適老化家用運動康復機的人機工程學與設計研究

郝雨凡 繆玲

關鍵詞：適老化;運動康復機;人機工程學;智能化

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）21-0-03

21世紀中葉之后，中國老年人口比例將伴隨老年人口規模的零增長及負增長而逐漸穩定在峰值水平[1]。截至2020年，中國老年人口占總人口的比例為18.1%，據測算，到2035年，中國老年人口比例將達29.8%以上，并且到2050年，老年人口比例將上升到37.8%左右，適老化產品因此有了更為廣闊的市場，對適老化產品的不斷改良和完善也成了當下產品服務中最重要的環節之一。

1 適老化家用運動康復機

1.1 概念

適老化家用運動康復機是一款在家里供老人使用的運動康復機，這類器材主要對老人的手腳進行運動鍛煉，起到運動康復或預防疾病的效果。運動康復機從產品形式上可分為腳踏（或手搖）機和上下肢一體機，從采用的驅動器上可分為老人主動運動機和智能主被一體機。而適老化家用運動康復機有額外的適老限制，即這類家用康復器械從生理到心理都要有適老化的體現。

1.2 國內現狀

隨著老年人口的增加，老年人群易發病癥的發病率的上升，我國適老化康復產品的市場也在逐漸擴大，在眾多康復產品中，運動康復機的使用相當廣泛。近年來，這類產品也逐漸從醫院、康復中心等專業康復機構中被簡化、改良，進入了許多有相關需求的家庭，如今已有大批居家專用的家用運動康復機，居家康復的理念也逐漸深入人心。

傳統的康復方式包括運動康復、作業康復、設備治療、理療、牽引等，這些康復方式繁雜且對大部分家庭來說并不方便，而新型康復器械的研發及人工智能與康復醫療的結合，使康復器械朝著簡單化、智能化的方向不斷進步。近年來，康復器械逐步普及、下沉，實現了居家使用。

2 使用人群

2.1 使用人群特點

適老化家用運動康復機的使用人群是老年群體，適老化家用運動康復機不僅能起到幫助康復的作用，還有預防和輔助老人運動的功能。隨著年齡的增長，老年人的身體形態和機能都發生了變化，這主要體現在生理和心理兩方面。生理上，身體機能衰退，大腦功能發生改變，中樞神經系統遞質的合成和代謝能力相較青壯年有明顯的減弱，這導致老年群體出現反應遲鈍、意識性差和注意力不集中等問題[2]。這主要表現為兩個方面：一是感覺遲鈍，視覺、聽覺、嗅覺以及皮膚的感應功能減退，導致視力、聽力、靈敏度下降;二是靈活性差，動作不靈活，協調性差，行動遲緩笨拙[3]。而心理上，老人一般會有易怒、易懼、抑郁、焦慮、孤獨、畏病等特點。

幫助半失能老人運動康復是運動康復機最主要的功能，根據國際通行標準，在飲食、穿衣、上下床、上廁所、室內行走、洗澡等六項指標中，不能獨立完成一到兩項的被定義為“輕度失能”，不能獨立完成三到四個項目的被定義為“中度失能”，不能獨立完成五到六個項目的被定義為“重度失能”[4]。半失能老人是指輕、中度失能的老人，這類老人通常更加敏感要強、孤獨寂寞、畏懼疾病等，由于生理上的不足，其相較普通老人而言更加依賴外界的幫助。

2.2 使用人群反饋及需求

不同自理程度的老人對康復機的需求不同，目前一般將60歲以上的老人分為三類：自理老人、借助老人和介護老人。自理老人是指在沒有外界人或物的幫助下，能夠完全照顧自己的老人;介助老人是指在日常生活中需要借助輪椅、助行器等輔助設施的老年人;介護老人是指在日常生活中需要依靠他人照顧的老人。自理老人對康復機的依賴性不強，主要需要康復機的輔助運動功能，沒有其他硬性需求;介助老人對于運動康復機的需求相對較多，因生理上的特殊需求，他們有使用運動康復機的硬性要求，即幫助康復的需求;介護老人大部分是失能老人，部分失能較輕的老人跟介助老人一樣，對康復機有運動、幫助康復等硬性要求，這是其主要需求的一部分。

通過對50位60周歲以上老人的訪談調研得出，多數老人需要的是運動康復機的運動康復功能，半數老人認為沒有失能情況出現時，沒有購買這類產品的必要，但他們并沒有完全抗拒產品。老人對運動康復機的需求基本都在主動型康復機的功能范圍內。90%的老人認為運動康復機要有可調節功能，包括前桿、座椅等;70%的老人認為運動康復機要有可折疊的功能，以便搬運和節省空間;45%的老人認為運動康復機要有被動模式，能夠節省力氣。

