《智能拐杖设计4700字》

老年人智能拐杖设计摘要伴随着全球经济的发展，老龄化已经成为世界性的问题。我国因为人口基数较大，面临的老龄化问题也更加严峻。然而，我国老年人无障碍设计的发展空间仍亟待填补，根据老年人的需求和消费特点，设计一款集多种功能于一体的手杖来满足其出行需求、安全需求是一个具有实际意义的研究课题。本设计研究将从老年人身体衰老机能退化所产生的生活障碍为切入点，探讨在现有的科技条件下，从老人最常用的随身产品—手杖出发，通过相关的调研与设计研讨，尝试对于拐杖设计中的智能化进行研究与探讨，以期对于老人手杖设计的实践提出一些观点和看法，设计出保障老年人独立自主行为完成的新产品，以此重塑老年人的自信、缓解他们的自卑心理，同时增进家庭和谐气氛，减轻社会负担，推动和谐社会进程。满足可老年人出行锻炼的需要并提高了其出行安全性。关键词：拐杖工业产品智能化1老年人智能拐杖产品概念定位现将本方案的目标人群以及产品的使用环境作如下分析：1.1目标人群本方案是针对因生理衰退或疾病而导致下肢无力，行走功能有障碍的老年群体而开发的产品。这类群体热爱生活、非常关心自己的身体健康，有着强烈的自尊和独立意识。尽管腿脚不便，行走能力差，但他们不承认自己是社会的弱者，希望通过拐杖的帮助及自身的努力，实现行动上的自由，挽回尊严。1.2使用环境本方案的使用环境是室内外的空间。除了平时生活起居的室内场所，这类老年人群体在空闲的时候喜欢到楼下小区、附近公园或社区行走散步，与朋友聊天交流，进行户外行走活动促进身体健康，使心情舒畅。其中，室外使用环境涉最为重要，涉及到这类老年人行走过程中可能遇到的道路路况的复杂性，如凹凸不平的道路、台阶、楼梯等情况。2智能拐杖产品方案老人手杖的使用者需求以安全性最为重要，而后依次为轻便性、舒适性、功能性及美观性。整体手杖设计应经折叠滑动后可适应老人持握高度、并以木头为最佳期望材质。2.1设计构思根据调查显示，目标人群喜好收集养生健身的资讯，并乐于参与，因此将其常用的健身器材融入设计。整个手杖在外观上类似王者的权杖，在具备了平衡的支撑功能外，又从外观上彰显出使用者的不凡品位。在“权杖”间，还隐藏着王者的“宝剑”，这把具有保健功能的健身剑通过卡扣固定在权杖夹缝中。权杖内部加载的定位系统可以定位使用者的具体方位，并通过权杖柄部分的扩音系统播放语音导航，同时也支持广播功能。权杖顶端的宝石红色球体也是健身按摩球，可以拆卸把玩。权杖下端具有照明灯带，在光线不充足时可以使用。2.2初步方案确定图1智能化拐杖初方案如图，以拐杖为主要形态结构，在其中赋予了更多用来满足和提升年轻老年人自立行为的功能：1可调节角度照明灯：在光线不充足的情况下使用，减小了由于昏暗无法看清楚路面产生的危险。2显示屏：会显示使用者的心率、体温以及行走步数，同时在网络的支持下实现路线导航。3方便药盒：轻推向上即可开启，在短暂外出时方便携带。4伸缩健身剑：不用时插在手杖杆中，需要使用时拔开手杖抽出即可，方便携带又便于收纳。5可更换底座套组：双轮底座类似智能拐杖，向前倾斜利用万向滚轮省力前进，需要固定时向后倾斜使支撑脚落地。四脚底座适合年纪更大、腿脚更加不便的老人，这种底座更加稳定。金属头底座适合在凹凸不平整的路面使用，如登山环境中使用。6手杖的加长功能：满足不同身高的使用者。7手杖的减震：内部装有弹簧，以减小手杖震动，使用更加舒适。8扩音：扩音孔和蓝牙耳机作为SIRI语音控制与导航功能、收音机的外放设备。3各功能智能化核心设计3.1定位器GPS定位模块使老人在外出时，家属可以实时获得其位置信息。同时对整个系统进行优化，使智能手杖的障碍探测更精确，语音提示更准确，位置信息误差更小。遇到迷失的老人，最害怕其身上没有任何家人的相关线索，这会给老人回家之路带来不少障碍。为此，家中有年纪大的老人，一定要做好防止老人在外迷路的措施。如果遇到紧急或特殊情况，老人只要按下S键，即可向家人发出求救信息和当前位置信息，同时会自动拨打所有家人电话。定位器SLX-G88不仅外观小巧、方便携带，而且功能齐全、操作简单，主要有以下特色：大小和重量都合适，方便携带，方便老人使用；定位器上具有四个单键紧急按钮，可请求帮助，快速拨号按钮可拨打预先设定的号码，预先设定好联系人的电话号码，可快速联系家人，与家人对话，给老人提供了更加快捷的操作方式，不需要输入对方的电话号码，省去在紧急状态下拨打电话的麻烦。3.2可调节角度的照明灯由于老年人的角膜、晶状体的透明度下降，玻璃体液化甚至脱离都可以引起光线散射，使视网膜成像的对比度下降，产生光影变幻，而导致视功能的下降。手杖前端设置节能、省电且照明强度较高的LED照明灯，通过轴在水平方向上固定灯头，使其可以进行45°范围内进行调节，满足上、下台阶和平地等多个环境的使用。