基于人机工程学的老年人无动力下肢锻炼助行器设计研究

摘要

中国于1999年加入老龄化国家的队伍后老年人口数表现为持续上升的势头。相对而言，市场上已有的产品却根本无法供应老年人这一不断壮大使用群体的需求，相关“银龄”产品的开发只是处于模仿起步期，“品质”与“数量”均达不到标准，这些问题引发国家和社会的讨论。因此，设计届对老年人物品的关注度越来越高，对研究老年人产品设计的有关原则和注意事项也开展的如火如荼，希望可以合理有效地帮助老年人克服难题提高老年人生活品质。
　　本论文题为“基于人机工程学老年人无动力下肢锻炼助行器设计研究”，选择助行器为主要研究方向，它是一种能够帮助老年人行动、维持身体平衡、支撑身体重量产品。通过对目标群体生理特征及下肢机能障碍的分析，结合以下肢机能恢复锻炼方法，提出辅助老年人运动辅助及下肢机能锻炼的研究路线和详细的设计准则。
　　文章包括以下七个部分:第一章为绪论。主要提出论文的现实背景、研究意义、研究目的、研究内容和拟解决的问题;第二章着重于对老年人行动辅助工具现状的研究和分析;论文第三章老年人身体特征及其对产品设计的影响主要是针对老年人这一群体的特殊生理特征进行研究，并总结出其对老年人设计所产生的影响。第四章论述了由生理特征的改变导致了老年人运动机能多方面的退化，这对老年人生活带来很大的不便，为了缓解不便、减缓衰老，机能恢复锻炼就显得尤为重要。第五章根据人机工程学的指导，着力对市场上现有的助行产品的不到之处和提升方向进行探讨，总结出六条适用于老年人助行产品人机工程设计原则:安全性、多功能、可调性、系统性、适切性、标准化，并提出相呼应的指导策略。第六章关于市场和用户的具体调研分析为研究提供了准确的现实数据。理论支撑加上现实调研组成第七章的老年人下肢锻炼助行器设计实践部分。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．1．1 现实背景——中国人口老龄化现状及发展

1．1．2 理论背景——人机工程学的形成、发展和应用

1．2 课题的研究意义

1．3 课题研究目标、研究内容、拟解决的关键问题

1．3．1 课题的主要研究目标

1．3．2 课题的主要研究内容

1．3．3 课题拟解决的关键问题

1．4 采取的研究方法、技术路线、试验方案

1．5 课题的创新性

1．6 本章小结

第2章 老年人无动力助行工具及下肢机能锻炼现状

2．1 无动力助行器及其发展现状

2．1．1 助行器的概念

2．1．2 助行器种类

2．1．3 无动力助行器分类

2．2 无动力助行器性能与使用对比分析

2．2．1 无动力助行器特性的分析与比较

2．2．2 无动力助行器使用能力要求比较

2．3 老年人人体机能锻炼现状

2．3．1 振动平衡训练

2．3．2 改变支撑面训练

2．3．3 太极拳

2．3．4 高强度下肢力量训练

2．4 本章小结

第3章 老年人无动力助行器及下肢锻炼调研与总结

3．1 老年人无动力助行器使用情况调研

3．2 基于调查研究的老年人无动力助行器优缺点分析及改进方向

3．3 老年人下肢机能锻炼情况调研

3．4 老年人健身器材调研

3．5 本章总结

第4章 老年人身体特征生理学分析

4．1 老年人的界定

4．2 老年人生理变化

4．3 老年人运动机能变化特点及表现

4．3．1 老年人运动机能变化特点

4．3．2 老年人运动机能变化表现

4．4 老年人运动障碍分析

4．5 本章小结

第5章 人机工程学在老年人设计中的应用研究

5．1 人机工程学概况

5．2 人机工程学在老年人设计中的应用

5．3 人机工程理论下老年人助行器的设计原则

5．3．1 安全性原则

5．3．2 多功能性原则

5．3．3 可调整性原则

5．3．4 系统性原则

5．3．5 适切性原则

5．3．6 标准化原则

第6章 老年人助行工具设计人机分析

6．1 老年人生理尺寸分析

6．1．1 老年人站姿尺寸分析

6．1．2 老年人坐姿尺寸分析

6．1．3 老年人关节活动范围分析

6．2 老年人心理需求分析

6．3 机工程之机的分析

6．3．1 造型分析

6．3．2 设备结构分析

6．3．3 设备材料分析

6．3．4 下肢锻炼实现形式分析

6．4 人机工程之环境分析

第7章 老年人下肢锻炼助行器设计实践

7．1 设计定位

7．1．1 使用者定位

7．1．2 功能定位

7．1．3 形式定位

7．2 尺寸参数

7．3 人机尺寸设定

7．3．1 设计草图

7．3．2 草模制作

7．3．3 搭建尺寸模型

7．3．3 人机尺寸验证

7．4 设计方案

7．4．1 方案一

7．4．2 方案二

7．5 设计验证

7．6 设计评价

第8章 总结与展望

8．1 全文总结

8．2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果