2.3 分析及結論

在運動康復機使用者的訪談調研中可以得出兩個結論：老人更看重運動康復機的基礎功能，很少有附加功能的需求;產品的購買者即老人的子女或其他晚輩在使用者需求的基礎上，還有智能產品的需求。

產品使用者和購買者共同的需求部分即最基礎的需求是產品的使用功能及形式的需求，包括可調節、折疊或拆卸，易于搬運，方便居家使用。多數老人不習慣使用智能化的產品，在接觸智能產品時會覺得復雜、難以上手、使用不便，因此不需要產品智能化的附加功能。老年人的心理是十分敏感的，大多數老年人不能快速接受新鮮事物，但智能化產品確實能為產品的使用者提供更好的功效，因此在智能設計上應更加簡便，便于老人接受和使用。

3 運動康復機的調研分析

文章分析的對象為市場上熱銷的四個運動康復訓練器材品牌產品：康之樂、希維爾、玖健、ARGAL。研究內容包括不同品牌運動康復機的尺寸、材質、多功能性以及使用模式。文章分析、對比和整理研究結果，旨在為后續的設計改良提供可行參考。

3.1 上下肢腳踏車、迷你腳踏車（康之樂）

康之樂的運動康復機均為主動運動型，設計簡潔實用，便于攜帶，可折疊、可調節高度。主要使用的材料是噴塑鋼材，高強度焊接，結構穩定，承重能力強，占地尺寸為40.5 cm*42.5 cm。兩款設備高度不同，功能也不同。上下肢腳踏車高90.5 cm，可同步進行上下肢訓練康復。細節處設計有防滑吸盤，泡棉手柄，用于保護老人。迷你腳踏車高27 cm，只能進行單一的上肢或者下肢的康復訓練，二者不能同步進行。

3.2 藍牙智能一體機、智能康復機（希維爾）

希維爾的康復機是主被動一體的智能一體機，可遙控、可調節阻力，使用的材料主要是ABS工程塑料和碳鋼。整體尺寸為34 cm*116 cm*78 ～105 cm，上桿高度可調節，智能設計，功能實用多樣，可自由調節主被動雙模式，可四肢聯動也可單獨訓練，無線遙控、觸壓式控制面板雙控，操作簡單方便，可正反轉多角度鍛煉，還有智能防痙攣功能，有助于防范安全隱患。被動模式使用的是250 W大功率雙電機，低音降噪。其中，藍牙智能一體機在智能康復機多種功能的基礎上多了一個可連接藍牙的功能，有助于幫助老人在運動鍛煉時放松身心，愉悅地進行康復訓練，照顧到老人的心理需求。

3.3 經典款康復機、上下肢一體康復機（玖健）

玖健的兩款運動康復機的形式與康之樂類似，都是主被動一體的智能機，可遙控、可調節阻力，主要使用的材料是ABS工程塑料和碳鋼，整體占地尺寸為44 cm*45 cm。智能設計，功能實用多樣，可自由調節主被動雙模式，可四肢聯動也可單獨訓練，采用的是無線遙控、觸壓式控制面板雙控，操作簡單方便，可正反轉多角度鍛煉，還有智能防痙攣功能，有助于防范安全隱患。其中，經典款康復機高65 cm，只能進行單一的上肢或下肢的康復訓練，但占地面積小，便于移動，可隨處鍛煉。上下肢一體康復機高90 cm，可同步進行上下肢康復訓練，全面鍛煉。

3.4 家用運動康復機、智能康復訓練機（ARGAL）

ARGAL的兩款運動康復機都是能上下肢同步鍛煉的，一款是主動運動型，另一款是智能主被動一體機。家用運動康復機的主要材質是噴塑鋼材，整體尺寸為51 cm*44 cm*84 ～105 cm，上桿高度可調節，運動阻力可調節，但不能折疊。在手柄和腳蹬處有滾揉按摩的設計，能夠提高產品的舒適性。智能康復訓練機的主要材質是ABS工程塑料和碳鋼，整體尺寸為53.5 cm*105 cm*102～132cm，上桿高度和角度都可調節，運動阻力可調節、滑軌式座椅可調節、拆卸。可自由調節主被動雙模式，可四肢聯動也可單獨訓練，采用的是無線遙控、觸壓式控制面板雙控，操作簡單方便，可正反轉多角度鍛煉，還有智能防痙攣功能，有助于防范安全隱患。前支撐腳安裝滑輪，后支撐加固防滑，移動方便的同時還能穩定機身，保障老人的運動安全。

3.5 小結

文章對四個品牌、八種運動康復機的特點進行整理分析，主要對比了產品的尺寸、材料、多功能性和使用模式。不同品牌的運動康復機的整體尺寸不盡相同，多數主動運動型的運動康復機采用的材料都是噴塑鋼材，比較輕便，都可拆卸、調節高度以及調節運動阻力，部分還有可折疊的功能。而主被動一體的智能運動康復機大多都是ABS工程塑料和碳鋼結合運用，比較堅固穩定，大多都可遙控、前桿高度與運動阻力可調，其中一項產品還可以連接藍牙，智能功能豐富多樣。

