智能型老年人出行购物小车设计研究

孟鹤玲 王睿琪

摘 要：随着老年人口数量的增加，老年人的日常需求日渐突出。随着年龄增长，老年人的关节灵活度、肌肉强度等都开始不同程度下降。日常购物开始变得尤为艰难。通过对老年人的生理特征入手，结合现代智能机器人特点，设计了一款能跟随老年人出行的购物小车。从结构设计上分别对购物车的结构、造型和功能等优化设计。在满足现代老年人出行购物轻松方便的前提下，添加了小车的稳定结构，也加入了计重功能，实现了老人轻松购物的可能。给老年人提供了一款智能、防丢、稳定的自走式购物车，为购物车的设计研发提供新思路。

关键词：购物车;智能型;自主行走;智能小车

随着我国经济水平的提高，人们的物质世界变得越来越丰富。对于老年人也有了更多选择。无论是独居的老人还是要为儿女做饭的老人，买菜购物都是日常必须。但沉重的物品会给出行购物的老人们带来很多限制，例如导致很多老人需要跑几次超市才能买完所需物品，或者因为物品太重不得不在路边休息，或者导致手臂肌肉拉伤等问题。因此，针对需要经常出门购物的老人设计一款可以自主行走的购物小车是十分必要的。

1 老年人购物车的需求设计分析

1.1 老年人行动特点

随着年龄的增长，人体的骨骼逐渐萎缩，骨密度会降低，肌肉会变松弛，反应逐渐变慢，记忆力衰退，甚至阿兹海默症的出现都会影响老年人的生活。老年人日常出行中多数行动缓慢，颤颤巍巍，有的甚至需要拄拐或者借用自动轮椅才能出行。

1.2 老年人对购物车的功能性需求

购物车的出现是为了方便人们购物过程中选购物品所用，且多数购物车过于庞大笨重，轮子不灵活等，且只能在购物场所使用。老年人在回家途中不可避免地撞到他人或自己、感到手提费力等问题。智能型自走购物小车的实现有助于帮助老人在购物中和回家途中减轻负担，避免肌肉劳损，一次性购入大量日用品等。

2 智能型老年人购物车设计实践

2.1 智能型老年人购物车的造型结构实现

造型上，购物小车采用方框型结构最大化保证了老年人所需的购物容量。中间的方框部分用于放置购物袋，边框的围栏防止物品在移动过程中滑落。小车自带独立升降系统，满足城市里老人上下坡、上下楼梯时小车篮子保持水平的要求。手柄呈三角截面，符合人体工程学。手柄部分配置有报警系统。智能型自走小车能从物理外部减少老年人因提拉重物导致的腕部、手肘、腰椎等部位的关节损伤。

2.2 智能型老年人购物车的安全出行和避障功能

购物小车配置有红外线报警系统和超宽带（UWB）无线定位技术，能根据老人的活动路线自主行走，能够通过数据提前判断是否上下楼梯、是否上下坡，必经路径上是否有障碍物等，并根据红外数据和超宽带数据预判出相应动作，及时调整路线和各升降机的高度，防止小车翻倒。小车自带6个独立升降系统，每个升降系统都配置有独立剪叉升降架，使小车能在南方城市中倾斜路面或处于施工路段的复杂路面都能保持购物袋水平移动。

2.3 智能型老年人购物车的材料使用

材料上，使用合金与塑料结合。三角截面的手柄使用塑料材质，防滑耐磨。围栏采用合金材质，兼顾稳定耐用品质。轮胎采用高强度树胶材质，防止路面高温融化或路面砂石磨损轮胎，耐腐蚀，能支撑重物压力不变形。每个独立升降剪叉升降架配备了电机驱动，配合直流电机和电机编码器、电动驱动器齿轮传动机构使各部件之间既能独立又能共同运作。

2.4 智能型老年人购物车的运行机制

上下楼梯及上下坡运作设置：通过接收老年人携带在身上的路径型号发射装置传来的信号，小车的控制系统将自动处理接收到的信息，提前判断剪叉升降架的升起高度，以符合真实路面情况，保证购物袋所在平面保持水平。如遇到上台阶时，小车后两排剪叉升降架和第一排升降架会一并上抬，后由后两排轮子向前移动，至第一排轮子接触地面第二排轮子再上升，之后由第一排轮子和第三排轮子一并驱动向前，同理直至三排轮子都处于同一平面。报警电路：当老年人所携带的信号发射器超出小车信号接受范围，小车会自动停止运行，并通过手柄处的扬声器发出报警信息，同时老年人身上的信号发射器也会发出震动提示老人。避障电路：通过红外线发射管发出红光，红外接收管接受发生高低电平转换，经放大电路放大送入单片机，分析处理后对校车前进方向进行指示，小车成功躲避障碍物。

3 结束语

通过对老年人的身体和出行购物方式的分析，提出了一种智能型自走型购物小车的设计思路。从小车造型、机械结构、材质、智能系统四方面明确该给出设计对应的设计方案，该方案中主要是通过添加助行的功能对购物车进行结构的创新设计。通过对购物车车架、购物筐以及车轮位置的改良设计以此实现该产品轻便、易推拉、助行等功能与特点，满足当代老年人的需求，同时也为购物车的造型设计提供新的设计思路。

参考文献：

[1]王敏.老年人謹防脆性骨折[J].现代养身，2019（01）：33-35.

[2]黄娅莉.基于人性化的老年人购物车改良设计[D].南昌大学，2015.

[3]许方恒.智能型服务机器人的设计与研究[A].浙江职业技术学院，2018.

作者简介：孟鹤玲（1999-），女，苗族，贵州贵阳人，本科，研究方向：工业设计。