【《人性化设计下肢康复产品的应用分析》8000字】

人性化设计下肢康复产品的应用分析目录TOC\o"1-3"\h\u32366人性化设计下肢康复产品的应用分析 1193041.1 1204101.1.1安全性原则 1202821.1.2易用性原则 21971.1.3简洁性原则 370871.1.4反馈性原则 3156781.2人性化下肢康复产品设计定位分析 3160891.2.1定位设计对象和目标人群 340021.2.2定位使用环境 4171931.2.2定位人性化设计要素 47341.3 543701.3.1人机工程学研究 5107321.3.2情感化设计研究 8211701.3.3造型的人性化设计 913621.3.4色彩的人性化设计 1045581.3.5材料的人性化设计 111.11.1.1安全性原则下肢康复产品设计最关键的地方就是安全性，设计第一关注的重点是使用的安全。康复治疗的患者本身已经受到了一定伤害，他们更加需要额外的保护措施，避免不必要的二次伤害[1]。[1]管金梁.基于用户体验的康复医疗产品情感化设计研究[D].安徽工业大学,2019.要尽可能做到安全，即使不小心出现了误操作，也应最大限度地降低风险，保证脑卒中患者的安全。1.功能稳定脑卒中病人的康复周期普遍较长，需要长期使用康复产品进行训练。同时康复中心内有不同身体情况的患者进行使用，这就要求康复产品在使用周期内能提供稳定的训练功能。设计时应充分考虑机械强度，长时间运作导致的金属疲劳，部件磨损等耐用性问题。2.结构合理下肢康复产品中不同部件的连接处设计，要注意部件直接的形态贴合度和连接性，尽量做到形体顺滑，过渡自然。对产品形体的表面转折和连接形成的尖角和锋利的棱边要进行柔化圆角处理，避免直接接触划伤使用者。对细小零部件进行隐藏式设计，或者用柔软材质部件进行覆盖，避免因零件外露对脑卒中患者造成磕碰等意外伤害。3.材料适合材料的化学性决定了是否对人体健康有害，对于患者健康有非常重要的影响。考虑到康复产品中不同部件的结构与作用不同，应根据不同的需要选择对应的材料进行使用。下肢康复产品表面材质是脑卒中患者直接接触的地方，应尽量选取无刺激性、柔软而韧性好，耐用的材质，给患者温暖感；外部结构在保证整体强度和稳定性的基础上，采用质地偏刚硬的材料如ABS工程塑料，给使用者安全牢固的感觉。1.1.2易用性原则易用性是一种以使用者为中心的设计概念，重点在于让产品的设计不仅能提供基础的功能[]，[1]高敏倬.面向残疾人的产品设计易用性研究[J].山西科技,2013,28(05):62-61.更能够在使用中充分满足使用者的需求，高效地适应使用者的习惯。这是脑卒中下肢康复产品设计中十分重要的因素，正如第三章中对老年脑卒中病人进行相关分析，这类人群本身因年龄增长在身体机能上出现了退化，体现为不同程度上的感知能力、认知能力、思维能力、记忆能力、操作能力的衰退。这些退化导致他们在有一定科技性的产品的接受上需要更多的时间。并且由于脑部受损而产生身体偏瘫侧的感觉和运动功能障碍，认知障碍，同时产生的心理障碍和情感障碍。在操作和部件设计过于复杂的情况下，使用更为困难，这导致患有中风的老年人的自卑感、抵抗力和不愿意使用。他们的惰性和缺乏结合的能力导致了康复效果较差，而康复过程则较长。因此对下肢康复产品的功能和易用性要求更高。操作方式和交互界面不宜做的太过复杂，应明确简洁，易于理解和操作。操作区域尺寸合理，操作方式简洁，交互界面简约有趣味性，这样可以提高老年脑卒中患者使用的效率和积极性。下肢康复产品与功能的易用性能让老年脑卒中病人更快的学会产品的使用，同时也满足他们生理和情感的需求。1.1.3简洁性原则简单的结构不仅体现在外观造型和色彩上，更体现在使用操作上。