智能型老年人出行購物小車設(shè)計(jì)研究

孟鶴玲 王睿琪

摘 要：隨著老年人口數(shù)量的增加，老年人的日常需求日漸突出。隨著年齡增長(zhǎng)，老年人的關(guān)節(jié)靈活度、肌肉強(qiáng)度等都開始不同程度下降。日常購物開始變得尤為艱難。通過對(duì)老年人的生理特征入手，結(jié)合現(xiàn)代智能機(jī)器人特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款能跟隨老年人出行的購物小車。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上分別對(duì)購物車的結(jié)構(gòu)、造型和功能等優(yōu)化設(shè)計(jì)。在滿足現(xiàn)代老年人出行購物輕松方便的前提下，添加了小車的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，也加入了計(jì)重功能，實(shí)現(xiàn)了老人輕松購物的可能。給老年人提供了一款智能、防丟、穩(wěn)定的自走式購物車，為購物車的設(shè)計(jì)研發(fā)提供新思路。

關(guān)鍵詞：購物車;智能型;自主行走;智能小車

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們的物質(zhì)世界變得越來越豐富。對(duì)于老年人也有了更多選擇。無論是獨(dú)居的老人還是要為兒女做飯的老人，買菜購物都是日常必須。但沉重的物品會(huì)給出行購物的老人們帶來很多限制，例如導(dǎo)致很多老人需要跑幾次超市才能買完所需物品，或者因?yàn)槲锲诽夭坏貌辉诼愤呅菹?，或者?dǎo)致手臂肌肉拉傷等問題。因此，針對(duì)需要經(jīng)常出門購物的老人設(shè)計(jì)一款可以自主行走的購物小車是十分必要的。

1 老年人購物車的需求設(shè)計(jì)分析

1.1 老年人行動(dòng)特點(diǎn)

隨著年齡的增長(zhǎng)，人體的骨骼逐漸萎縮，骨密度會(huì)降低，肌肉會(huì)變松弛，反應(yīng)逐漸變慢，記憶力衰退，甚至阿茲海默癥的出現(xiàn)都會(huì)影響老年人的生活。老年人日常出行中多數(shù)行動(dòng)緩慢，顫顫巍巍，有的甚至需要拄拐或者借用自動(dòng)輪椅才能出行。

1.2 老年人對(duì)購物車的功能性需求

購物車的出現(xiàn)是為了方便人們購物過程中選購物品所用，且多數(shù)購物車過于龐大笨重，輪子不靈活等，且只能在購物場(chǎng)所使用。老年人在回家途中不可避免地撞到他人或自己、感到手提費(fèi)力等問題。智能型自走購物小車的實(shí)現(xiàn)有助于幫助老人在購物中和回家途中減輕負(fù)擔(dān)，避免肌肉勞損，一次性購入大量日用品等。

2 智能型老年人購物車設(shè)計(jì)實(shí)踐

2.1 智能型老年人購物車的造型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)

造型上，購物小車采用方框型結(jié)構(gòu)最大化保證了老年人所需的購物容量。中間的方框部分用于放置購物袋，邊框的圍欄防止物品在移動(dòng)過程中滑落。小車自帶獨(dú)立升降系統(tǒng)，滿足城市里老人上下坡、上下樓梯時(shí)小車籃子保持水平的要求。手柄呈三角截面，符合人體工程學(xué)。手柄部分配置有報(bào)警系統(tǒng)。智能型自走小車能從物理外部減少老年人因提拉重物導(dǎo)致的腕部、手肘、腰椎等部位的關(guān)節(jié)損傷。

2.2 智能型老年人購物車的安全出行和避障功能

購物小車配置有紅外線報(bào)警系統(tǒng)和超寬帶（UWB）無線定位技術(shù)，能根據(jù)老人的活動(dòng)路線自主行走，能夠通過數(shù)據(jù)提前判斷是否上下樓梯、是否上下坡，必經(jīng)路徑上是否有障礙物等，并根據(jù)紅外數(shù)據(jù)和超寬帶數(shù)據(jù)預(yù)判出相應(yīng)動(dòng)作，及時(shí)調(diào)整路線和各升降機(jī)的高度，防止小車翻倒。小車自帶6個(gè)獨(dú)立升降系統(tǒng)，每個(gè)升降系統(tǒng)都配置有獨(dú)立剪叉升降架，使小車能在南方城市中傾斜路面或處于施工路段的復(fù)雜路面都能保持購物袋水平移動(dòng)。

2.3 智能型老年人購物車的材料使用

材料上，使用合金與塑料結(jié)合。三角截面的手柄使用塑料材質(zhì)，防滑耐磨。圍欄采用合金材質(zhì)，兼顧穩(wěn)定耐用品質(zhì)。輪胎采用高強(qiáng)度樹膠材質(zhì)，防止路面高溫融化或路面砂石磨損輪胎，耐腐蝕，能支撐重物壓力不變形。每個(gè)獨(dú)立升降剪叉升降架配備了電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合直流電機(jī)和電機(jī)編碼器、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使各部件之間既能獨(dú)立又能共同運(yùn)作。

2.4 智能型老年人購物車的運(yùn)行機(jī)制

上下樓梯及上下坡運(yùn)作設(shè)置：通過接收老年人攜帶在身上的路徑型號(hào)發(fā)射裝置傳來的信號(hào)，小車的控制系統(tǒng)將自動(dòng)處理接收到的信息，提前判斷剪叉升降架的升起高度，以符合真實(shí)路面情況，保證購物袋所在平面保持水平。如遇到上臺(tái)階時(shí)，小車后兩排剪叉升降架和第一排升降架會(huì)一并上抬，后由后兩排輪子向前移動(dòng)，至第一排輪子接觸地面第二排輪子再上升，之后由第一排輪子和第三排輪子一并驅(qū)動(dòng)向前，同理直至三排輪子都處于同一平面。報(bào)警電路：當(dāng)老年人所攜帶的信號(hào)發(fā)射器超出小車信號(hào)接受范圍，小車會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，并通過手柄處的揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)老年人身上的信號(hào)發(fā)射器也會(huì)發(fā)出震動(dòng)提示老人。避障電路：通過紅外線發(fā)射管發(fā)出紅光，紅外接收管接受發(fā)生高低電平轉(zhuǎn)換，經(jīng)放大電路放大送入單片機(jī)，分析處理后對(duì)校車前進(jìn)方向進(jìn)行指示，小車成功躲避障礙物。

3 結(jié)束語

通過對(duì)老年人的身體和出行購物方式的分析，提出了一種智能型自走型購物小車的設(shè)計(jì)思路。從小車造型、機(jī)械結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、智能系統(tǒng)四方面明確該給出設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，該方案中主要是通過添加助行的功能對(duì)購物車進(jìn)行結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。通過對(duì)購物車車架、購物筐以及車輪位置的改良設(shè)計(jì)以此實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品輕便、易推拉、助行等功能與特點(diǎn)，滿足當(dāng)代老年人的需求，同時(shí)也為購物車的造型設(shè)計(jì)提供新的設(shè)計(jì)思路。

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作者簡(jiǎn)介：孟鶴玲（1999-），女，苗族，貴州貴陽人，本科，研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)。