機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計-多功能拐杖

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1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計多功能拐杖 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)班級： 2014年 12 月 7 日多功能拐杖摘要： 鑒于我國人口漸趨老齡化，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)的社會現(xiàn)象”。從根本上講，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，老

2、年人的健康保障以及生活起居問題也隨之而來，老年人口的增多勢必引發(fā)社會對老年人健康、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，甚至有時會有喪命的危險。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日常生活保駕護(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難題。調(diào)查顯示，80%的老人不愿意在沒有人攙扶的

3、情況下獨(dú)自出門。我們從這種問題上展開思考，設(shè)計了一款智能手杖，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，并不能充分滿足老年人生理要求。有不少老年人的手杖是不理想的，一根合適的手杖對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)計方案市面上拐杖的缺點(diǎn)：單一的高度，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，主要包括把手部分

4、、主體部分。其中把手部分包括由殼體、前蓋、后蓋組成的手柄；主體部分包括既可拆卸又可旋轉(zhuǎn)伸縮的主體桿、連接管；手柄內(nèi)部中空形成空腔，利用這個空腔，可完成諸多功能的壓縮設(shè)計，主體桿通過連接件與連接管活動相連，連接管固定在手柄的外側(cè)面。這種設(shè)計的優(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，儲藏和攜帶方便。三、設(shè)計原理此款新型拐杖的設(shè)計引用TRIZ創(chuàng)造原理。TRIZ創(chuàng)造原理的核心內(nèi)容是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化原理和技術(shù)沖突解決原理。首先，無論是一個簡單產(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。其次，各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是

5、推動這種進(jìn)化過程的動力。拐杖的設(shè)計多次援用了TRIZ理論的幾種發(fā)明創(chuàng)造原理，歸納如下：1.文中的此款新型拐杖利用分割原理，將拐杖分割為手柄和柱體，手柄和柱體有各自分為幾個部分。2.利用組合原理，把LED燈組與GPS、收音機(jī)、移動通訊以及其它適用設(shè)備組合在把手處。3.利用多用性原理，拐杖原本的支持作用變?yōu)榫哂姓彰鞴δ?、?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.手柄的把手圓潤適手的設(shè)計運(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端面處內(nèi)置一個小型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

6、具備了照明功能，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，利用GPS的導(dǎo)航功能即可實現(xiàn)自動導(dǎo)航并帶有語音播報功能，即使無法自己回家，只要按一下GPS功能鍵，就能夠把老人的當(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)置幾個快捷按鍵，各個按鍵指定系統(tǒng)給不同的號碼撥號，只要按下按鍵，就可以與對應(yīng)的人進(jìn)行通話。另外，設(shè)有急救按鍵，當(dāng)老人感覺到身體異常時可立即按下此鍵，附近醫(yī)院就能收到求救信號，并能及時施救。4.收音機(jī)當(dāng)老人在戶外散步時可打開安裝在手柄里的收音機(jī)，收聽廣播，解除老

7、人的孤單寂寞、了解社會新聞、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，開啟收音功能，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，憶一段小曲，閑暇之余，不缺玩樂。這一功能對老人來說也是一大好處。5.紅外感應(yīng)LED燈頭上方設(shè)有一個紅外傳感器，當(dāng)遇到前方有障礙物時，拐杖內(nèi)的傳感器可感應(yīng)到然后引發(fā)報警裝置報警，這樣可以避免老年人因視線不好帶來的危險。6.報警功能 當(dāng)老人不慎摔倒時，拐杖傾斜達(dá)到一定時間，報警器啟動，并發(fā)出報警聲，提醒家人及周邊人發(fā)現(xiàn)老人情況，并及時救助，使老人在第一時間得到救護(hù)，防止造成危險。若達(dá)到一個小時無人受理，拐杖將自

8、動觸發(fā)通訊講危險信號發(fā)送至就近醫(yī)院。當(dāng)老人要把拐杖放在一邊時，為了避免不需要的報警，可手動關(guān)閉報警功能，當(dāng)拐杖重新被拿起，水平儀被改變，報警系統(tǒng)自動復(fù)位，進(jìn)入工作狀態(tài)。7.減震機(jī)構(gòu) 減震機(jī)構(gòu)包括減震觸頭和彈簧，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)計使手杖在使用時擁有了減震功能，使人們在使用手杖時感覺更加舒適。8.拐杖墊拐杖墊的加入，不僅可以像普通的拐杖墊一樣防滑、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)拐杖倒地的時候，老人只要用腳尖輕踩一下防滑墊的邊緣即可輕易的讓拐杖重新回到

9、手中。避免了因為彎腰撿拐杖而造成對老人腰部的損害。另外，有了這個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倒下。9.釣魚功能說起釣魚，必然會聯(lián)想到老者垂釣于池邊的閑適畫面，對老年人群來說，垂釣是一個不可少的休閑方式。此拐杖的杖體中空設(shè)計就能很好的解決這個問題，只要將拐杖底端杖體拆下，就可以拿出放在里面的魚竿，只要愿意，就可以拿出魚竿釣一下午。有了這樣的設(shè)計，老年人就不愁沒有什么打發(fā)時間了。五、關(guān)鍵技術(shù)1.手柄處的設(shè)計拐杖針對的使用者主要是老年人和一些身體有疾病的人群，所以對手柄處的設(shè)計就有著非常嚴(yán)格的要求，手柄主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，

