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        一種輔助老人站立與行走的機械裝置

        2020-07-01 01:51:15王明霞楊磊周玉龍袁理思
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2020年12期
        關(guān)鍵詞:助老家用

        王明霞 楊磊 周玉龍 袁理思

        摘 ? 要:近年來,老齡化程度持續(xù)加深,老年人口健康狀況不容樂觀,失能和半失能老年人口數(shù)量較大,隨著低生育狀況的持續(xù)、家庭規(guī)模的小型化,龐大的失能、半失能老年人口數(shù)意味著巨大的照護(hù)服務(wù)需求。同時智慧城市、智慧社會是目前社會發(fā)展的主旋律,而針對人口老齡化的健康養(yǎng)老問題,也已經(jīng)成為當(dāng)前我國必須面對和解決的社會問題。

        關(guān)鍵詞:助老 ?家用 ?機械裝置 ?站立軌跡

        中圖分類號:TH789 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-098X(2020)04(c)-0103-03

        隨著城市化、工業(yè)化以及人口老齡化的不斷發(fā)展,家庭結(jié)構(gòu)也受到了巨大的影響,使家庭老人病痛護(hù)理以及養(yǎng)老護(hù)理等方面所面臨的壓力不斷增加,因此家用助老機械產(chǎn)品正好順應(yīng)時代的發(fā)展以及養(yǎng)老需求而出現(xiàn),可以使老年人的生活水平得到提高和保障。本文就一種家庭使用的助老機械產(chǎn)品進(jìn)行分析與介紹。

        1 ?國內(nèi)外助老機械發(fā)展概況

        1.1 國外助老機械發(fā)展概況

        國外的電動輪椅發(fā)展較為超前,在國內(nèi)市場售價也較高。在歐美和日本等發(fā)達(dá)國家,電動輪椅已逐漸代替了普通輪椅,其市場也進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期,臺灣工研院經(jīng)資中心2003年的調(diào)查資料顯示,日本2001年電動輪椅市場約為45萬臺,占其總?cè)丝跀?shù)的0.3%,而歐美國家的電動輪椅市場也與日本基本相當(dāng)。歐美廠商品牌知名度較高,但因其人工成本高昂,因此售價偏高。近年來為了降低成本,歐美廠商大多委托日本、韓國以及臺灣進(jìn)行代工生產(chǎn),而臺灣的電動輪椅OEM產(chǎn)品發(fā)展很快,已經(jīng)占有歐美市場30%左右。

        另外,國外肢體康復(fù)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)相較于國內(nèi)研究現(xiàn)狀更為健全。

        國外電動護(hù)理床產(chǎn)業(yè)與技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá),已開發(fā)并生產(chǎn)出各種檔次和多種功能的智能護(hù)理床或病患護(hù)理機器人。

        1.2 國內(nèi)助老機械發(fā)展概況

        目前國內(nèi)的電動輪椅市場還處于早期開發(fā)階段,產(chǎn)品的價格較高,種類很多,既有價格較低的簡易電動輪椅產(chǎn)品,也有價格很高的高檔進(jìn)口產(chǎn)品和進(jìn)口組裝部件組裝產(chǎn)品。其中中檔電動輪椅銷量最高,但是,由于此類產(chǎn)品都采用了進(jìn)口控制器,生產(chǎn)成本很高,因而產(chǎn)品價格居高不下,難以進(jìn)一步擴大市場。

        國內(nèi)護(hù)理床除了簡陋的固定式普通病床外,目前縣級以上醫(yī)院大多采用手動式護(hù)理床。該類型護(hù)理床姿態(tài)調(diào)節(jié)范圍有限,功能單一。早期多以蝸輪與蝸桿相配合,利用杠桿原理分別支撐并驅(qū)動多折疊床面板,實現(xiàn)臥床者體位的改變。近年來,傳統(tǒng)手搖式已被電機驅(qū)動取代,出現(xiàn)了許多國產(chǎn)電動護(hù)理床。

        國內(nèi)肢體康復(fù)產(chǎn)品價格低廉,但是在其質(zhì)量和技術(shù)水平較低,存在運動定位精度低、作用力難以控制的嚴(yán)重缺點,并且售后質(zhì)量無法保證,因此不受醫(yī)院和用戶歡迎。

        2 ?助老機械主要類型介紹

        2.1 輪椅

        目前市場上的普通輪椅結(jié)構(gòu)大致相同,分為手動輪椅和電動輪椅兩種。手動輪椅多用手輪圈驅(qū)動,電動輪椅則由直流電機帶減速箱驅(qū)動,搖柄控制。電動輪椅與傳統(tǒng)手動輪椅比起來,具有獨特的優(yōu)勢,只要給電動輪椅蓄電池充好電,就能隨心所欲地使用電動輪椅。電動輪椅往往是在經(jīng)典手推車上疊加了電子操控系統(tǒng),更加便于操作和人性化。機身高強度、高承重但重量不大,安全舒適,方便出行。其科學(xué)的設(shè)計、新穎的款式,加上合理的價位,很快成為國內(nèi)外市場最受歡迎的新型輪椅選擇。無論是國內(nèi)還是國外,輪椅的發(fā)展都經(jīng)歷了由重型到輕型、單一功能到多功能、手動到電動的階段,輪椅行業(yè)開始向現(xiàn)代高科技方向進(jìn)發(fā)。