对于缺血性疾病患者，治疗应避免严重和明显的形式。功能应与形态充分融合，注重整个造型的完整性和不同部件形体间过渡的顺滑，给使用者亲切，稳固的感受。产品色彩的选择应避免艳丽的颜色和多种颜色，应尽量选用色调相近或者同色调的颜色，营造出亲切、温暖、安心的氛围。1.1.4反馈性原则信息的反馈性，不仅是在患者进行康复训练时即时反馈动作是否到位起到康复效果，加强患者康复活动，增强患者康复信心。此外，还为康复医生编写了职业培训实时分析报告改变培训结果评价模式，否则会受到主观因素的影响确保康复训练的准确监控和记录；建立职业培训目标科学依据与康复指标之间的联系。1.2人性化下肢康复产品设计定位分析设计定位是指设计阶段、目标的确定和设计阶段的划分，这就需要对产品设计要素进行系统的考虑和定位。为下肢患者提供人道主义康复产品时需要确定的基本要素包括：拟开发的设施、目标人群、实际应用环境、人道主义因素等。1.2.1定位设计对象和目标人群通过第三章的研究，脑卒中患者的康复周期较长，康复进展缓慢，在相当长的时间内脑卒中患者处于康复阶段的坐立阶段和站立阶段。该阶段的患者由于下肢无力和肌肉关节痉挛症状，无法正常行走需要使用轮椅实现移动。进行康复训练时也主要是在坐姿形态下进行，使用的康复器械产品多为坐式康复产品如股四头肌训练椅，划船训练机和下肢功率车。调查问卷的结果显示，康复中心和医院康复科内超过70%的患者正在使用或使用过坐式下肢康复产品进行康复训练，也证实了这一点。因此选择在当前坐姿康复训练中最为常用，康复效果最为明显的下肢功率车作为设计对象，进行人性化设计改良。下肢功率车的直接使用者为具有下肢运动障碍，需要使用该产品进行下肢肌肉力量训练的脑卒中患者人群。再根据该类人群不同的康复阶段分布，进一步确定使用人群为无法站立和可站立但无法自由行走，只能以坐姿形态下进行康复训练的老年脑卒中患者。随着我国居民生活水平的提高，老年脑卒中患者越来越注重生活质量，在脑卒中病情稳定后，希望可以进行康复训练降低脑卒中后遗症对自己肢体功能的影响，以求早日回归正常生活和社会活动。他们在使用康复产品时，也不仅满足于使用功能，还追求好的康复训练过程体验，追求康复产品的外观、造型、色彩、材质等方面的设计。这些有更高追求的脑卒中患者能对自己使用的下肢康复产品或者康复训练体验做出具体的评价，提供很有价值的建议，更能提出自己希望满足的需求，对下肢康复产品设计提供更多的参考依据，对下肢功率车和康复产品的设计发展有着巨大的促进作用。另一方面，康复医师和护理人员群体是下肢功率车的间接使用者。对该类使用者而言，他们希望下肢功率车不仅能提供脑卒中患者的康复训练功能，更希望能够即时反馈康复训练的完成度和使用者的下肢机能数据，便于他们进行大致评估并针对性的做出下一步的康复训练计划。弥补两次精确分期评估之间脑卒中患者肢体技能数据不足的空档期，改善空档期内需要通过自己的临床经验进行大致评估的现状。1.2.2定位使用环境设计对象即人性化设计的下肢功率车目前的使用环境将以康复中心和医院康复科训练区为主。随着国家三级康复医疗服务的大力推广和建设，未来也有可能进入到三级社区医院的康复训练点。康复中心和医院康复科作为三级医疗服务中的二级医疗单位，具有专业性强，医疗水平高，科学技术新等特点，能够为脑卒中患者提供宽阔的康复训练区域，不同功能的康复训练设备，并有专业的康复医师普及康复知识，制定康复训练计划指导康复训练过程。康复中心内的脑卒中患者群体与设计定位的使用人群相符合，他们对康复理念有较深的认识，希望进行专业的康复训练早日实现下肢运动功能的恢复，降低脑卒中对自己生活质量的影响，对下肢康复产品的使用体验有较高的需求。