基于老年人的智能拐杖的设计与实现

郑成伟，马亮，王兴，陈杰, 夏云飞

摘要： 在目前的拐杖市场上，普通拐杖的作用比较单一，无法满足当前社会所需要的一些需求;随着科技和经济的发展，运用科技的力量对普通拐杖的改进和创新是非常有必要的。根据老年人的需求，可以设计一款多功能于一体的拐杖来满足当前老年人的需求，让老年人的生活更加方便，更加舒适。

关键词：拐杖;智能;老年人

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）20-0137-02

1 设计方案的提出

现代化发展的今天、不断变化的生活环境，给老年人和行动不便的人带来了众多问题，这些都使得需要让他们独自在家用各种工具应对可能出现的过失和困难。再加上目前相关的养老机构职业化的建设比较落后，养老服务的不专业化，导致了当前养老服务越来越不能满足当前老龄化社会的发展。

当前人口老龄化进入快速发展阶段时，老年人的健康问题受到广泛的关注，老龄化服务系统设计产业便随之进入了黄金期。国内外老年人健康产品市场上涌现出许多创新产品，如老年人纸尿裤、老年人智能拐杖、老年人智能眼镜等，都饱含着对老年人的人性关怀。如今我国人口老龄化问题已经迫在眉睫，摔跤对年轻人来说是再平常不过的事情，但是对老年人而言，则可能攸关生死，轻则重伤住院，重则一命呜呼，而在摔倒之后没有得到及时的救助，是让子女们困扰不已的问题。因此设计一款智能拐杖是十分必要的，让老年人的晚年生活更加安全有保障，同时也让老年人家里人可以减少对老人的担心。

2 具体设计方案

2.1 智能拐杖具体设计方案

创新设计一种能让老年人对前方障碍物实时探知自动或手动报警的，位置和时间信息语音提示的，智能多功能导航拐杖。在设计系统中，老年人拐杖的外观由传统拐杖演变而来，布局仍对应于某类产品，但在材料和颜色与传统拐杖的使用上存在许多差异，使其现代化、装饰化，符合现代审美理念。此外，这种智能拐杖在辅助功能规则下针对常规拐杖进行了优化，增加了照明功能，定位功能，和报警功能，可以使得老人在遇到紧急情况时可以更好地进行应对。

2.2 智能拐杖结构设计分析

1）把手设计：由于每个人的个人情况不一样，把手设计为可拆卸易组装、更换，在购置时，可以根据个人情况进行定制设计，要符合手型曲线吻合。可采用软塑料材质，增加使用的舒适程度。

2）主体设计：主体部分对于拐杖来说十分重要，因此主体部分的材料一方面要结实耐用，另一方面材料的质量不宜太重。可采用PC材料，这种材料具有优异的电绝缘性、稳定性、延伸性，具有较高的强度。同样，主体也可分为调节式和固定式来满足不同消费者的消费需求。为了满足夜间需求，也可根据消费者情况在主体部分安装LED灯，保障老人在夜间使用的需求。

3）底座设计：底座由于在使用过程中处于地下，就会产生磨损，因此底座的设计需要可拆卸，易组装，以便及时更换已经磨损过度的底座。底座作为拐杖的支撑部分，稳定性是必须进行加强，底座可采用凹凸底纹加强拐杖的稳定性，来满足拐杖支撑的需要。

2.3 智能拐杖外观设计分析

由于每个人的审美观和对颜色的喜好有问题，因此，要根据每一个人的不同喜好设计多种颜色的拐杖来满足市场的需求。目前产品主打两个颜色分别为：

1）黑色：象征权威、高雅、低调、创意;由于黑色自古以来被人们所喜爱，因此赋予“刚直、坚毅、严正、无私”等含义。将其运用于拐杖中可以给人一种沉稳，高贵等特有的高贵气质;

2）红色：红色是中华大地上人们最喜欢的颜色，在千年的流传运用里，它俨然成为中国的象征颜色。在重要事件、场所中，它象征庄严、尊贵、权威;在婚庆喜事中，它象征喜庆、吉祥;在传统节日中，它象征吉利、驱邪镇妖;在日常运用中，它象征阳刚、热烈、浓郁、美好。 将其运用于拐杖中可以给人一种吉祥的寓意。

2.4 智能拐杖材质设计分析

本拐杖的设计主要部分基本采用PC材料，底座和把手采用橡胶材料。

PC材料是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性;增加耐高温125度，耐低温-40度，还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在你生活的各个角落都能见到PC塑料的影子，大规模工业生产及容易加工的特性也使其价格极其低廉。

橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。

3 主要功能设计

1）照明功能：在智能拐杖上共有3个不同作用的灯，第一个作为照明的大灯，光度比较强，可充当照明的功能;第二个为副灯，当主灯遇到故障时，副灯可以打开，做紧急情况时使用;第三个为红色预警灯，可以在夜晚中使用，提醒其他人员及车辆注意到。

2）报警功能：智能拐杖内部含有一个芯片，在必要时可以启动其报警功能，在老人紧急情况时，家人可以收到老人的位置信息，了解老人的情况。

3）定位功能：家人可以根据拐杖内部的定位系统，用手机及时掌握老人的位置信息，防范老人走丢的这种情况。

4）监护系统功能：该智能拐杖装置兼具有手动报警触发操作功能、解除报警触发操作功能以及结合碰撞识别性能改进的智能拐杖装置倒地识别报警功能，还结合运用位置定位模块和移动通信模块实现的远程报警功能，丰富了报警能力的多样性，有效提升了智能拐杖装置报警的智能化程度、报警防范性能和对外互联性能，并且还能够通过功能扩展而进一步的实现记步统计，和监控功能;基于该智能拐杖装置的监护系统，则使得智能拐杖装置使用者的监护者可以通过移动监护终端，对智能拐杖装置使用者进行多方面的远程信息化监护管理，能够更好地为老年人提供监护辅助服务。

4 结语

本文旨在创新设計一种能让老年人对前方障碍物实时探知自动或手动报警的，位置和时间信息语音提示的，智能多功能导航拐杖。利用现代的科学技术，从人性化理念的出发，克服传统拐杖的单一功能的弊端。同时拐杖得到设计也会考虑其群体的特殊性，满足老年人对产品的安全性要求。同时，人口老龄化问题越来越严重，在社会上引起了极大的关注，在此情况下，间接推动了智能拐杖的发展，具有良好的市场前景。

参考文献：

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[2] 李晓.老年人产品需求及人性化设计分析[D].天津：天津科技大学，2010.

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[4] 曲鹏宇，李义强，曹景琦，等.多功能全自动智能拐杖方案设计[J].湖北农机化，2020（3）：182.

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