，功能模块细化不够；外观不够美观，还需深化设计。

3.2.1方案一

（1）创新点一：

辅助握把设计，帮助年老体衰的老年人更好的完成站立起身的肢体操作

（2）创新点二：

拐杖底座为轴承转动仿生底座，模仿人体脚踝，倾斜旋转更加灵活，移动过程中重心稳定

图3.2方案一草图

3.2.2方案二

（1）创新点一：

拐杖手握方式的改良创新，比起传统的手杖而言，更加的符合人机交互的需求。

（2）创新点二：

考虑到居家型的老人，在手杖前段进行一个与家电遥控器相结合的设计，以及一个可折叠收缩的圆桌设计

（3）创新点三：

拐杖底部的三角滑轮设计帮助行动不便的老年人更加便利的行走

图3.3方案二草图

3.2.3方案三

（1）创新点一：

考虑到老年人退休后会帮更多的时间投于超市购物的情况，进行了一个可折叠的购物挂钩设计，帮助老年人更加轻松的购物

（2）创新点二：

拐杖底座是一个可折叠收缩的滑轮支撑杆设计，可以帮助老年人在购物时，形成一个简易的推车设计

图3.4方案三草图

3.2.4方案评价选择

在前期和导师不断地沟通和交流中，我们进行了关于三种方设计案的优缺点分析以及可行性的讨论，三个设计方案相较于目前市面上的老年人多功能拐杖的功能性方面更加的具有优势，但是整体造型还有待改进，方案2的想法是主要将拐杖改良成居家型产品，但是底部三角滑轮缺乏稳定性以及主要功能存在是否有必要去优化的可能。

方案三也是同理可得。

讨论过后，更为直接简单的功能和外观可