1.2.2定位人性化设计要素本文的设计目标是对下肢康复产品进行人性化设计，在保证产品在使用安全性和进行康复训练功能的基础上，尽量让它更加人性化，人机尺寸更加合理，使用体验更加愉悦，更加侧重满足脑卒中患者的心里需求。本文的人性化设计定位主要有以下5个方面：（1）改变原有下肢功率车的形态结构，针对需要用轮椅进行移动的脑卒中患者的人机工程学数据进行重新设计，解决这一特殊用户群体使用现有产品不方便的问题。（2）根据前期用户调研结果分析，在原有下肢功率车的功能基础上增加反馈性，娱乐性等情感化的体验。（3）整体造型设计应该增强体量感，给人以稳定安全的感觉，尽可能的圆润减易于接受。可使用圆形元素以及包围式的造型对人的心理影响，照顾到脑卒中患者的心理需求。（4）根据调研结果反馈，大部分脑卒中患者倾向于将橙色和绿色运用到下肢康复产品的设计。但医疗康复类产品不适宜大面积使用过于鲜艳的颜色，并且不宜出现三种以上的色彩，防止出现视觉疲劳。（5）材料选择方面应该尽量避免材料的单调性，使用多种材质进行搭配组合使用。对握把这种使用者直接接触的部件，应该充分考虑材料本身质感与肌理给人的感受，注意材料的舒适性。需要长时间，多人次使用的康复产品，应该充分考虑支持部件和运动部件材料的耐用性和可靠性。人机工程学研究人机工程学理论是人性化设计理论的重要组成部分，在人性化设计时必须把人机尺寸作为一个重要的条件来考虑。所谓人性化产品，就是要符合人机工程，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的形态与大小与人机工程必然是紧密联系的。人机工程学即是以心理为圆心，生理为半径，建立人与产品之间和谐关系的桥梁[]。[1]秦悦.产品人性化设计中的人机工程学[J].现代营销(学苑版),2011(05):168-169.以下肢功率车作为研究对象，用人机工程学的数据和理论依据指导产品的外观设计可以促进下肢功率车向着人性化方向发展。为了实现下肢动力的人性化，有必要对下肢的能力数据进行详细的研究和分析，为下肢动力机的设计提供最直观的参考数据。下肢动力机的尺寸和功能部件必须满足患者的体型和训练要求，为了使产品规模适合大多数人的需求，必须考虑用户群体的适用范围，为了确定适用范围，必须首先确定百分比。没有设计师为每个用户设计机器尺寸，而是根据功能尺寸选择相应的百分比。下肢功率车需要为不同身高、体重的患者提供康复训练功能。并且通过前期的调查结果可知，选择成年女性P1和成年男子P99数据作为确定特定部分的下限和上限的基础。这样可以保证不同体型患者都能正常使用产品。以上两组人体测量数据，当受试者是裸体或只有少量衣物时，才能获得垂直人体测量数据。具体到下肢功率车的人机工程学设计，不仅要考虑到使用者穿鞋和衣服时产生的修正量，还有在进行康复训练时，使用者相对放松的姿势引起的数据变化量。此外还需要考虑产品实现功能所需要的修正量和不可忽视的心理修正量，要充分考虑使用者的心理变化引起的尺寸变化。老年卒中患者因人体的老化导致他们的身高、体力、运动能力相应发生的变化，而且肢体功能因脑卒中后遗症会产生不同程度的障碍，导致他们的身体运动形态，用力方式都会收到一定影响。人体工程学研究表明，65岁至74岁男性的平均身高比18岁至24岁成年男性低61毫米，同龄老年女性的平均身高比男性低51毫米。比年轻女性还多。设计中必须考虑平衡能力和肢体速度。因此在确定下肢功率车的功能尺寸时，应把百分位数的数据与因人体老化的差值相结合，同时结合穿着衣鞋产生的修正量，功能实现修正量与心理修正量，把这四者进行综合性考虑。表4-1中列举了与下肢功率车设计相关的成年男性与女性的坐姿状态下的相关身体数值，表4-2则列举了我国成年男女上肢功能尺寸的相关数据。