下肢復(fù)健輔助行走裝置的人機工程及顏色設(shè)計

陳虹宇 黃霏霏 簡屹林 魏子健

摘要：為設(shè)計出集功能性、穩(wěn)定性以及造型新穎性于一體的穿戴式下肢復(fù)健輔助行走裝置。從用戶感性需求和喚起內(nèi)心共鳴的角度出發(fā)，采用人機工程學(xué)原理將用戶意向應(yīng)用于輔助器材的外觀設(shè)計中，使機構(gòu)具有更強的舒適性和觀賞性。同時，設(shè)計了冷色調(diào)和暖色調(diào)的兩種方案。最后采用調(diào)查問卷的方式驗證設(shè)計效果，從結(jié)果來看，90%的用戶青睞于第二種設(shè)計方案，表明仿生學(xué)的外形設(shè)計得到了用戶的認(rèn)可，同時，暖色調(diào)的顏色設(shè)計風(fēng)格，有助于提升用戶的使用體驗。

關(guān)鍵詞：人機工程設(shè)計;顏色設(shè)計;行走訓(xùn)練;醫(yī)療復(fù)健

中圖分類號：TH12文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Ergonomics and color design of walking aids for lower limb rehabilitation

Chen HongyuHuang FeifeiJian YilinWei Zijian

Chengdu college of university of Electronic Science And Technology of ChinaSichuanChengdu611731

Abstract：In order to design a wearable walking aid device for lower limb rehabilitation，which integrates functionality，stability and novelty of shape.From the perspective of user's emotional needs and arousing inner resonance，the user's intention is applied to the appearance design of auxiliary equipment by using the principle of ergonomics，so that the mechanism has stronger comfort and appreciation.At the same time，two schemes of cold tone and warm tone are designed.Finally，a questionnaire is used to verify the design effect.From the results，90%of the users favor the second design scheme，which shows that the bionic shape design has been recognized by the users.At the same time，the warm color design style helps to improve the user experience.

Key words：Ergonomic design;Color design;Walking training;Medical rehabilitation

1 緒論

隨著人口老齡化的程度加劇[1]，輔助行走器材的需求量也日趨增大。作為腦卒中偏癱患者康復(fù)訓(xùn)練的主要設(shè)備，其功能主要是為長期臥床患者提供循序漸進(jìn)的行走訓(xùn)練等。因此，單從設(shè)備的功能而論，輔助行走器材基本上能夠滿足人們的需求[24]。然而隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，輔助行走器材的性能日趨完善，該產(chǎn)品的使用中，功能已經(jīng)不是人們考慮的主要因素了，人們對于該設(shè)備的造型、視覺體驗等需求日趨提升[5]。由此可見，常見單一造型的輔助行走器材已經(jīng)不能適應(yīng)大眾的審美需求。因此，在輔助行走器材的設(shè)計中，如何設(shè)計觀賞度高的器材是一門重要的課題。

小林重順認(rèn)為，產(chǎn)品的意向從本質(zhì)上來看，是人們心中對其的認(rèn)同感[6]。根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計理論，對于輔助行走器材的造型設(shè)計，主要的方法有：人機工程設(shè)計、仿生學(xué)設(shè)計以及錯視誤差設(shè)計等[7]。人機工程設(shè)計主要是以人的身體結(jié)構(gòu)、尺寸等特點作為器材形狀和尺寸設(shè)計的依據(jù)，從以人為本的角度來看，產(chǎn)品能夠起到較強的使用體驗和一定的視覺沖擊，而錯失誤差設(shè)計是考慮到人眼的錯視場景，對產(chǎn)品進(jìn)行一種視覺沖擊效果體驗。鑒于此，本文設(shè)計了一種基于人機工程學(xué)相結(jié)合的減重式輔助行走器材：以保證患者在獲得安全健康的運動康復(fù)訓(xùn)練效果的同時為患者營造更舒適的康復(fù)環(huán)境，盡可能地消除患者的心理壓力，以輕松的心態(tài)康復(fù)。