10、潤澤，紋路絢麗，整體線條優(yōu)美，熒光好，手感舒服，再加上手柄是雕刻龍頭狀，寓意長命百歲，同時顯得富麗堂皇。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)量不錯一般木材本身都有自身所散發(fā)出的香味，尤其是檀木材質(zhì)較硬，強(qiáng)度高，耐磨，耐久性好。2.拐杖墊的設(shè)計幫助人行走的拐杖與地面接觸的部件稱為支腳墊。其作用主要有兩點(diǎn)：防滑防止拐杖與 地面接觸時打滑。緩沖減少地面給人體的反作用力及對人的不適感。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。在對拐杖支腳墊結(jié)構(gòu)檢驗、分析的基礎(chǔ)上，改進(jìn)這種拐杖墊的設(shè)計，是非常的有實用性和大功效的。它所

11、用的材料是一種碳素合成材料，具有很好的的耐磨性，而且它的面積比一般的拐杖墊要大，所以就能個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一樣防滑、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，而且在冬天下雪或地面結(jié)冰的時候，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)拐杖倒地的時候，只要用腳尖輕踩一下防滑墊的邊緣即可輕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動作的難度。另外有了這個拐杖墊你就不要為了在一些公共場所應(yīng)沒地方放置自己的拐杖而心煩了?？梢噪S便放

12、置拐杖，它不再會像以前一樣稍不注意就倒在地上了。3.拐杖的收縮功能這項功能的設(shè)計對于老年人來講，可以說是一個莫大的福音。拐杖可以伸縮，當(dāng)他們上車或者坐下時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，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，在那時他們有可能不想拄拐杖，這時就可以把拐杖收縮起來放進(jìn)包里，既簡單又輕便。六、材料拐杖的手柄部分是海南黃花梨（老料）中最好的油梨老料隨型雕刻而成，質(zhì)地細(xì)膩，潤澤，紋路絢麗，整體線條優(yōu)美，熒光好，手感舒服。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。拐杖的杖體對制作的要求較高，

13、由于杖體中空，所以堅固性是基本要求，要保持拐杖不會輕易折斷，另外，考慮到老年人自身的弱勢，要求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)用前景隨著我國社會經(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，對老年用品的需求有了更高的要求。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)成為企業(yè)市場競爭中尋求發(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愿意為自己的健康和娛樂支出更多的花費(fèi)。這在一定程度上提高了老年人口

14、消費(fèi)市場的購買水平。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，針對老年人設(shè)計的娛樂、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，生理功能的老化降低了他們行動與獨(dú)立生活的能力，因而設(shè)計的重點(diǎn)一般都放在對老人的保健和醫(yī)療設(shè)施方面。人口老齡化是世界性的人口發(fā)展趨勢，我國是人口老齡化發(fā)展速度比較快的國家之一，老年人口眾多。老年人的生活質(zhì)量是衡量社會發(fā)展協(xié)調(diào)性的一個重要指標(biāo)，如何滿足老年人的各項需求成為社會的熱點(diǎn)問題。近

15、五年來，隨著我國居民收入水平增加，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的需要。智能手杖具有支撐，照明，收音機(jī)，藥瓶，報警等多種功能，能同時滿足老年人鍛煉，安全，娛樂多方面的需求。此外，它還具有個性化定制的服務(wù)。擁有如此眾多的優(yōu)勢，這種新型的智能的多功能拐杖必將成為老年人的福音。其潛在的市場價值與開發(fā)價值不可忽視。九、心得體會本文通過對拐杖的探究，研究了產(chǎn)品人性化設(shè)計的重要意義，通過分析進(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

16、。由此可知設(shè)計師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時要以人為本，充分考慮人性化設(shè)計形式的各種因素的應(yīng)用，采用合適的表達(dá)方式，對產(chǎn)品進(jìn)行人性化設(shè)計，將人性化的設(shè)計理念貫徹整個產(chǎn)品設(shè)計中。從當(dāng)前我國老齡化現(xiàn)狀入手，對老年人進(jìn)行了需求分析，提出智能手杖的創(chuàng)意構(gòu)思。然后從多方面對產(chǎn)品開發(fā)的可行性進(jìn)行論證，最后提出了可行產(chǎn)品設(shè)計方案。相信在不久的未來，老年智能手杖將成為老年用品市場中的一道亮麗風(fēng)景，成為老年人不可或缺的貼心伴侶。在設(shè)計這款多功能拐杖的過程中，讓我深刻認(rèn)識到TRIZ創(chuàng)造理論的重要性與實用性，同時也讓我意識到，實踐是提高對專業(yè)知識的掌握以及運(yùn)用最有效的方法。在今后的工作中，或許還會遇到這樣的設(shè)計問題，此次關(guān)于智能拐杖的設(shè)計，將是今后設(shè)計的一次提前演練。