根据以上两个表格的数据结合人体老化差值与穿衣鞋修正量可以得出下肢功率车尺寸的的上限值与下限值。本文所要进行设计实践的下肢功率车是脑卒中患者坐在轮椅上使用，因此将轮椅类型及参数作为重要的设计参考依据，如图4-1所示。根据国标GB24436-2009《康复训练器械安全通用要求》的强制规定，使用者操作部位的台面下边缘高度距离地面应大于600mm，纵深方向必须有大于450mm的无障碍空间，如图4-2所示。表4-1坐姿人体尺寸资料来源：丁玉兰（人机工程学）项目数据百分位数年龄分组项目数据百分位数年龄分组男（18-60岁）女（18-55岁）199199坐姿肘高/mm214312201299坐姿大腿厚/mm103160107160坐姿膝高/mm441549410507坐姿下肢长/mm89210968261005表4-2我国成人男女上肢功能尺寸资料来源：丁玉兰（人机工程学）测量项目男（18〜60岁）女（18〜55岁）P5P95P5P95坐姿前臂手前伸长/mm416478383442坐姿前臂手功能前伸长/mm310376277333坐姿上肢前伸长/mm777892712818坐姿上肢功能前伸长/mm673789607707图4-1轮椅类型及其参数资料来源：丁玉兰（人机工程学）图4-2无障碍空间示意图资料来源：国标GB24436-2009《康复训练器械安全通用要求》手是人的肢体，直接操作和接触产品。90%的上库函数是手工实现的。许多研究证实，人的可压缩性随着年龄的增长而降低，中风可导致急性肾功能衰竭，甚至吮吸能力下降。然而，在康复过程中，手部康复的速度较慢，这阻碍了患者在康复过程中安全、快速地使用产品，比如中风。国标GB24436-2009《康复训练器械安全通用要求》规定当康复训练设施的使用者被迫延长时，应在肩部延长前后调整设施的活动范围；如图4-3所示，内弧最大值不超过外弧。握把的设计要充分考虑使用时脑卒中患者的抓握方式，受力情况以及手的灵活性对操作的影响。图4-3双臂伸展范围资料来源：国标GB24436-2009《康复训练器械安全通用要求》图4-4人的水平视野和垂直视野资料来源：丁玉兰（人机工程学）下肢功率车的增加的显示设备的中心高度，在使用者坐轮椅时眼高为110cm的基础上，考虑图4-4所示人的垂直角度视野宽度，结合训练时身体坐姿状态进行适度调整。保证使用者能在相对自然的状态下注视到显示的中心区域。1.3.2情感化设计研究设计的目的是为人而不是产品，在下肢康复产品设计中增加“情感化设计”，首先要确定设计的起点即老年脑卒中患者。其次，分析他们的心理特征和情感上需求。第三，从该类群体的日常生活形态入手，选择可供设计使用的生活元素。情感设计基本上是基于人道主义的方法，它总是以人为中心，旨在以更人性化的方式解决问题。情感设计不同于传统设计，当设计过程开始呈现人性化的特征时，设计的视角和方向从最初的产品到个人的体验和感受，强调人的情感需求和自我感受，产品与消费者的心理互动提高了产品的亲和力。。1.增加产品使用的趣味性品味是一种带来快乐和兴趣的特性。有趣的是产品和用户之间的互动，而不仅仅是产品的生理用途，更是情感上的交流。脑卒中患者的康复训练是一个长期的，比较枯燥的过程。他们往往因为身体机能下降，和因病导致的运动障碍在康复训练开始的阶段有心无力，排斥康复治疗。在长期，乏味的康复训练中容易产生消极，怠惰的心理。增加使用的趣味性能让老年脑卒中患者能积极的长期进行康复训练。目前，国内外已开始将游戏机制引入康复治疗体系，并且在高端的体育医学康复机构已成为主要方式。游戏机制引入的好处有两方面：首先是对于使用者即老年脑卒中患者来说，他们渴望能早日康复回归正常生活，更需要温暖，互动良好的生活环境和氛围。