坐式下肢康复训练机器人人机舒适度设计

目的 从满足脑卒中偏瘫患者或行走能力弱的患者,进行下肢康复训练时对设备的使用需求出发,对传统坐式下肢外骨骼康复机器人进行改造,以增强机器人的人机舒适度.方法 通过主观评价的方法,对坐式下肢康复训练机器人的座椅椅背处于不同角度时不同患者的舒适度进行评价;并借助JACK软件创建第95百分位男性和第5百分位女性虚拟人体模型,利用受力分析模块对虚拟人体第4节和第5节腰椎(L4/L5)进行受力分析,得到座椅相对舒适角度区间;通过分析使用者与设备的人机交互过程,对外骨骼匹配性和显示装置的可视性进行人机工效评估.结论 通过对康复训练机器人的舒适度分析,得出了更加符合人机关系的产品尺寸区间,为康复训练产品舒适度方面的设计提供了有效的方法.     

基于JACK虚拟仿真的学龄前脑瘫儿童助行器人机优化设计

目的 减少学龄前脑瘫儿童助行器的安全隐患,解决患儿在训练过程中的肢体二次损伤问题,提升助行器人机舒适性,对学龄前脑瘫儿童助行器进行优化设计。方法 通过JACK虚拟仿真软件的RULA工具,分析得到学龄前脑瘫儿童在使用助行器过程中存在的不合理姿势,并对其进行人机工学与受力分析,提出改进方法并进行设计优化,最后导入JACK虚拟仿真软件进行风险与舒适性验证。结果 优化后的学龄前脑瘫儿童助行器的使用受伤风险从4级降低到1级,患儿躯干弯曲力矩、L4/L5脊柱压缩力、剪切力的姿势载荷指数分别降低53%、47%、81%,上身各关节处于舒适角度。结论 经过JACK仿真分析及人机优化后的助行器,有效降低了学龄前脑瘫儿童在康复训练中的二次损伤风险,减轻了患儿步行训练中的身体负担,提升了助行器使用的舒适性。     

基于人机工程学的堆高车造型设计

目的针对当前国内堆高车存在的操作安全隐患,为仓管作业人员设计出更为合理、安全、舒适的机械化装载设备,使作业人员在保障自身安全的前提下更好地提高工作效率。方法根据搜集整理国内外对堆高车的研究与分析,分析了堆高车的发展现状,在人机工程学设计理念的基础指导下,以堆高车的外观造型设计为研究对象进行创新设计,为仓管作业人员提供更具有保障性、功能性、舒适性和可操作性的车辆装载机械设备。结论对堆高车进行外观及驾驶室结构的设计改良,使其符合人机工程学的尺寸设计,在有效提高工作效率的同时提升作业的安全性,从而提升并改善操作者工作环境的舒适度,大大降低了机械设备对人体的损害。     

基于人机工程学的头戴式耳机舒适性设计

目的 为了有效提升头戴式耳机的舒适性,提高用户使用头戴式耳机产品的满意度,保证头戴式耳机设计的合理性。方法 面向头戴式耳机设计对象,系统分析耳机用户头部关键尺寸和头部受力情况,测量耳机夹紧力范围及耳机质量,研究影响头戴式耳机舒适性的各设计要素。 结论 以人机工程学原理和方法为依据,探讨了耳机关键设计要素对用户佩戴舒适性的影响,提出了基于人机工程学的头戴式耳机设计原则,为耳机设计的功能尺寸、结构形式以及材料选择提供了相应的理论和实践依据,为耳机的人机工程学设计提供有效建议。     

包装容器造型设计的人机尺度与舒适度

参考健康医学的观点,对舒适度的类型展开了分析,以人机工程学原理为启示,分析了包装容器造型设计的人机因素,探讨了基于人机尺度下包装容器造型的舒适性设计规律。在此基础上,提出了在包装造型设计中把握人体尺寸、生理需求、心理需求、使用行为的尺度,才能使容器在使用过程中获得生理和心理的舒适,从而为消费者营造理想的生活方式。     