4 結合人體工程學對產品進行設計改良

由于產品種類較多，結合用戶訪談調研，主要改造上下肢一體運動康復機。市場上現有的上下肢一體運動康復機大多都有體積大、難搬運、塑料殼易損壞、可拆卸但難折疊等問題，與用戶需求不符。文章針對以上幾點對現有的運動康復機進行改造，使得改造后的產品與居家康復系統能更好地配合，能夠更好地被老年群體接受和適應，從而幫助更多的老人解決更多問題。

第一，產品的尺寸。結合現有的產品以及老年人體測量相關數據，運動康復機在長在105 ～115 cm、寬在45 ～55 cm、高（可調節）在80 ～130 cm的范圍內，對老年群體來說，使用起來是相對舒適的。

第二，產品的使用材料。采用更加輕便、堅固的材料進行制造。使用雙層的ABS工程塑料，加固產品外殼，不易破損，經久耐用。塑料本身也是很輕的材質，不會增加產品本身的重量，方便移動和搬運。作為智能化的產品，電池材料也必須考慮，可將電池換成輕便的鋰離子電池，最大限度減輕產品本身的重量，方便搬運，更加適合居家康復的系統模式。

第三，產品的功能性。在可調節、可拆卸式的基礎上，增加可折疊等功能。在前桿的轉折點處增加細節設計，用彈簧或螺絲等零件增強鋼桿的可折疊性，從而實現整個產品可折疊。還可以設置多個擺放角度或擺放點，從人機工程學的角度出發，保證不同臂長的老人在使用產品時，都能找到最舒適的使用姿勢，增強產品的舒適性。

第四，產品的使用模式。由于市場上現有的運動康復機以主動模式居多，對大部分老人來說，主動模式較為費力，會讓老人畏懼鍛煉，因此將上下肢一體的運動康復機都改成主被動雙用模式，減輕老人康復運動或鍛煉的壓力，讓老人的康復運動也能勞逸結合。考慮到大多數老人存在視力下降的情況，應將智能觸控的顯示屏換成按鈕的形式，方便老人操作，簡化智能系統，讓老人能夠快速上手智能產品的使用，降低其對智能產品的畏懼心理。

第五，產品的個性化設計。加強對產品細節的設計，提高產品質量，提高用戶使用的舒適度和滿意度。給運動康復機的前支撐加置滑輪，再增加剎車系統，后支撐加固防滑，固定機身，雙重保障。有了滑輪的設計，即使智能機本身的質量偏重，也能較輕易被搬運和移動。選用彈性材料制作座椅和靠背，舒適緩壓，久坐也不會太累，這樣能照顧到老人的生理特點。上肢把手用泡棉材質，加上可替換的按摩把手，最大限度地滿足老人對把手舒適度的不同需求。將座椅改為可調節高度的座椅，從而滿足不同身高的使用者在使用過程中對舒適度的要求。相關研究表明，身高在145～155 cm人群的水平適宜距離為20 cm，而身高在155～185 cm人群的水平適宜距離為25 cm，據此，不同身高的使用者可根據需要自行調節高度[5]。

5 結語

文章旨在對市場上現有智能家用運動康復機進行適老化改進，從而減少老人在使用過程中可能出現的問題。調研發現，老年人對智能化家居產品不適應，應對智能操作系統進行簡化，去除多余的智能功能，便于老人操作，幫助老人適應快速、便捷的智能化生活。從生理、心理等方面考慮老年群體的特點，在設計時應在原有產品的基礎功能上，添加更適于老年生活的功能和細節設計，幫助老年人更好地適應老年生活。

參考文獻：

[1] 杜鵬，李龍.新時代中國人口老齡化長期趨勢預測[J].中國人民大學學報，2021，35（1）：96-109.

[2] 楊雪純，李芳宇.老齡化背景下的茶葉包裝體驗設計研究[J].包裝工程，2021，42（2）：228-232.

[3] 白欽如，蒙張敏，黃兆晶，等.舒適護理模式在老年醫學科中的應用[J].現代臨床醫學，2020，46（1）：51-55.

[4] 曹炳蔚.開封市失能老人醫養結合機構養老問題研究[D].開封：河南大學，2015.

[5] 于娜，許智玉.腳踏式下肢康復功能居家坐具設計研究[J].機械設計，2019，36（7）：141-144.

作者簡介：郝雨凡（2002—），女，江蘇南京人，本科在讀，研究方向：產品設計。

繆玲（1986—），女，江蘇靖江人，碩士，講師，研究方向：室內與家具設計。