从心理康复的角度来看，通过游戏学习可以帮助他们减少自卑、焦虑抑郁、负依赖等负面情绪，游戏给他们的心态变化带来一种快乐和满足，恢复他们的信心，它对生活和对未来的希望有积极的影响。从生理功能恢复的角度，游戏机制引入康复训练能充分激发使用者的主观能动性和持续专注性，可以在一定程度上改进该类人群的认知障碍，认真的投入到康复训练过程中的每个细节之中，并持续保持一定热情和积极性，激起患者主动训练的意愿。其次是对于下肢康复产品本身来说，目前的下肢功率车的设计更多的注重耐用性和可靠性。产品使用过于均匀，用户和产品之间的直接交互机制往往是一刀切。缺乏用户反馈机制。需要长期使用且单次使用时间较长的下肢功率车，产品的交互性不足可以通过游戏机制来改进。游戏本身娱乐性和带来的满足感是通过即时的反馈实现的。同时即时反馈训练的完成度也可以增强康复训练的效果。通过这种重复不断的正反馈机制，这样的设计可以提高脑卒中患者进行康复训练的积极性，通过不断的重复该过程以获得更好的康复疗效，同时也降低了老年脑卒中患者的惰性心理。握把设计应结合模拟自行车骑行时车把控制转向，进行安全的可移动设计。1.3.3造型的人性化设计人通过视觉来感知世界，下肢康复产品的美感是通过产品的表达载体—造型来表现的，这对满足该类用户群体的心理层面需求至关重要。相对柔和，圆润的曲面能给人温暖，有活力的感觉，而直线和简洁的线条给人带来的是冰冷，理性的感觉。在下肢功率车的设计中，整体造型应尽量减少硬朗的线条，降低机械所具有的冷漠感，尽可能使用流畅的曲线和有机形态。有机的曲面造型可以使康复医疗产品的造型柔和，有温度，避免硬直的线条给使用者带来疏离感。产品形态上参考驾驶模拟仓和赛车模拟器的设计元素，如图4-5所示。驾驶模拟仓和赛车模拟器多采用半开放的包围形态，这种形态有利于使用者把注意力集中到屏幕上的画面，减少外部干扰，提高专注度和投入性。同时包围形态给人以安全感，将包围形态应用到下肢康复产品的设计可以充分满足脑卒中患者的心理需求。图片来源：\o"/07/busin/176/654/b/07-176654227.jpg"图片来源www.\o"/article.aspx?id=97391"图4-5驾驶模拟仓和赛车模拟器1.3.4色彩的人性化设计产品最先被关注的首先是形态，其次就是色彩。色彩所具备的情感属性是人们将生活中所见的事物时情绪感受与颜色相关联，因为这种联想和象征性，色彩也就具备了情感属性。表4-3是作者整理部分色彩的心理联想，象征意义和情感属性。色彩所具备的情感属性对人的情绪具有影响和调节作用，在人性化设计中有着不可替代的作用。对脑卒中患者而言，合理的色彩搭配可以激发康复训练的热情和积极性。在冷漠的医疗色彩属性上加入暖色，能够让该产品获得相对于其它产品的更多的亲和力，且具备一种天生的信任感与亲近感。表4-3色彩心理联想、象征意义和情感属性色彩心理联想象征意义情感属性白色冰雪、雪山、云朵、棉花光明、希望纯洁、高雅灰色金属、城墙、阴天永恒、实用、坚固普通、稳定黑色黑夜、墨水死亡、终点沉重、庄重红色灯笼、鲜血、火焰喜庆、危险刺激、兴奋橙色橙子、美食、提醒温暖、欢乐、辉煌欢快、活力黄色太阳、丰收、黄金华丽、高端、奢华乐观、轻松绿色草原、大树、植物自然、和平生机、舒适、放松蓝色海洋、天空、商务深邃、浩瀚、包容沉稳、理性、冷静紫色薰衣草、女性、晚霞神秘，高贵浪漫，优雅色彩同时具备功能性，将彩色应用在产品不同的功能区，特殊部位和按键上，色彩变具有了区分和提示作用，既丰富了产品的视觉层次，同时也是人性化理念在色彩设计中应用的一种方式。通过实地探访康复训练环境和网络搜集相关环境的分析可以发现，目前康复