人机交互视角下的压缩氧自救器设计

目的 为提升压缩氧自救器的舒适性和交互效率,从人机交互视角探析压缩氧自救器的创新设计路径。方法 构建压缩氧自救器创新设计流程。通过文献搜集产品的人机交互问题,经德尔菲法评估后构建设计因素体系,梳理出穿戴方式、识别度、操作方式三层次的内容。基于AHP与DEMATEL方法调查专家意见,量化设计因素的综合权重、因果关系并获取其优先级。以穿戴方式为核心,提出“三角背带式”压缩氧自救器设计方案,运用量表评分和操作计时测试调查方案的满意度。结论 通过AHP-DEMATEL法确定设计因素并开展创新设计,设计方案使产品更舒适和便捷,具有良好的人机使用特性,为压缩氧自救器人机交互研究提供了新的方法和建议。     

基于Jack虚拟仿真的老年人临终关怀转移机设计研究

目的 为了提升老年人临终患者的尊严感和舒适性,解决其移动、如厕、沐浴等生活行为受限问题,降低照护人员身体施力负荷,设计开发一款基于Jack虚拟仿真评估的转移机方案。方法 通过对目前市场上临终关怀辅助移动类产品的调研,发现产品在使用过程中存在功能结构单一、操作姿势不当、使用环境受限等问题,运用Jack软件中的RULA方法评估照护人员的工作姿势风险,采用观察法、访谈法及质性研究法对用户需求进行研究,结合人机尺寸分析,提出设计解决方案。结果 通过以上方法,实现了转移机的方案设计,对设计方案进行人机适配度评估、可视域分析、舒适度评估及快速上肢评估,验证了设计方案的合理性。结论 设计方案提升了临终患者的生活质量,满足了其在多种场景中的使用需求,减轻了照护人员的工作负荷,为后续的老年人临终关怀转移机设计提供了理论及方法支撑。     

产品包装的舒适性研究

产品包装的舒适性是现代包装设计的重要内容,在人机关系的基础上,从产品包装的造型、色彩、材料等3个方面,研究包装的舒适性,为设计提供依据,使现代包装设计满足消费者的需要.     

高校宿舍多功能床爬梯工效学改善

目的对高校宿舍多功能床爬梯进行工效学分析与设计改进,提高学生宿舍生活、学习舒适度。方法以某大学多功能床爬梯为研究对象,利用Solidworks与Jack仿真软件,建立人机耦合虚拟环境。对学生爬梯的动态过程选取三个典型姿势进行可达域分析、关节舒适度分析、静态强度预测及工作姿势分析,剖析多功能床爬梯的工效学设计缺陷,并进行优化设计。结果设计改进后的多功能床在学生上下爬梯时舒适性显著提升。结论通过工效分析软件Jack与Soliworks的集成应用对高校多功能床爬梯设计改进,提升了学生使用多功能床爬梯的舒适度。     

基于人机工程学的马桶创新设计研究

目的 针对人们使用马桶姿势和方式不合理的问题,为用户提供一种更加宜人的前倾倚卧式蹲便器造型设计方案,从而提高马桶使用的安全性、有效性、健康性和舒适性。方法 基于人机工程学原理,总结归纳马桶的人机设计原则;采取文献研究法、问卷调查法和案例分析法,调研马桶的设计研究现状,分析马桶的设计、使用状况及存在的不足与创新需求。结果 根据归纳的原则,运用科学的原理与方法,对马桶进行创新设计应用实践,优化人机结构和尺寸参数,完成前倾倚卧式蹲便器创意方案的设计和建模造型,提出创新设计产品的宜人性特点和改进方向。结论 对现有马桶进行人机创新设计,使其造型和使用方法更加符合用户的人机需要,构建实用新型的创新产品,促进市场转化与推广。     

面向居家场景的股骨干骨折康复辅具设计

目的以股骨干骨折病人居家康复存在的问题为切入点,为辅助股骨干骨折病人在家中进行标准化康复训练,从场景角度对病人居家康复辅具的设计需求进行分析,设计一款适用于居家场景的股骨干骨折康复辅具,同时为康复辅具的家用化设计提供新路径。方法研究中首先分析了医院和家庭两种不同场景的环境特点,通过研究目标用户及典型康复训练场景,提炼了在两种场景中的股骨干骨折病人康复需求。通过列举两种场景中的病人康复需求的差异,分析了在两种场景中康复产品的异同点,从而确定了居家场景下康复产品的设计需求。结果设计了股骨干骨折家用康复训练辅具,该产品可帮助病人在居家场景下进行有效的康复训练,记录病人训练时的数据,进行康复训练方案的推荐,评估病人的康复进展并可将病人的训练和评估数据传递给医生。此外,设计时充分考虑了易用性和舒适性等用户体验要素,能够给病人带来良好的使用体验。结论家用康复辅具的设计,应从场景的角度入手,挖掘居家场景中病人的康复需求,从而定义产品的功能,使产品更加适用于居家康复的需要。     

