老年人智能洗浴裝置研究與設計

杜露露 阮航 趙起飛

摘 要：黨的十九屆五中全會提出，實施積極應對人口老齡化國家倡議，可見，人口老齡化問題對經(jīng)濟發(fā)展和社會治理具有較大影響，而老年人的健康生活尤其引發(fā)關注。為了解決老年人洗浴難的社會問題，通過對現(xiàn)有市場上智能洗浴裝置的對比研究，設計一款適用于老年人洗浴的智能便捷裝置。該裝置機械部分主要由升降座椅、推動板、背部及小腿清洗裝置等組成。對各部分結構進行設計分析，在三維軟件中仿真，完成產(chǎn)品設計雛形。

關鍵詞：老年人;洗浴;設計

1 ? 設計背景

據(jù)統(tǒng)計，我國65歲及以上的老年人口比例達11.70%，我國已步入深度老齡化社會，預計2040年，這個比例將超過20.00%，我國將進入超老齡化社會[1]。老年人在生活方面尤其是洗浴問題引發(fā)關注，即使是身體較好的老人在洗浴時也易體力不支，容易發(fā)生摔傷事故。許多家庭只能通過購買輔助工具來滿足老年人對洗浴家具的功能訴求[2]。從關愛老年人健康生活和人機工程學的角度，調(diào)研老年人的洗浴需求，對老年人的洗浴裝置進行研究并設計。

2 設計方案

2.1? 設計思路

通過對老年人室內(nèi)衛(wèi)生間空間的調(diào)查，以簡潔、占空間小為著力點，設計以淋浴方式為主、自動幫助清潔后背和小腿為主要功能的自動升降座椅式洗浴裝置。

2.2? 機械部分設計

老年人洗浴裝置機械部分主要由升降座椅、推動板、背部及小腿清洗裝置組成。

2.2.1? 升降座椅

電機1和電機2同時工作，給齒輪1提供動力，齒輪旋轉(zhuǎn)帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，滑塊將絲杠的旋轉(zhuǎn)運動改為滑塊的直線運動，座椅與滑塊連接，滑塊的運動使得座椅出現(xiàn)升降。機械結構原理如圖1所示。

2.2.2? 小腿清洗機構

小腿清洗機構可對小腿進行自動清洗，如圖2所示。動力來自絲杠減速電機，利用絲杠實現(xiàn)固定板的升降。固定板與震動板之間使用多組彈簧連接，在震動板上安裝多個震動馬達，使得震動板開始周期性運動，與小腿內(nèi)壁摩擦達到清洗的目的。

2.2.3? 背刷清洗機構

背刷清洗機構可以用來自動清洗背部，如圖3所示。由小型直流電機提供動力，利用萬向聯(lián)軸器與軸進行連接，在軸與背刷連接處安裝多組彈簧進行緩沖和減震，利用背刷的旋轉(zhuǎn)與背部進行摩擦達到清洗的目的。

2.2.4? 三維仿真

將以上各部分設計CAD圖導入UG軟件進行三維仿真，效果如圖4所示。根據(jù)該仿真圖，完成產(chǎn)品設計雛形。

3?洗浴裝置工作流程

洗浴裝置工作流程如圖5所示。

（1）洗浴前，可以通過自主開發(fā)的手機App檢測和查看洗浴椅的各類數(shù)據(jù)，例如洗浴椅的電氣部分是否正常、各項功能部分是否處于正常位置等。

（2）洗浴時，可坐著洗浴，對于不便清洗的后背，設置專門的后背搓澡觸頭，扶手位置設有開關，只需按下開關，即可啟動后背搓澡功能。座椅可上下升降，對于小腿部分，可按動下降按鈕，使座椅下降至合適高度，方便老人手動清洗小腿;也可一鍵啟動扶手處小腿清洗機構開關，自動進行小腿的清洗。洗浴時，雙手可以握著扶手，扶手內(nèi)部安裝了測量體溫、心率、血壓和計時的裝置。從老人洗浴開始，扶手就開始計時，并且每2 min記錄一次生理數(shù)據(jù)，并控制老年人的洗浴時間，避免老年人洗浴時間過長而發(fā)生危險。

（3）洗浴后，座椅座板具備輔助起立功能，可抬升的座板會向上升起，起到輔助老年人起身的作用，避免老年人起身不便。

（4）洗浴0.5 h后，手機App會發(fā)送本次洗浴的健康報告，經(jīng)由App傳送到社區(qū)養(yǎng)老中心，老年人不用出門就可以上報自己的身體情況，即使在衛(wèi)浴間出現(xiàn)意外，根據(jù)其心跳頻率及感應設置，相關人員會以最快的速度報警，搶在最佳的治療時間段進行施救[3]。

4?設計創(chuàng)新點

4.1? 智能互聯(lián)

本產(chǎn)品內(nèi)部通過單片機進行智能互聯(lián)，通過局域網(wǎng)可以將座椅納入智能家居，也可一鍵報警。硬件部分主要由單片機、傳感器、數(shù)據(jù)存儲器等組成。連接部件為云端和硬件通信的保障設備，可提升傳統(tǒng)硬件產(chǎn)品的使用價值和用戶體驗，如芯片等。通過傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳送至單片機，并由手機App讀取，可實時檢測。老人洗浴時，可以通過App實時監(jiān)測體溫、心率、血壓，對生理狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，起到安全預警的作用。

4.2? 云端服務

在互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)背景下，隨著5G的商用，已開啟了智能互聯(lián)的數(shù)字化新時代，智慧社區(qū)已成為一種趨勢。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術賦能智慧社區(qū)建設，通過協(xié)議打通或云云互通，實現(xiàn)傳感器和終端設備間數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。單片機會將讀取到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡互聯(lián)發(fā)送到云端保存，并由手機App發(fā)送報告到社區(qū)養(yǎng)老中心，生成健康報告，進而相關人員可根據(jù)健康報告評估老人的基本生理狀態(tài)。

4.3? 舒適安全

老年人智能洗浴裝置可升降，利于老年人清洗腰部以下，防止因長時間以較低姿態(tài)坐立引發(fā)腦部貧血、缺氧等危險，具有較高的延展性，利于老年人自行調(diào)整靠背姿態(tài)。該裝置可實時進行安全檢測，具有手自一體報警功能，同時防水、絕緣、防銹，且安全系數(shù)高。

5?結語

隨著老年人群體的不斷擴大，適老化產(chǎn)品將引發(fā)社會關注。隨著生活品質(zhì)的提升，老年人對于洗浴功能的需求將會越來越高。目前，我國對于老年人洗浴裝置的研發(fā)還處于初級階段，市場暫無成熟產(chǎn)品出現(xiàn)。因此，提出一種設計方案，在傳統(tǒng)機械硬件的基礎上，賦能互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息元素，實現(xiàn)洗浴裝置智能化升級。在三維軟件中仿真，并完成產(chǎn)品設計雛形。但在外觀、細節(jié)設計、產(chǎn)品親和力等方面還需改進和完善。社區(qū)健康報告的實現(xiàn)也需依托智慧社區(qū)的建設。

[參考文獻]

[1]葉威，王張恒，馬寧，等.自理老人的洗浴家具設計探析[J].家具與室內(nèi)裝飾，2020（11）：22-24.

[2]林寶.建設不分年齡人人共享的智慧老齡社會[J].金融博覽，2021（2）：20-21.

[3]張峰，顧藝.快速響應設計思維下商用智能互聯(lián)產(chǎn)品界面設計研究[J].設計，2020，33（9）：137-139.