机械创新设计多功能拐杖.doc

机械创新设计

多
功
能
拐
杖

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2023年12月7日

多功能拐杖
摘要：鉴于我国人口渐趋老龄化，老年人口的健康和生活质量，已经成为社会各界的广泛关注焦点，作为老年人口广泛使用的一种工具，拐杖的设计衍生出许多新的研究课题。本文将从拐杖的发展现状、新型多功能拐杖的设计及原理、产品的发展前景等方面介绍此款智能拐杖。
关键词：拐杖、多功能、老年人、智能
一、产品背景及发展现状
根据美国普查的研究，世界性的人口老龄化是“历史上未曾出现的社会现象”。从主线上讲，这种人口转变是医疗进步、教育水平明显提高和经济发展的直接成就，因此，人们可以把这一现象当作历史进步来庆祝。但与此同时，老年人的健康保障以及生活起居问题也随之而来，老年人口的增多势必引发社会对老年人健康、安全的高度重视。人进入衰老阶段后，器官生理功能逐渐减退，机体代谢变得缓慢，免疫机能下降，应急能力日渐减弱，极易发生摔跤的事故，轻者疼痛不已，重则骨折，甚至有时会有丧命的危险。因此拐杖应运而生，拐棍能帮助老人站立，拐棍能作为助步器帮助老人行走，拐棍还能作为有视力障碍的老人的眼睛为他们的平常生活保驾护航。作为老年人广泛使用的一种工具，拐杖的设计由此衍生出许多新的研究课题。

老年人需要锻炼与出行。但是由于疾病的侵扰，体能的下降，“行路难”问题不可避免地成为困扰着老人们的一个难题。调查显示，80%的老人不乐旨在没有人搀扶的情况下独自出门。我们从这种问题上展开思考，设计了一款智能手杖，保障老年人出行的安全和锻炼的需要。
现在市场上的手杖品牌混杂，质量参差不齐，功能单一，只能单单起到支撑作用，并不能充足满足老年人生理规定。有不少老年人的手杖是不抱负的，一根合适的手杖对老年人的安全十分重要。根据老年人的需求和消费特点，我们可以设计一款集多种功能于一体的手杖，来满足老年人的出行需求，锻炼需求，安全需求，使他们的生活更加便利，更加舒适。
二、设计方案
市面上拐杖的缺陷：单一的高度，没有升降功能；定位麻烦；携带不便；材料偏重。
改造拐杖的特点：
1.高度可随心调节
2.定位方便
3.携带方便
4.采用工程塑料
此款新型拐杖，重要涉及把手部分、主体部分。
其中把手部分涉及由壳体、前盖、后盖组成的手柄；主体部分涉及既可拆卸又可旋转伸缩的主体杆、连接管；手柄内部中空形成空腔，运用这个空腔，可完毕诸多功能的压缩设计，主体杆通过连接件与连接管活动相连，连接管固定在手柄的外侧面。
这种设计的优点在于：拐杖主体杆可伸缩，也可拆卸并内置一些其它物件，节约空间，储藏和携带方便。
三、设计原理
此款新型拐杖的设计引用TRIZ发明原理。TRIZ发明原理的核心内容是技术系统进化原理和技术冲突解决原理。一方面，无论是一个简朴产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式。另一方面，各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。拐杖的设计多次援用了TRIZ理论的几种发明发明原理，归纳如下：
1.文中的此款新型拐杖运用分割原理，将拐杖分割为手柄和柱体，手柄和柱体有各自分为几个部分。
2.运用组合原理，把LED灯组与GPS、收音机、移动通讯以及其它合用设备组合在把手处。
3.运用多用性原理，拐杖原本的支持作用变为具有照明功能、导航功能等多功能集合的一体。
4.拐杖的收缩性运用了嵌套理论。
5.手柄的把手圆润适手的设计运用了去棉花原理。
6.复合材料原理的运用，使拐杖整体的重量减轻许多。

四、功能结构
1.电筒式手柄
在拐杖一个端面处内置一个小型LED灯头，旋转外露头部可控制手电筒的亮灭。安装在手柄上的手电筒，使手杖具有了照明功能，不必再额外备用照明设备，方便老年人在光线暗的地方以及夜间出行的时候使用。
2.GPS导航与定位
手柄内置GPS导航，当老年人在户外迷路或者要找近道回家时，运用GPS的导航功能即可实现自动导航并带有语音播报功能，即使无法自己回家，只要按一下GPS功能键，就可以把老人的当前地址发送给家人。
3.通讯功能
手柄内置通讯器材，在把手处设立几个快捷按键，各个按键指定系统给不同的号码拨号，只要按下按键，就可以与相应的人进行通话。此外，设有急救按键，当老人感觉到身体异常时可立即按下此键，附近医院就能收到求救信号，并能及时施救。
4.收音机
当老人在户外散步时可打开安装在手柄里的收音机，收听广播，解除老人的孤单寂寞、了解社会新闻、生活琐事。完全把自己融入正常人的生活之中。只需要按一下放行按钮，启动收音功能，旋转调频圈，转到恰当的频率上收听信息。偶尔几位老人坐在一起听一出黄梅戏，裳一段书评，忆一段小曲，闲暇之余，不缺玩乐。这一功能对老人来说也是一大好处。
5.红外感应
LED灯头上方设有一个红外传感器，当碰到