适老化家用运动康复机的人机工程学与设计研究

郝雨凡 缪玲

關键词：适老化;运动康复机;人机工程学;智能化

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）21-0-03

21世纪中叶之后，中国老年人口比例将伴随老年人口规模的零增长及负增长而逐渐稳定在峰值水平[1]。截至2020年，中国老年人口占总人口的比例为18.1%，据测算，到2035年，中国老年人口比例将达29.8%以上，并且到2050年，老年人口比例将上升到37.8%左右，适老化产品因此有了更为广阔的市场，对适老化产品的不断改良和完善也成了当下产品服务中最重要的环节之一。

1 适老化家用运动康复机

1.1 概念

适老化家用运动康复机是一款在家里供老人使用的运动康复机，这类器材主要对老人的手脚进行运动锻炼，起到运动康复或预防疾病的效果。运动康复机从产品形式上可分为脚踏（或手摇）机和上下肢一体机，从采用的驱动器上可分为老人主动运动机和智能主被一体机。而适老化家用运动康复机有额外的适老限制，即这类家用康复器械从生理到心理都要有适老化的体现。

1.2 国内现状

随着老年人口的增加，老年人群易发病症的发病率的上升，我国适老化康复产品的市场也在逐渐扩大，在众多康复产品中，运动康复机的使用相当广泛。近年来，这类产品也逐渐从医院、康复中心等专业康复机构中被简化、改良，进入了许多有相关需求的家庭，如今已有大批居家专用的家用运动康复机，居家康复的理念也逐渐深入人心。

传统的康复方式包括运动康复、作业康复、设备治疗、理疗、牵引等，这些康复方式繁杂且对大部分家庭来说并不方便，而新型康复器械的研发及人工智能与康复医疗的结合，使康复器械朝着简单化、智能化的方向不断进步。近年来，康复器械逐步普及、下沉，实现了居家使用。

2 使用人群

2.1 使用人群特点

适老化家用运动康复机的使用人群是老年群体，适老化家用运动康复机不仅能起到帮助康复的作用，还有预防和辅助老人运动的功能。随着年龄的增长，老年人的身体形态和机能都发生了变化，这主要体现在生理和心理两方面。生理上，身体机能衰退，大脑功能发生改变，中枢神经系统递质的合成和代谢能力相较青壮年有明显的减弱，这导致老年群体出现反应迟钝、意识性差和注意力不集中等问题[2]。这主要表现为两个方面：一是感觉迟钝，视觉、听觉、嗅觉以及皮肤的感应功能减退，导致视力、听力、灵敏度下降;二是灵活性差，动作不灵活，协调性差，行动迟缓笨拙[3]。而心理上，老人一般会有易怒、易惧、抑郁、焦虑、孤独、畏病等特点。

帮助半失能老人运动康复是运动康复机最主要的功能，根据国际通行标准，在饮食、穿衣、上下床、上厕所、室内行走、洗澡等六项指标中，不能独立完成一到两项的被定义为“轻度失能”，不能独立完成三到四个项目的被定义为“中度失能”，不能独立完成五到六个项目的被定义为“重度失能”[4]。半失能老人是指轻、中度失能的老人，这类老人通常更加敏感要强、孤独寂寞、畏惧疾病等，由于生理上的不足，其相较普通老人而言更加依赖外界的帮助。

2.2 使用人群反馈及需求

不同自理程度的老人对康复机的需求不同，目前一般将60岁以上的老人分为三类：自理老人、借助老人和介护老人。自理老人是指在没有外界人或物的帮助下，能够完全照顾自己的老人;介助老人是指在日常生活中需要借助轮椅、助行器等辅助设施的老年人;介护老人是指在日常生活中需要依靠他人照顾的老人。自理老人对康复机的依赖性不强，主要需要康复机的辅助运动功能，没有其他硬性需求;介助老人对于运动康复机的需求相对较多，因生理上的特殊需求，他们有使用运动康复机的硬性要求，即帮助康复的需求;介护老人大部分是失能老人，部分失能较轻的老人跟介助老人一样，对康复机有运动、帮助康复等硬性要求，这是其主要需求的一部分。

通过对50位60周岁以上老人的访谈调研得出，多数老人需要的是运动康复机的运动康复功能，半数老人认为没有失能情况出现时，没有购买这类产品的必要，但他们并没有完全抗拒产品。老人对运动康复机的需求基本都在主动型康复机的功能范围内。90%的老人认为运动康复机要有可调节功能，包括前杆、座椅等;70%的老人认为运动康复机要有可折叠的功能，以便搬运和节省空间;45%的老人认为运动康复机要有被动模式，能够节省力气。

