邢嗣威 金信琴

摘要：我國的人口老齡化趨勢不斷加快，在此背景下老年產(chǎn)品的需求逐年提高。老年人生理和心理上的變化使其在進行產(chǎn)品設計時與一般的產(chǎn)品產(chǎn)生了較為明顯的差異，考慮到老年人產(chǎn)品的特殊性在設計過程中的特殊性，需要以人機工程學作為設計理論支撐進行符合老年人的設計。目的通過系統(tǒng)的研究與分析人機工程學在老年人設計中的應用，并以此作為老年人助行器中設計的理論基礎。結(jié)論目前關于老年人產(chǎn)品的設計數(shù)據(jù)無法標準化，想要設計出真正符合老年人生理與心理預期的產(chǎn)品，仍需要進行反復而枯燥的研究與實驗。

關鍵詞：人機工程學 老年人 助行器

引言

21世紀有兩個現(xiàn)象理應受到足夠的關注，日漸增長的人口高齡化和逐漸稀疏平常的空巢化。據(jù)統(tǒng)計，截至2011年底，中國60歲以上老年人口已達到1.85億人，占總?cè)丝诘?3.7%，預計到2020年這一比例將增加到18%。在此社會背景下老年產(chǎn)品的需求逐年提高。老年人生理和心理上的變化使其在進行產(chǎn)品設計時與一般的產(chǎn)品產(chǎn)生了較為明顯的差異，考慮到老年人產(chǎn)品的特殊性，在設計過程中需要從人機工程學角度出發(fā)，充分考慮老年人身體尺寸、骨骼和肌肉等方面的變化設計出符合老年人情況的助行產(chǎn)品。

一、人機工程學概況

人機工程學是研究人、機、環(huán)境之間相互作用的學科，其研究目的是使物理層面的機械系統(tǒng)，或者人機環(huán)境系統(tǒng)能夠盡可能地符合人身體上的使用形態(tài)和生理、心理的特點，保證人們可以利用機械設備安全、舒適并且高效地進行各種活動。人機工程學是一個不斷創(chuàng)新不斷發(fā)展的學科，人的研究不斷完善，新的事物不斷涌現(xiàn)。

二、人機工程設計理念在老年人助行器設計中的應用

人機工程學的應用現(xiàn)今已是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?，生活過程中所需的工具和外部環(huán)境因素，都要在符合人體需求的前提條件下進行。

（一）為老年人設計提供可信的設計用尺度：人機工程學是一種綜合使用人體測量學和人體力學來研究與科學設計的理論，通過統(tǒng)計和測試得出人體各部位結(jié)構(gòu)的尺度范圍參數(shù)，再結(jié)合老年人身體退化規(guī)律進行對比分析，并對老年人活動的區(qū)域和日常身體活動姿勢的習慣在內(nèi)的各種人體機能提出各種可能應用于設計的依據(jù)。

（二）為老年人設計的合理性提供理論支撐：人機工程學理論能夠有效改善人與機器之間配合的關系，確保設計出同時符合人行為特征與內(nèi)心需求的產(chǎn)品。同時也從側(cè)面為產(chǎn)品的外觀、形狀尺寸和材料等的選擇提供有依據(jù)的科學數(shù)據(jù)。

（三）為老年人設計提供合理的物理環(huán)境參數(shù)：老年人的身體衰退使其無法適應較為極限的物理環(huán)境，其中就包括年輕人日常生活中不以為然的強光、高熱和噪音等元素，如果真的希望能夠達到真正的為老年人設計需要事先考慮種種元素對老人產(chǎn)生的影響，然后通過在不同使用環(huán)境下進行反復的實驗，統(tǒng)計出這些元素對老年人體質(zhì)所會造成的反應再進行合理的設計。

三、老年人助行器的人體尺寸應用方法

在進行產(chǎn)品的設計過程中，人體尺寸是設計師確定其產(chǎn)品使用空間的重要依據(jù)之一，而人體尺寸百分位數(shù)是其應用的重要內(nèi)容。其尺寸應用的流程大體如下：

（一）明確產(chǎn)品的使用人群：根據(jù)設計的產(chǎn)品選擇不同類型、不同崗位來選擇使用人群。老年人助行器設計的用途是在無旁人的情況下，幫助老年人完成獨立行走，由此可確定此類產(chǎn)品的使用群體為需要助行器材行走的老年人。

