老年人助力起身座椅设计研究
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摘要：老年人的身体机能下降，关节运动不灵活，助力起身坐具能够帮助老年人顺利起身、落座。但现有的助力起身坐具有着笨重、成本过高、舒适性差等缺点。本研究运用人机工程学理论，对老年人进行人体尺寸分析，得出老年助力座椅的尺寸设计要求;对老年座椅的使用情况进行分析，得出功能设计要求。最终，设计出款结构简单、舒适、轻便、经济的老人起身助力坐具。
关键词：老年人;助力座椅;设计
中国分类号：J525文献标识码：A
文章编码：1672-7053（2020）01-0157-02
1 老年人助力起身座椅现状分析
随着老龄化现象的出现，有关辅助老人行动功能的产品越来越深入市场，而其中有助于老年人起身坐具的设计产品更是深受市场的青睐，市场上辅助老年人起身的坐具除却本身具有的坐具功能之外，还兼具有辅助老年人起身或其他功能辅助。根据调查研究分析，市面上现有的老年人起身助力坐具大致可以分为两大类。
1.1 电动类老年人助力起身椅现状分析
电动类老年人助力起身椅（如图1）是目前市场上推广展示的最普遍最常见的老年人起身助力椅，此类电动椅通过遥控按钮来调整座面、靠背、腿靠的角度，从而达到辅助老年人坐下、躺下和站起的目的。电动类的助力起身椅大多都十分笨重，因此通常只能固定摆放在某一位置，使用环境空间受到很大的限制。
1.2 普通类老年人助力起身坐垫现状分析
普通类的老年人助力起身坐垫（如图2）是通过弹簧的弹力来实现坐垫的高度和倾斜度升降，从而来实现辅助老人坐下起身的目的。这种助力起身坐垫相对于电动类的助力起身椅来说造型会显得更加轻巧，且兼容性较强，能够适用于多款座椅，但这种类型的坐垫舒适度也会相应的降低许多，安全性能也不能够得到很好的保障。
综上所述，目前市场上现有的老年助力座椅主要是通过机械结构改变座面倾斜角度来实现助力起身的功能，但是普遍存在产品体积过大、有安全风险、使用体验不佳等问题。本文结合市场上现有的老年人助力起身坐具设计分析，综合考虑人机工程学因素，设计出一款既能够协助老年人落座起身，又同时具备轻巧易移动功能的老年人助力起身座椅。
2 老年人助力座椅的人机工程学分析
2.1 老年人生理状况分析
步入老年生活状态之后，大部分老年人的生活都会受到或多或少的掣肘，例如，动作不灵敏、视力大幅度降低等生理机能衰退现象。这些现象都给老年人的行动带来许多不便，因此，老年人的大多数时间都是选择坐在椅子上休息，而手脚关节的僵硬化使得大多数老年人的坐下、起身成了一件较为困难的事情。再加上现在的老年人大多数都是独自待在家中，家人们无法时时刻刻陪伴在老年人身旁照顾他们，因此，一款能够协助老年人落座起身的椅子就显得非常必要了。
2.2 老年助力座椅人体尺寸分析
为了确保座椅的舒适度，在设计老年人助力起身座椅时需要搜集相关的老年人体尺寸数据，并结合座椅的使用动作、步骤进行产品功能尺寸分析，从人机学的角度出发，达到“人——机——环境”互相协调的人机关系[1，5]。
1）座高：为了使老年人就座时的坐姿更为舒适，就座时小腿会靠在椅子的前方而不是垂直于地面，因此座高不能太高;但如若座高过低，则会给老年人起身时造成更大的困扰l21。根据GB/T10000-1988《中国成年人人体尺寸》[3]中坐姿人体尺寸计算可得中国男女通用椅子座高尺寸的调节范围为350-469mm，因此，座高取450mm左右较为合适。
2）座面倾角：当人体坐在椅子上时，上身后倚在靠背上，背肌放松，躯干稳定舒适，此种状态则为人体的舒适状态。由表1所示，座面倾角越大座椅类型越适合休息，但考虑到老年人起身困难的问题，座面倾角不易过大，适当取5度-10度左右。同时为了方便起身，需要设计座面倾角升降调节装置，根据使用者起身姿态，座面可调节的角度范围在O度-30度之间较为合适。
1）靠背：靠背可承担就座者的上身体重，缓解了腰椎形态的变化及椎间盘的压力异常。如若长时间地坐躺在椅子上的话，最好能够使用头枕置于颈椎之上、后脑勺的下部以此来缓解人体颈椎的负担[2]。
2）座深：在设计座椅的座深尺寸时应设计得稍大些，这是由于就座者小腿前伸，腘窝不易受压，也是为了增大臀部与座面接触面积。但加大座椅座深的前提是不给腰椎后凸造成不适，另外，若座椅座深过深，则会使得老年人站立更加困难[2、5]。根据GB/T10000-1988《中国成年人人体尺寸》‘3]可知，老年人的座椅的座深最小可取到430mm。