在手杖的头上安灯虽然能给前方可视更多的光线，除了上面提到的老人的视力脆弱之外，不能长期承受光线的直射。3.3语音控制系统老龄智能拐杖需要拜托其单一功能的固有形象，通过互联网技术与互联网思维的运用丰富其功能，使其成为多功能娱乐化的产品设计。老龄智能拐杖的多功能智能化体现在其视听一体化的娱乐功能与其带来的情感陪伴。鉴于手杖大部分使用环境是室外等嘈杂环境，因此系统采用了语音播报报警，当单片机计算出的障碍物距离在阈值范围内，系统将发出语音提示信号。在控制方式的选择上，摒弃了传统的多按键设置，仅保留三个快捷按键，其他的功能都通过智能语音技术控制。本次设计主要选用SIRI智能语音控制系统，通过搭载网络，可以完成路线指引、定位的功能：一个最小的录放系统只需要MIC、喇叭、控制开关、电源、少许电阻电容便可构成，录音信息存入永久存储单元，通过零功率信息存储。3.4障碍物避免障碍报警的距离范围，初始状态下默认报警范围是20CM。由于该系统设置了两个距离阈值的调整按钮，调大和调小，通过按键调整，这个阈值信息被根据要求设定。结合本设计所要求的检测范围，选用HY-SRF05模块实现超声发射与接收。HY-SRF05超声波测距模块可实现非接触式距离感测功能，范围在2CM-600CM，测量精度可达至3MM；模块主要结构有超声波发射器、接收器和控制电路。智能拐杖在运行的过程中，不可避免的与其他障碍物共用工作空间，需要进行防撞保护。为了保证老年人和物或者拐杖自身的安全，在智能拐杖上装有障碍物检测装置。红外避障模用于智能拐杖在使用过程中遇到障碍物可以及时作出反应。接触传感器通过与目标物体的接触来识别障碍物。3.5方便药盒由于身体免疫系统的衰退使得目标人群比其他年龄阶段的人群更容易生病，据前期调查显示年轻老年人在小病后多数人选择服药治疗，而在服药过程中，多数需要依靠家人、闹钟提醒来保证时间和用量的准确性。方便药盒卡在手杖主体内，可以取下独立使用。采用壳体和内盒分离式的设计,内盒用来储存药物根据不同的药量有2格和4格可选采用医药PP材质.透明的外观设计方便判断药丸数量，推送药丸的形式也避免了由于老年人手部颤抖、视力下降而造成的取药不便。搭配手杖的语音控制技术设置提醒，即可在外出活动时也可以按时、按量的服用药物。3.6可更换底座套组可依据路面环境进行选择搭配的可更换底座套组就可以满足他们的需要：第一种带托泥盘的金属头适合登高远足、路面多有沙石的情况下使用；四脚底座在路面崎岖的情况下也能保持较强的稳定性；最后一种底座前端有滚轮，适合平整光滑的路面，需要“刹车”时倾斜手杖，使后腿与地面接触即可。3.7智能身份识别与报警功能老年人安全问题一直受到社会的关注，特别是一些行动能力与记忆力欠佳的老年人。为了进一步保障老年人的安全，该老龄智能拐杖设置智能身份识别与报警功能，当老年人遇到安全威胁时拐杖能自动发出报警信号，并进行智能身份识别。在老龄智能拐杖握柄处的传感器能够对用户的危险状况作出反映，并对老人的家人发送报警信号，还会提供一些关于老年人发生危险的原因及应急解决办法；同时拐杖会发出红光和求救声音，吸引周围人的关注，从而帮助老年人及时摆脱危险境遇获得帮助。4老龄智能拐杖材质设计随着科技的发展多种新兴材质出现，并被广发应用，材质不只是一种产品设计原料，它有自己的特征与情感表达。老龄智能拐杖在材质设计上要秉持健康、安全、舒适、结实的原则，为老年消费者提供良好的用户体验。（1）本次设计实践中的老龄智能拐杖主体采用PC材质。PC材料在产品设计中应用十分广泛，它具有高强度及弹性系数、高冲击强度的优点，它还具有优异的绝缘性、延展性、稳定性是制作拐杖的优质材料。PC材料无毒、无味、易着色，不仅健康安全还具有较强的可塑性，此外，PC材料的价格也十分低廉，能有效的降低产品设计成本。（2）该老龄智能拐杖选用橡胶作为辅助材质。橡胶是一种弹性大、可塑性强且触感舒适的材料，将橡胶运用在握柄处能提高触感的舒适度，还可以防滑，是一种理想的材料。此外，在拐杖的底部也采用橡胶材质，增加拐杖与地面的摩擦力，起到防滑的作用。5智能拐杖形态设计传统经典拐杖造型是由圆柱形仗身与弧形握柄构成，这一拐杖造型经过时间的打磨与检验已经在消费者心里留下深刻的烙印，成为一种产品符号与共识，该老龄智能拐杖外形沿用传统拐杖造型，并在细节处进行特殊处理，凸显老龄智能拐杖的时尚与科技感。沿用传统拐杖形态是因为老年消费者对新鲜事物的接受能力较差，过多的改变可能会让他们产生不适；此外老年人一般具有怀旧情愫，往往对传统事物有深厚的感情。该老龄智能拐杖形态设计简约、流畅、精致，给人一种舒适且时尚的感觉，这主要从设计细节显现。智能拐杖长70—100厘米，可根据消费者身高进行自动调节；杆身直径3.5厘米，粗细合适，即结实又不会笨重；握柄长1