創(chuàng)新型助力爬坡裝置

摘要：爬坡裝置主要功能是保護膝蓋免受損傷。本文闡述了創(chuàng)新型助力爬坡裝置的項目內容和針對群體，通過外觀設計、服務功能以及產(chǎn)品使用幾個方面著重探討了裝置的創(chuàng)新方案，旨在為相關工作人員提供理論性的參考意見，推動創(chuàng)新型助力爬坡裝置的革新發(fā)展。

關鍵詞：創(chuàng)新型;助力爬坡裝置;產(chǎn)品研究

引言：

傳統(tǒng)助力爬坡裝置主要功能是為行走不便者承重一部分壓力，減少膝蓋受到的損傷，創(chuàng)新型助力爬坡裝置在此基礎上獲得了革新，總結傳統(tǒng)經(jīng)驗并從全方位改進了裝置性能，產(chǎn)品更新穎實用，針對方向更為廣泛，更具人文性和美觀性，在掌握了膝關節(jié)生理特征的基礎上為人群爬坡提供了便利和快捷。

一、項目概述

膝關節(jié)由髕骨、股骨、韌帶、滑膜、脛骨近端、半月板、脂肪墊及滑膜囊等多種組織結構組成，在運動形態(tài)下能內外旋轉、延伸壓縮、前后運動、內外翻轉伸屈等，正常情況下健康膝關節(jié)能收放自如，一旦收到損傷將直接影響到腿部運動。以老年人為例，其骨骼脆弱易損，加之受到關節(jié)骨病的影響常會表現(xiàn)為行動不便，而爬坡的角度對膝蓋的影響很大，所以助力爬坡裝置的研發(fā)和應用至關重要。

傳統(tǒng)爬坡裝置性能單一，主要針對爬坡輔助過程，創(chuàng)新型爬坡裝置考慮到膝蓋受損大部分原因在于受溫度的影響，只有少部分人群源于外力作用，所以將溫差環(huán)境作為研究重點進行了調查和分析。經(jīng)調查，膝關節(jié)疾病多發(fā)于冬季寒冷潮濕天氣，尤其北方冬天室內外溫差較大，所以產(chǎn)品可在充電后發(fā)熱，最高溫度可達40攝氏度，滿足人體溫度所需。產(chǎn)品選擇棉質材料，柔軟御寒還能促進膝部血液循環(huán)，對患有關節(jié)炎、風濕骨病的人群具有顯著效果。當老年人室外活動時能減少溫度對其膝蓋的損傷，防止關節(jié)病生成。

二、創(chuàng)新型助力爬坡裝置的針對方向

傳統(tǒng)爬坡裝置主要針對老年人，創(chuàng)新型助力爬坡裝置為拓展需求人群，以老年人為切入點，對運動者、體力勞動者、青少年人群以及行動不便者都加以深入研究，最終研發(fā)了多種針對性產(chǎn)品，能有效降低膝部壓力，緩解各年齡階段人群在爬坡過程中的膝蓋損傷。運動者、體力勞動者膝關節(jié)屈伸及運動強度較大，重復性強，產(chǎn)品針對強度方面需要有所提升。該助力爬坡產(chǎn)品能在膝蓋運動過程中穩(wěn)定膝蓋，根據(jù)人體骨骼結構科學引導肌肉收縮伸展，確保肌肉的工作質量和效率。其中的加壓效果能分散膝部集中的壓力，減小作用力，避免勞損?，F(xiàn)階段，青少年追求時尚潮流，缺少膝蓋保護意識容易出現(xiàn)各種骨骼疾病，針對這一現(xiàn)象，產(chǎn)品中的溫控系統(tǒng)能為膝蓋提供適宜的溫度環(huán)境，同樣適用于骨骼脆弱，肌肉老化的老年人，防止膝部疾病影響人體健康[1]。

三、創(chuàng)新型助力爬坡裝置的創(chuàng)新研究

（一）外觀設計的通用性

在總結了傳統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)驗的前提下開展了市場調查，為滿足消費者的審美需求，產(chǎn)品在外觀上追求獨特和創(chuàng)新，主要根據(jù)產(chǎn)品的不同適用人群特點展開外觀設計。從適用群體上來講，青少年青睞于明艷活潑的顏色，老年人喜愛低調深沉的顏色，而運動員或體力勞動者則適中，所以考慮到通用性產(chǎn)品選擇大方簡潔的顏色設計，外觀上也以輕巧便捷為主，既要美觀大方又要獨特實用。從外觀結構上來講，選用棉質材料較為輕盈柔軟，穿戴在膝部時要輕巧，避免操作過難影響青少年或老年人自行操作裝卸。