3）座宽：单人用椅座宽应该略大于人体水平尺寸中的“坐姿臀宽”，再适当附加穿衣修正量[2、5]，根据GB/T 14774-1993给出的座宽范围为370mm-420mm，再加上考虑两边扶手所占用的宽度尺寸，因而老人椅的座宽最少可取480mm。
4）扶手：座椅扶手可在老年人落座起身时用手臂支撑身体;其次，扶手可支撑手臂重量，减轻老年人肩部负担[6]。由此可见，选择合适的扶手高度就显得格外重要了。根據GB/T 14774-1993推荐的扶手高度为210mm-250mm，因此，取230mm左右作为扶手高度就可以了。
综上分析所述，即可计算得出老年人助力起身椅的各项数据：座高为480mm，座深为430mm，座宽为550mm，扶手加上扶手支撑件的总高度为283mm。而老年人坐下时的椅子状态高度和老年人站立起身时的椅子状态高度之间的高度数据差即为液压支撑杆的伸缩范围，坐垫随液压杆的伸缩而抬起的角度范围为0度-360度
3 老年人助力座椅设计实践
根据前述分析结果进行老年人助力起身座椅创新设计，如图3是设计方案的效果图。该座椅采用液压升降杆作为助力动力，通过调节椅面的角度来实现助力起身的功能。 3.1 设计方案人机分析
该设计方案充分考虑老年用户在使用产品时的动作和步骤，分别在可调节座面、腿部挡板、扶手几个方面进行了改良设计，以达到助力起身、方便使用的设计目标，图4为设计方案的局部细节图。
1）座面与座椅前挡板设计，为老年人就座时提供较为舒适的小腿部支撑，比起双脚踏在地面，显然双腿放在板上休息会更加放松;靠背采用凸起设计，符合人体的脊椎曲线，老年人坐下休息时靠在椅背上，能够充分缓解腰椎的压力从而得到放松。
2）两边扶手的设计可使老年人在落座起身或需要调节体位时用手臂支撑身体，落座休息时两边扶手可用来支撑手臂重量，减轻老年人的肩部负担。在椅子的两边扶手上增加扶手支撑件的设计，双扶手的设计让老年人在落座起身时更加方便。
3）椅子的座面设计为软坐垫，让老年人就座时更为舒适，椅面下方采用液压杆机构设计，通过让坐垫倾斜、上下调节来实现帮助老年人落座起身的目的。椅面上设为感应装置，当老年人臀部靠近椅面时，此时感应装置感应到人体靠近准备落座，同时液压装置开始启动，随着老年人慢慢往下落座的过程，液压杆缓缓回缩，直到老年人完全落座于椅子上;当老年人准备起身时，感应装置感应到老年人准备起身，液压装置随之启动，液压杆缓缓往外伸出，在椅面贴合着老年人臀部的状态下，伴随着老年人的起身动作缓缓抬起，直到到达足够让老年人无压力起身的角度，此时液压杆停止伸动，老年人便可站起并离开座椅。
3.2 造型设计分析
现有的电动类老年人助力起身座椅大部分造型都是沿用按摩椅的外观，本设计方案采用柔和的曲线条设计，整张椅子给人的感觉都是比較柔软舒适的。座椅腿部挡板做了镂空设计，符合轻便、简洁的设计目标;色彩方面整体设计了纯度稍低的绿色系，符合老年人的视觉审美习惯，整体显得稳重、优雅。
4 结语
我国的老龄化问题日益凸显，适老产品的开发越来越受到重视。对市场现有的助力老年人起身坐具进行分类研究，结合入机工程学理论研究得出老年助力座椅的设计要求。首先，结合人体尺寸分析，得出老年助力座椅的功能尺寸设计要求;其次，根据老年座椅使用情况分析，设计合理的助力功能和结构;最后，进行助力座椅的造型设计，达到产品轻便、简洁的视觉效果。
参考文献
[1]杨旗航.互动型家具设计的人机因素研究[J].设计，2017 （09）：110-111
[2]阮宝湘.工业设计人机工程（第2版）[M].机械工业出版社，2005
[3] GB/T 10000-1988，中国成年人人体尺寸[S]198907-01
[4]蔡欢.多功能办公休闲椅的设计与研究[D].浙江工业大学，2015.
[5]贾利梅.座椅的人因学分析[J].轻工科技，2014，30 （101：101-102
[6]贾蓉.“坐”的思考，“座”的设计[D].云南艺术孛院，2011.
[7]周辉.电动老人椅的结构设计与研究[D].浙江工业大学，2015
[8]李止戈，周天一，吴寒共享经济模式下的老年人辅助康复产品设计研究[J].工业设计，2019（10）：142-143
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