2 輔助行走器材的人機工程設(shè)計

輔助行走器材的人機工程設(shè)計，即從人體的參數(shù)特征、使用心理學(xué)等方面為依據(jù)，設(shè)計產(chǎn)品的形態(tài)和尺寸。對于人群的特點分析而言，本文采用實地調(diào)研法，以某醫(yī)院的17位腦卒中偏癱患者作為受眾對象進(jìn)行參數(shù)的選擇，主要包括：身高、下肢的長度等各項參數(shù)，并將搜集的參數(shù)進(jìn)行整理和計算平均值，依次作為輔助行走裝置的結(jié)構(gòu)、形狀以及尺寸設(shè)計的依據(jù)，達(dá)到提升使用舒適度的要求。在設(shè)計中，同時需要考慮的因素包括：輔助行走器材的設(shè)計、安裝、生產(chǎn)、運輸、使用中的復(fù)雜性等。

3 顏色的設(shè)計

穿戴式下肢復(fù)健輔助行走裝置的設(shè)計中，在參照物的選擇原則上，主要遵循“以人為本，情趣第一”的原則[1112]。根據(jù)研究表明，人在選擇產(chǎn)品時，影響第一印象的關(guān)鍵要素是產(chǎn)品顏色。可以認(rèn)為，輔助行走器材的色調(diào)使用是最迅速且直接影響患者使用心態(tài)的。因此，為了設(shè)計出適合的顏色，提升使用者的良好體驗度。本文進(jìn)行了問卷調(diào)查，通過整理問卷調(diào)查結(jié)果可知，對于醫(yī)院的腦卒中偏癱患者而言，平均年齡結(jié)構(gòu)處于45—65歲區(qū)間。該年齡段的人群，通常具備沉穩(wěn)、不太運動且文化層次一般等特征。所以，模擬色調(diào)可以從兩個方面考慮：

（1）符合患者的性格特征，以冷色調(diào)為主的顏色;

（2）雖然該年齡段的人群比較沉穩(wěn)，但其內(nèi)心或許存在對昔日積極陽光的生活方式的向往，因此也可以考慮日常中能夠給人以陽光、活潑感覺的暖色調(diào)。

同綜合上述因素，輔助行走器材的人機工程設(shè)計方案為規(guī)則形狀、同時可以匹配兩種不同風(fēng)格的色調(diào)。原因在于：

（1）輔助行走器材是規(guī)則形狀，與該年齡結(jié)構(gòu)中的文化層次中等，邏輯性較強的特征匹配;（2）傳統(tǒng)輔助行走器材外形通常為灰色，比較單一，受眾面不廣。而暖色調(diào)和冷色調(diào)的設(shè)計風(fēng)格容易引發(fā)不同受眾對象的共鳴，增強產(chǎn)品與患者的交互性和信任感，提高患者使用產(chǎn)品的積極性。

4 設(shè)計效果追蹤

行走輔助設(shè)備的設(shè)計效果如何，需要進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)追蹤，本文采用問卷調(diào)查的方式進(jìn)行評估。

隨機采訪20名用戶，就這兩種設(shè)計方案進(jìn)行體驗調(diào)查。部分主要的調(diào)研問題包括：

（1）這種輔助行走裝置設(shè)計方案，你覺得造型是否能接受？

（2）兩種復(fù)健器材的造型是否符合你的審美？

（3）兩種復(fù)健器材造型設(shè)計是否層次分明？

（4）這兩種復(fù)健器材，你更青睞于哪一種方案？

調(diào)研結(jié)果，如下表所示。

由上表可知，對兩種輔助行走器材方案而言，外形設(shè)計的可接受度占比為50%;認(rèn)為符合自己審美標(biāo)準(zhǔn)的人數(shù)占比為60%;覺得兩種方案層次分明的人數(shù)占比為30%;而90%的人更傾向于方案2。該結(jié)果表明，對于行走輔助器材設(shè)備而言，大部分使用者還是傾向于暖色調(diào)的設(shè)計方案。

5 結(jié)語

將用戶意向研究理論引入到輔助行走器材的研究中，選擇了仿生學(xué)的設(shè)計方法，將輔助行走器材結(jié)構(gòu)作為產(chǎn)品模擬的對象。根據(jù)色彩的冷暖基調(diào)冷色調(diào)和暖色調(diào)的兩種方案，這兩種方案均獲得了較高的用戶滿意度。但同時也有不足之處：前期調(diào)研的場所和產(chǎn)品樣本數(shù)量未達(dá)到足夠多，可能會導(dǎo)致得出的結(jié)論不夠準(zhǔn)確;同時由于資金關(guān)系患者對同類型產(chǎn)品的接觸并不是很多，可能會對實驗結(jié)果造成一定的影響。

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作者簡介：陳虹宇（1997—），女，漢族，四川綿陽人，主要從事機械設(shè)計制造及其自動化方面的研究工作。