（二）明確產(chǎn)品的設計尺寸以及設計類型：根據(jù)相關設計標準，根據(jù)使用人群使用區(qū)間有非常嚴格的上限和下限，任何設計都基于這一區(qū)間來進行。并對產(chǎn)品尺寸的設計進行了嚴格的歸類。老年人助行器需要兩個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)，基于此類選擇方式應歸類為Ⅰ類產(chǎn)品。

（三）明確設計后的人群使用的滿足度：在產(chǎn)品設計中會有很多的限制，比如成本限制以及技術條件限制等。所以不可能存在萬能設計，在確認產(chǎn)品的尺寸設計類型之后，需要再根據(jù)產(chǎn)品的重要程度以及滿足度來選擇人體尺寸百分位數(shù)。根據(jù)人機工程學老年人助行器為玉米型產(chǎn)品，為與人的健康、安全相關的一般工業(yè)產(chǎn)品，百分位數(shù)選擇P95和P5作為尺寸上、下限值的依據(jù)，滿足度為90%。

（四）修正所選尺寸的百分位值：目前在我國國標給予的標準人體尺寸的數(shù)據(jù)是基于人在赤裸環(huán)境中獲取的，但實際產(chǎn)品使用時，必須要考慮到現(xiàn)實的情況，所以就需要對其數(shù)據(jù)進行必要的修正。產(chǎn)品設計的功能尺寸設定公式為：最小功能尺寸=人體尺寸百分數(shù)+功能修正量，最佳功能尺寸=人體尺寸百分數(shù)+功能修正量+心理修正量。依據(jù)此公式因心理修正量此次無法準確確認，故老年人助行器=老年人人體尺寸百分數(shù)+功能修正量。

四、老年人助行器的人機尺寸分析

根據(jù)前期的研究與分析，可以暫定老年人助行器設計需要代步行走和提供休息區(qū)域兩個基本功能。為進行老年人助行器設計尺寸參數(shù)的選取，使用觀察分析法對市面上的現(xiàn)有助行器進行分析，確認設計所需選擇的人體尺寸參數(shù)。根據(jù)測試可以將老年人助行器設計中需要的老年人人體尺寸大略分為站姿操作模式和坐姿操作模式。

（一）站姿操作模式：在用戶將助行器當作協(xié)助行走的器械時，使用者的身體姿勢為直立。此狀態(tài)中使用者的操作方式為雙手緊握助行器頂部的把手區(qū)，通過上肢給予助行器向前的推力，助行器受到推力帶通過底部滾動輪滾動帶動不便的下肢向前移動，在此同時助行器的主體框架持續(xù)起到支撐作用保證動作的完成。通過（如圖1）可知站姿操作模式下需要確認的參數(shù)有身高、肩高、肩寬、肘高、手功能高和手寬。

（二）坐姿操作模式：使用者將助行器當作休息的器械時，操作的身體姿勢為坐姿。此狀態(tài)中用戶會將助行器切換為座椅形態(tài)，通過坐在助行器上為疲憊的身體提供適度的休息。通過（如圖2）可知坐姿操作模式下需要確認的參數(shù)為坐高、坐深、臀部寬度、坐姿肩高、坐姿肘高和坐姿膝高等。在現(xiàn)有助行器的尺寸需求上為滿足方便起身的需求設計的助行器需要增加腳踏的部分，腳踏的設計需要的尺寸為腳部空間進深和腳寬等的尺寸數(shù)據(jù)。

五、老年人生理尺寸分析

我國研究機構(gòu)曾多次對民眾做過大量的人體測量工作，并在此基礎上制定了我國成年人人體尺寸標準：GB-10000-88，為工業(yè)產(chǎn)品設計、建筑空間設計等領域提供了有效的人體尺寸參考數(shù)據(jù)。但是不得不說，這一標準對于男性年齡的上限僅僅是60歲，而女性則為55歲。本次研究對象為65歲以上的老年用戶無法使用這—標準進行人機尺寸設計。

通過查閱大量文獻發(fā)現(xiàn)，文獻“北京地區(qū)老年人的人體尺寸測量”中擁有所需的老年人尺寸數(shù)據(jù)。結(jié)合前文得到的老年人助行器尺寸需求，可將數(shù)據(jù)歸納為站姿尺寸數(shù)據(jù)和坐姿尺寸數(shù)據(jù)兩類。

老年人助行器屬于玉米型產(chǎn)品并且是涉及人健康安全的產(chǎn)品。根據(jù)人機尺寸百分位的應用方法需要兩個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)，選用第95百分位和第5百分位作為尺寸的上下限值的依據(jù)。