我国康复辅具创新设计与展望

目的对我国康复辅具的发展概况、创新设计及未来发展趋势进行综述分析。方法以我国康复辅具的发展概况和目前存在的问题为着眼点,重点分析康复辅具的特殊性、外在特点、内在要求,以及康复辅具设计与工业设计之间的相互关系,以此为基础,进一步对我国未来康复辅具的创新设计与发展趋势进行分析和展望。结论未来我国康复辅具创新设计是以需求为依托、技术为手段、服务为导引、创新为基础的内在精神隐喻与外在功能实现;是针对残障者个体特征的可持续服务设计、适配及情感慰藉;是多尺度、多途径、多模态交互方式的信息体验及安全保障。对于解决老龄化社会的康复问题,满足广大残障者的个性化需求,提高康复辅具设计品质,促进康复辅具行业发展具有积极的意义。     

面向脑卒中患者的上肢康复产品人机工程设计

目的 为提升脑卒中患者的康复体验,帮助患者上肢恢复,围绕患者的人机要素展开设计研究。方法 首先,对脑卒中患者的生理和心理特征进行分析,剖析病患显性和隐性障碍,并调查上肢康复产品使用现状,分析总结现有产品存在的问题,为上肢康复产品提供设计依据;基于人机工程学分析患者的上肢运动特征和信息感知特征,探讨上肢康复产品设计的关键点;依据用户分析和人机分析,从产品尺寸、信息交互、色彩与材质等方面展开设计,为患者上肢康复提供解决方案,并通过对比分析验证设计方案。结果 通过系统研究患者与康复产品的人机特征,设计出符合人体工学的上肢康复产品。结论 从人机工程学角度剖析脑卒中康复产品中存在的问题具有可行性,通过借助其他感官通道能有效解决脑卒中康复产品在人机方面存在的问题,为其他康复产品设计提供参考。     

基于整合疗法的认知障碍防治产品设计

目的 针对老年痴呆的防治问题,为弥补单方面药物治疗的局限性,从设计康护的角度出发,探索性地提出整合疗法轻度认知障碍防治产品的创新设计策略。方法 首先,对整合疗法理论进行溯源分析与价值挖掘,思考整合疗法中设计介入的方式,探究整合疗法认知行为训练产品设计策略及原则;其次,采用SPSS数据分析软件进行量表数据处理和分析,对患者记忆、定向力、语言等关键指标进行量化比对,形成患者状态评价与病症考量依据,结合非药物治疗干预和药物治疗,协调患者兴趣及产品交互体验难度之间的平衡,围绕“养植养智”进行轻度认知障碍预防及治疗产品设计实证;最后对患者进行实验测试,采用CDR、MMSE量表积分对比,进行产品干预效度评估。结论 整合疗法理念的融入能够协调患者在认知康复训练过程中难度与兴趣之间的平衡,可有效改善认知训练产品设计的效度,使患者既不产生抵触,又可在体验种植乐趣中实现养智。此设计为认知障碍防治产品设计提供了一个新的切入点。     

基于人机协调的动静态平衡仪造型改良设计

目的 为了提高动静态平衡仪的易用性,设计一款人机协调的动静态平衡仪,满足不同患者的需求。方法 运用实测法、作业姿势记录与评估法,对产品进行系统的分析与评估。通过用户调研找出现有产品存在的不足对其进行改良定位,提出多种改良设计方案,进行权重比较,找出最优改良设计方案。结果 现有动静态平衡仪设计的合理性对患者的使用感受以及治疗效果具有一定的影响。结论 对现有产品进行系统的评估与分析以及用户的调研后进行改良设计可以得出其扶手的上下调节最佳区间以及屏幕的最佳视角,对活动平台与显示屏的整合减轻了患者在使用仪器时的心理负担,减小了磕绊的风险。有效地满足不同患者的需求,增强动静态平衡仪的易用性。     

