機械創(chuàng)新設(shè)計-多功能拐杖

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1、 機械創(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，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

2、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)療進步、教育水平明顯提高和經(jīng)濟發(fā)展的直接成就，因此，人們可以把這一現(xiàn)象當作歷史進步來慶祝。但與此同時，老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。人進入衰老階段后，器官生理功能逐漸減退，機體代謝變得緩慢，免疫機能下降，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

3、有喪命的危險。因此拐杖應(yīng)運而生，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。但是由于疾病的侵擾，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情況下獨自出門。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

4、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特點，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：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： 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、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

5、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推動這種進化過程的動力。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。

6、 2.利用組合原理，把LED燈組與GPS、收音機、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。 4.拐杖的收縮性運用了嵌套理論。 5.手柄的把手圓潤適手的設(shè)計運用了去棉花原理。 6.復(fù)合材料原理的運用，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，當老年

7、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)的人進行通話。另外，設(shè)有急救按鍵，當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 當老人在戶外散步時可打開安裝在手柄里的收音機，收聽廣播，解除老人的孤單寂寞、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，

8、轉(zhuǎn)到恰當?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 當老人不慎摔倒時，拐杖傾斜達到一定時間，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，防止造成危險。若達到一個小時無人受理，拐杖將自動觸發(fā)通訊講危險信號發(fā)送至就近醫(yī)院。當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

9、，當拐杖重新被拿起，水平儀被改變，報警系統(tǒng)自動復(fù)位，進入工作狀態(tài)。 7.減震機構(gòu) 減震機構(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

10、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)地細膩，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

11、頭狀，寓意長命百歲，同時顯得富麗堂皇。紫檀優(yōu)點有：顏色較深，多體現(xiàn)出古香古色的風格木質(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：①防滑—防止拐杖與 地面接觸時打滑。②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，改進這種拐杖墊的設(shè)計，是非常的有實用性和大功效的。它所用的材料是一種碳素合成材料，具有很好的的耐磨性

12、，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便放置拐杖，它不再會像以前一樣稍不注意就倒在地上了

13、。 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)控制把拐杖旋進去，當他們站起來時，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，由于杖體中空，所以堅固性是

14、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、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。 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潛力正逐年上升，老年人在消費觀念上的轉(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

15、樂支出更多的花費。這在一定程度上提高了老年人口消費市場的購買水平。 與人口老化的速度相比，老年產(chǎn)品的發(fā)展還遠遠滯后在現(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立生活的能力，因而設(shè)計的重點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

16、個重要指標，如何滿足老年人的各項需求成為社會的熱點問題。近五年來，隨著我國居民收入水平增加，老年人的消費觀念也有了很大改變，由過去的舍不得消費到現(xiàn)在的花錢買健康、花錢買快樂。消費觀念的改變給老年產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了機遇，準確的市場調(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，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)

17、計的重要意義，通過分析進一步論證了人性化思想在當今產(chǎn)品上的應(yīng)用十分廣泛。由此可知設(shè)計師在進行產(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，采用合適的表達方式，對產(chǎn)品進行人性化設(shè)計，將人性化的設(shè)計理念貫徹整個產(chǎn)品設(shè)計中。 從當前我國老齡化現(xiàn)狀入手，對老年人進行了需求分析，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。