除此之外，外觀設計要體現(xiàn)更多的人文性，不同的消費群體心理皆有不同，在產(chǎn)品設計時會從心理上滿足使用者的特點，在激烈的市場競爭中脫穎而出，獲得大眾青睞。

（二）服務功能的豐富性

創(chuàng)新型助力爬坡裝置需要滿足日常生活運動所需，服務內容豐富多樣且特色明顯，適用于團隊活動，在老年人、運動者、體力勞動者、青少年人群以及行動不便者中都能被廣泛應用。研究成員具備專業(yè)理論知識和實踐能力，在反復的調研和實驗中對群眾的基本需求進行了整合、匯總和評估，為產(chǎn)品的創(chuàng)新和改進奠定了基礎。市場調查數(shù)據(jù)顯示老年人仍屬于此類產(chǎn)品的主要消費群體，現(xiàn)有產(chǎn)品多集中在膝關節(jié)輔助器械或護膝方面，二者皆不具備發(fā)熱和保護的雙重功效，所以創(chuàng)新型助力爬坡裝置市場發(fā)展前景良好?；卺槍θ后w較多，年齡階段分化明顯，產(chǎn)品服務對象也存在多元性的特點。

（三）產(chǎn)品使用的安全性

產(chǎn)品的安全性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，結構穩(wěn)定。創(chuàng)新型助力爬坡裝置需要穩(wěn)定膝關節(jié)，當使用者穿戴做爬坡運動時，產(chǎn)品要能穩(wěn)固關節(jié)，避免過度拉伸或扭曲造成骨骼或組織受損。產(chǎn)品設計前要掌握膝部爬坡時的運動形態(tài)，盡可能貼合肌肉，當產(chǎn)品發(fā)熱時既能起到保溫御寒作用又能防止運動過程膝部受損。

其次，材料安全。棉質材料能為使用者帶來舒適的觸感，接觸膝蓋部位由內外雙保護層構成，充電發(fā)熱裝置經(jīng)過多次試驗，安全可靠。發(fā)熱裝置的構成為發(fā)熱元件、指示燈、開關、充電插頭、隔熱層、電池、數(shù)控電路板等，還配有搭扣便于穿戴。其中指示燈、開關、充電插頭及電池等安裝于外保護層，而隔熱層及發(fā)熱元件置于中間位置。內保護層以棉質材料為主，更加親膚;外保護層以合成材料為主，耐磨抗臟，整體材料要確保彈性和強度，有效延長使用壽命，避免長時間使用出現(xiàn)的磨損影響產(chǎn)品安全，能保證短時間達到適宜溫度且熱感明顯。

最后，經(jīng)濟實用?，F(xiàn)階段，市場中同類產(chǎn)品較多，為占據(jù)優(yōu)勢首先要在開發(fā)成本上有所降低，在確保質量和性能的前提下利用經(jīng)濟實惠獲得穩(wěn)定的消費群體，提高產(chǎn)品口碑。組件的循環(huán)利用是保證經(jīng)濟性的一種方法，部分組件可回收且在處理時不會對環(huán)境造成嚴重污染，滿足人與自然和諧相處的理念。產(chǎn)品開發(fā)還要融入更多實用性功能，比如市場中暢銷的拐杖上有折疊座椅，一物兩用，當老年人出行時可以隨時隨地坐下來休息，產(chǎn)品更為經(jīng)濟實用。創(chuàng)新型助力爬坡裝置也會不斷開發(fā)更多新功能，如選擇自加熱材料代替原有充電加熱裝置，加入自驅動功能推動膝關節(jié)運動[2]。

結論：

總而言之，爬坡裝置能滿足市場需求，在國內外相關器械的基礎上有所改進和完善，具有外觀通用、功能豐富以及實用安全等特點，能滿足需求人群的爬坡需求，減少膝部壓力，還具有調理養(yǎng)生功能，在冬季嚴寒天氣也能為使用者提供良好的運動環(huán)境。

參考文獻：

[1]鄧云桂，賀菊香，向孝勇.下肢活動輔助器設計與制作[J].科技與創(chuàng)新，2018（04）：113-115.

[2]陳國東，李隆鋒，楊忠亮.膝關節(jié)輔助器械設計研究與分析[J].機械制造，2010，48（06）：19-22.

作者簡介：

楊庭鈞（1997-），男，漢族，籍貫：江蘇無錫，單位：沈陽化工大學工業(yè)與藝術設計系。