基于TOC和TRIZ理论的儿童下肢康复训练仪改良设计研究

目的 解决现有儿童下肢康复训练仪难以适配儿童患者、功能性单一及缺乏互动的问题,使儿童下肢康复训练达到更好的训练效果。方法 提出一种基于约束理论（TOC）和发明问题解决理论（TRIZ）的儿童下肢康复训练仪改良设计方法,将TOC理论中的当前现实树和冲突解决图表与TRIZ理论中的冲突解决工具相结合,提出一种针对交互体验问题的基于TOC和TRIZ理论的改良设计方法与流程,并将其应用于儿童下肢康复训练仪的改良设计中。结论 基于TOC和TRIZ理论的儿童下肢康复训练仪改良设计能够显著提高患儿的训练效果,其改良点包括造型和交互体验两个方面。利用VR技术与故事（游戏）情节结合的方式,提高了患儿的训练兴趣和参与意愿;将患儿信息上传至云端数据库,可生成不同的故事（游戏）情节,匹配不同的训练阶段,提高了训练的针对性;智能控件降低了训练过程中对康复师的依懒性,从产品角度缓解了康复师供不应求的现状。     

具身认知视角下膝关节康复机的情感化设计研究

目的为加速膝关节生理性疾病患者的康复进程,提升其使用康复机的体验,并满足其潜在的心理需求,从具身认知的视角出发,构建目标用户心理情绪与行为经验间的关系,探讨康复机的情感化设计策略。方法以CPM机为例,首先借助访谈、随行观察、数据分析等方法,搜集并提取患者在使用康复机时的关键动作与情感需求,从而进行重要性的排序;其次明确影响关键动作与患者情感需求的各因素的权重;最后进一步使用层次分析法设计评价指标体系,进行认知情绪—具身动作—设计元素的映射研究。结论提出了膝关节康复机的情感化设计策略,满足了患者在康复过程中关键动作和认知情绪的要求,优化了训练过程中的用户体验。设计策略可应用于膝关节康复产品的设计之中,这有利于患者认知情绪与具身动作上的优化,从而加快康复进程。     

近视运动防护眼镜舒适性评价体系设计研究与实践

目的对当前近视运动防护眼镜进行结构改良与创新,提升其综合防护性、装备适应性及佩戴舒适性。方法通过分析近视运动防护眼镜的舒适性要素,将用户的舒适性需求进行深层次的归类和细分,从知觉舒适性和行为舒适性两个角度着手,分析在不同使用环节用户对近视运动防护眼镜的舒适性要求,并将其与产品性能、舒适性设计因素相对应,构建舒适性评价体系,形成"细化需求-对应需求-实现需求"的舒适性需求转换机制,为设计实践的展开提供有力的指导依据。结论通过舒适性评价体系可将用户的舒适性需求落实到具体的设计实施方式上,以便针对性地找出其在人机尺度、结构及功能、造型、CMF上的设计重点,从而设计出真正满足用户需求、功能完善、体验性佳的近视运动防护眼镜。     

手腕康复机器人功能设计与外观设计

目的人体的手腕是活动中易损伤的关节,为辅助患者对手腕部位进行连续性标准化康复训练,设计一种结构紧凑、使用方便的手腕康复机器人。方法根据康复医学原理确定腕关节的转动运动范围,设计一种3-RRP球面并联式外骨骼康复机器人。通过虚拟样机对康复机器人进行仿真实验。使用MATLAB求解康复机器人的工作空间。根据人机工程学对机器人进行外观安全设计。结果该机器人有3个转动自由度,可实现腕关节掌屈/背伸、尺偏/桡偏、与小臂一起旋转运动。仿真实验表明该机器人可满足手腕关节康复训练要求,运行平稳,机器人的工作空间为球面的一部分,且连续无空洞。外形与色彩及人性化尺度设计使患者能够享受良好的医疗体验。结论使用该机器人可以达到腕关节的康复效果,研究结果为手腕康复机器人的产品工业化设计奠定了理论基础。