        醫(yī)用護(hù)理床,包括床架和翻身機構(gòu),起坐機構(gòu),坐便機構(gòu),支腿裝置。醫(yī)用護(hù)理床要求設(shè)計合理,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,適宜久臥病人左右翻身、起坐、大小便,可減少患者痛苦,減輕護(hù)理人員負(fù)擔(dān)。由于社會進(jìn)步,科技發(fā)展,傳統(tǒng)的醫(yī)用護(hù)理床逐漸向智能護(hù)理床發(fā)展,而智能護(hù)理床相比傳統(tǒng)護(hù)理床有很多優(yōu)點。第一,輔助換姿、排便系統(tǒng)。電動護(hù)理床的基本功能有:實現(xiàn)抬背起坐、屈腿、伸腿、站立、左右翻身、洗頭、輔助大小二便處理等。第二,人體生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。對于電動護(hù)理床來說,人體生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)主要是通過傳感器檢測人體的相關(guān)生理參數(shù),看其是否屬于正常范圍內(nèi),如有異常情況,則進(jìn)行報警。第三,人機交互接口。用戶在使用智能護(hù)理床過程中需要不斷地與服務(wù)機器人溝通,人機接口的靈活、簡便易用是智能護(hù)理床高效運行的基礎(chǔ)。

        3 ?目前助老機械的不足之處

        目前在不少產(chǎn)品中功能越來越多樣化,而不少老年產(chǎn)品設(shè)計中采用了一鍵多能的方式,在功能大幅度增加的同時,也增加了老年人的記憶負(fù)擔(dān)。針對這一問題,本文在基本站立的機械裝置和助行杖基礎(chǔ)上提出了一種輔助老人站立與行走的機械裝置,其能很好地解決上述問題。如圖1所示為其結(jié)構(gòu)圖。

        4 關(guān)于一種輔助老人站立與行走的機械裝置的結(jié)構(gòu)與運動介紹

        4.1 結(jié)構(gòu)介紹

        參照圖1,一種輔助老人站立與行走的機械裝置,包括兩個組成部分。

        第一部分:包括支撐桿1、連桿2和套筒3等,剛準(zhǔn)備從床邊或者沙發(fā)上站立起來的老人,先握住握把15,再調(diào)整支撐桿1位置,穩(wěn)定好身體,將雙腳放置在踏板7上,按下按鈕12啟動踏板上的力傳感器,并驅(qū)動連桿2帶動支撐桿1按照運動軌跡曲線輔助老人站立。

        第二部分:包括支撐桿4和拐杖13等,通過第一部分輔助站立起來的老人,松開按鈕12,使支撐桿1、支撐桿4以及拐杖13形成自鎖,隨后老人將拐杖從支架17中拔出,并在屋內(nèi)進(jìn)行走動,最終裝置實現(xiàn)輔助老人站立與行走的目的。

        4.2 針對輔助老人站立與行走的機械裝置的支撐桿的運動軌跡曲線

        考慮到老人腿部力量退化但并非殘疾人的完全無力狀態(tài),同時考慮到不同老人的身高體重等身體之間的差異,由此設(shè)計出按特殊運動軌跡曲線運動的連桿機構(gòu),按照老人正常的起身路線輔助老人從床邊或沙發(fā)邊站立起來。經(jīng)試驗,描繪出運動軌跡如圖2所示,并對應(yīng)到機械裝置的特殊狀態(tài),如圖3所示。

        4.3 一種輔助老人站立與行走的機械裝置實現(xiàn)功能的過程

        當(dāng)腿腳不便的老人想要從床上坐起身來,或者想要從沙發(fā)上站立起來的時候,往往會因為腿部力量不足而引起摔倒甚至是受傷的風(fēng)險。因此,當(dāng)老人想要從床邊或者沙發(fā)上起身時,可以先通過支撐桿將身體架住,雙腳踩在踏板上,通過力傳感器裝置,從而驅(qū)動支撐桿,支撐桿按一定運動軌跡將老人抬至正常站立的姿態(tài);

        老人借助裝置站立后,支撐桿連同小臂桿與拐杖形成自鎖,隨后老人便可以將自鎖形成的拐杖從套桿中抽出,并在房屋內(nèi)進(jìn)行活動;

        老人活動完畢后,可以拄著自鎖形成的拐杖回到裝置處,并將拐杖插入套桿內(nèi),完成了裝置對其輔助站立與行走的過程;

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