2.3 分析及结论

在运动康复机使用者的访谈调研中可以得出两个结论：老人更看重运动康复机的基础功能，很少有附加功能的需求;产品的购买者即老人的子女或其他晚辈在使用者需求的基础上，还有智能产品的需求。

产品使用者和购买者共同的需求部分即最基础的需求是产品的使用功能及形式的需求，包括可调节、折叠或拆卸，易于搬运，方便居家使用。多数老人不习惯使用智能化的产品，在接触智能产品时会觉得复杂、难以上手、使用不便，因此不需要产品智能化的附加功能。老年人的心理是十分敏感的，大多数老年人不能快速接受新鲜事物，但智能化产品确实能为产品的使用者提供更好的功效，因此在智能设计上应更加简便，便于老人接受和使用。

3 运动康复机的调研分析

文章分析的对象为市场上热销的四个运动康复训练器材品牌产品：康之乐、希维尔、玖健、ARGAL。研究内容包括不同品牌运动康复机的尺寸、材质、多功能性以及使用模式。文章分析、对比和整理研究结果，旨在为后续的设计改良提供可行参考。

3.1 上下肢脚踏车、迷你脚踏车（康之乐）

康之乐的运动康复机均为主动运动型，设计简洁实用，便于携带，可折叠、可调节高度。主要使用的材料是喷塑钢材，高强度焊接，结构稳定，承重能力强，占地尺寸为40.5 cm*42.5 cm。两款设备高度不同，功能也不同。上下肢脚踏车高90.5 cm，可同步进行上下肢训练康复。细节处设计有防滑吸盘，泡棉手柄，用于保护老人。迷你脚踏车高27 cm，只能进行单一的上肢或者下肢的康复训练，二者不能同步进行。

3.2 蓝牙智能一体机、智能康复机（希维尔）

希维尔的康复机是主被动一体的智能一体机，可遥控、可调节阻力，使用的材料主要是ABS工程塑料和碳钢。整体尺寸为34 cm*116 cm*78 ～105 cm，上杆高度可调节，智能设计，功能实用多样，可自由调节主被动双模式，可四肢联动也可单独训练，无线遥控、触压式控制面板双控，操作简单方便，可正反转多角度锻炼，还有智能防痉挛功能，有助于防范安全隐患。被动模式使用的是250 W大功率双电机，低音降噪。其中，蓝牙智能一体机在智能康复机多种功能的基础上多了一个可连接蓝牙的功能，有助于帮助老人在运动锻炼时放松身心，愉悦地进行康复训练，照顾到老人的心理需求。

3.3 经典款康复机、上下肢一体康复机（玖健）

玖健的两款运动康复机的形式与康之乐类似，都是主被动一体的智能机，可遥控、可调节阻力，主要使用的材料是ABS工程塑料和碳钢，整体占地尺寸为44 cm*45 cm。智能设计，功能实用多样，可自由调节主被动双模式，可四肢联动也可单独训练，采用的是无线遥控、触压式控制面板双控，操作简单方便，可正反转多角度锻炼，还有智能防痉挛功能，有助于防范安全隐患。其中，经典款康复机高65 cm，只能进行单一的上肢或下肢的康复训练，但占地面积小，便于移动，可随处锻炼。上下肢一体康复机高90 cm，可同步进行上下肢康复训练，全面锻炼。

3.4 家用运动康复机、智能康复训练机（ARGAL）

ARGAL的两款运动康复机都是能上下肢同步锻炼的，一款是主动运动型，另一款是智能主被动一体机。家用运动康复机的主要材质是喷塑钢材，整体尺寸为51 cm*44 cm*84 ～105 cm，上杆高度可调节，运动阻力可调节，但不能折叠。在手柄和脚蹬处有滚揉按摩的设计，能够提高产品的舒适性。智能康复训练机的主要材质是ABS工程塑料和碳钢，整体尺寸为53.5 cm*105 cm*102～132cm，上杆高度和角度都可调节，运动阻力可调节、滑轨式座椅可调节、拆卸。可自由调节主被动双模式，可四肢联动也可单独训练，采用的是无线遥控、触压式控制面板双控，操作简单方便，可正反转多角度锻炼，还有智能防痉挛功能，有助于防范安全隐患。前支撑脚安装滑轮，后支撑加固防滑，移动方便的同时还能稳定机身，保障老人的运动安全。

3.5 小结

文章对四个品牌、八种运动康复机的特点进行整理分析，主要对比了产品的尺寸、材料、多功能性和使用模式。不同品牌的运动康复机的整体尺寸不尽相同，多数主动运动型的运动康复机采用的材料都是喷塑钢材，比较轻便，都可拆卸、调节高度以及调节运动阻力，部分还有可折叠的功能。而主被动一体的智能运动康复机大多都是ABS工程塑料和碳钢结合运用，比较坚固稳定，大多都可遥控、前杆高度与运动阻力可调，其中一项产品还可以连接蓝牙，智能功能丰富多样。