根據(jù)在同一年齡段下男性人體尺寸普遍大于女性人體尺寸的原則，為實現(xiàn)助行器尺寸可調(diào)節(jié)的功能，選擇女性第5百分位的尺寸作為最小尺寸標準，男性第95百分位尺寸作為最大尺寸標準，將兩種百分位數(shù)的尺寸進行統(tǒng)計。

綜合上文站姿與坐姿兩種尺寸數(shù)據(jù)，將老年人在使用老年人助行器時不同狀態(tài)下產(chǎn)品所需的身體尺寸歸納得出（圖3）。

六、老年人生活姿態(tài)特點分析

老年人身體機體功能的衰退會為其帶來：視力減弱、四肢運動幅度減小、感覺減退等。老人行走的狀態(tài)會隨著年齡發(fā)生很大的改變，行動特點與其他人群有很大的區(qū)別，比如因為腿部膝關節(jié)的腫脹和關節(jié)軟骨的退化會使其日常行走活動受到限制，每當進行相關運動時就會伴隨強烈的骨關節(jié)擦感，運動后需要進行適量的休息。具體的表現(xiàn)為在日常行走過程中出現(xiàn)屈膝、步長減小和腿部拾起高度減少等現(xiàn)象，與年輕人相比，老年人的行走路線會迂回曲折。

伴隨著老年人年齡與生理機能的衰退，其日常的生活與娛樂活動空間成不斷降低趨勢會變得越來越小，而伴隨著日漸減少的活動范圍的是老年人生活品質(zhì)的逐漸降低。作為家屬應該經(jīng)常鼓勵老年人經(jīng)常與外界的人和事物建立聯(lián)系時常進行接觸，盡量擴大日?；顒拥纳罘秶瑺幦纳砗托睦韮煞教嵘夏耆说慕】蹬c生活的質(zhì)量。

七、人機工程理論下老年人助行器的設計原則

（一）安全性原則：在老年人產(chǎn)品的設計過程中對安全性的考慮至關重要。主要的細節(jié)有以下幾點：

1.在進行材料的選取時應優(yōu)先選取安全或柔軟的材料。

2.保證設計的產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是設計的前提，如需設計在使用過程中需要提供身體力量支撐的產(chǎn)品時，設計者應保證助行器在結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)固的特點，避免發(fā)生因為結(jié)構(gòu)設計不完善而產(chǎn)生的意外損壞情況發(fā)生。

3.在進行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)方式設計時應妥善選擇，避免造成使用者的機械性損傷。

（二）可調(diào)節(jié)性原則：中國人口眾多，其中老年人基數(shù)亦十分龐大，因個體間生活環(huán)境、經(jīng)濟能力和經(jīng)歷身體素質(zhì)等原因?qū)е峦晟平y(tǒng)計我國老年人人體尺寸并不現(xiàn)實，在設計老年人產(chǎn)品時產(chǎn)品本身的可調(diào)整性至關重要。使用的老年人根據(jù)自身實際情況調(diào)整助行器使用尺寸，可極大地降低產(chǎn)品與用戶不匹配的概率。

（三）功能多樣化原則：助行器的目的是為了幫助在老年人肢體發(fā)生運動障礙，需要協(xié)助行走、保持平衡時起到幫助或減緩的作用。因為老年人日常生活的需求包含了各種各樣的目的和可能，老年人助行器在設計之初就應要預先儲備多種功能。

（四）標準化原則：目前國內(nèi)老年人產(chǎn)品市場仍處于發(fā)展之中，助行器市場也是如此，這種現(xiàn)狀使得市場上產(chǎn)品的種類一直未能達到可以稱之為標準化的程度，標準化在使用、更換組件和使用環(huán)境的融合方面都有著巨大的意義。

八、最終設計效果展示

依照人機工程學的理論研究與運用，結(jié)合對老年人助行器的研究、分析設計定位等，確定了具體的設計方案，其效果圖（如圖4）。

考慮到老年人助行器自身體積過大，無論是在家中擺放或是出門攜帶都會占據(jù)過多不必要的空間，可以折疊方便攜帶的功能在日常生活使用中十分具有必要性，（如圖5）所示。

總結(jié)

我國人口老齡化趨勢的不斷加快帶來了老年人產(chǎn)品的市場空間，但想要設計出真正符合老年人生理與心理預期的產(chǎn)品，仍需要進行反復而枯燥的研究與實驗。進而早日設計出符合老年人預期的助行產(chǎn)品，幫助解決老年人日常的出行問題。