4 結合人体工程学对产品进行设计改良

由于产品种类较多，结合用户访谈调研，主要改造上下肢一体运动康复机。市场上现有的上下肢一体运动康复机大多都有体积大、难搬运、塑料壳易损坏、可拆卸但难折叠等问题，与用户需求不符。文章针对以上几点对现有的运动康复机进行改造，使得改造后的产品与居家康复系统能更好地配合，能够更好地被老年群体接受和适应，从而帮助更多的老人解决更多问题。

第一，产品的尺寸。结合现有的产品以及老年人体测量相关数据，运动康复机在长在105 ～115 cm、宽在45 ～55 cm、高（可调节）在80 ～130 cm的范围内，对老年群体来说，使用起来是相对舒适的。

第二，产品的使用材料。采用更加轻便、坚固的材料进行制造。使用双层的ABS工程塑料，加固产品外壳，不易破损，经久耐用。塑料本身也是很轻的材质，不会增加产品本身的重量，方便移动和搬运。作为智能化的产品，电池材料也必须考虑，可将电池换成轻便的锂离子电池，最大限度减轻产品本身的重量，方便搬运，更加适合居家康复的系统模式。

第三，产品的功能性。在可调节、可拆卸式的基础上，增加可折叠等功能。在前杆的转折点处增加细节设计，用弹簧或螺丝等零件增强钢杆的可折叠性，从而实现整个产品可折叠。还可以设置多个摆放角度或摆放点，从人机工程学的角度出发，保证不同臂长的老人在使用产品时，都能找到最舒适的使用姿势，增强产品的舒适性。

第四，产品的使用模式。由于市场上现有的运动康复机以主动模式居多，对大部分老人来说，主动模式较为费力，会让老人畏惧锻炼，因此将上下肢一体的运动康复机都改成主被动双用模式，减轻老人康复运动或锻炼的压力，让老人的康复运动也能劳逸结合。考虑到大多数老人存在视力下降的情况，应将智能触控的显示屏换成按钮的形式，方便老人操作，简化智能系统，让老人能够快速上手智能产品的使用，降低其对智能产品的畏惧心理。

第五，产品的个性化设计。加强对产品细节的设计，提高产品质量，提高用户使用的舒适度和满意度。给运动康复机的前支撑加置滑轮，再增加刹车系统，后支撑加固防滑，固定机身，双重保障。有了滑轮的设计，即使智能机本身的质量偏重，也能较轻易被搬运和移动。选用弹性材料制作座椅和靠背，舒适缓压，久坐也不会太累，这样能照顾到老人的生理特点。上肢把手用泡棉材质，加上可替换的按摩把手，最大限度地满足老人对把手舒适度的不同需求。将座椅改为可调节高度的座椅，从而满足不同身高的使用者在使用过程中对舒适度的要求。相关研究表明，身高在145～155 cm人群的水平适宜距离为20 cm，而身高在155～185 cm人群的水平适宜距离为25 cm，据此，不同身高的使用者可根据需要自行调节高度[5]。

5 结语

文章旨在对市场上现有智能家用运动康复机进行适老化改进，从而减少老人在使用过程中可能出现的问题。调研发现，老年人对智能化家居产品不适应，应对智能操作系统进行简化，去除多余的智能功能，便于老人操作，帮助老人适应快速、便捷的智能化生活。从生理、心理等方面考虑老年群体的特点，在设计时应在原有产品的基础功能上，添加更适于老年生活的功能和细节设计，帮助老年人更好地适应老年生活。

参考文献：

[1] 杜鹏，李龙.新时代中国人口老龄化长期趋势预测[J].中国人民大学学报，2021，35（1）：96-109.

[2] 杨雪纯，李芳宇.老龄化背景下的茶叶包装体验设计研究[J].包装工程，2021，42（2）：228-232.

[3] 白钦如，蒙张敏，黄兆晶，等.舒适护理模式在老年医学科中的应用[J].现代临床医学，2020，46（1）：51-55.

[4] 曹炳蔚.开封市失能老人医养结合机构养老问题研究[D].开封：河南大学，2015.

[5] 于娜，许智玉.脚踏式下肢康复功能居家坐具设计研究[J].机械设计，2019，36（7）：141-144.

作者简介：郝雨凡（2002—），女，江苏南京人，本科在读，研究方向：产品设计。

缪玲（1986—），女，江苏靖江人，硕士，讲师，研究方向：室内与家具设计。