夜間移動式老人座便器裝置的設(shè)計(jì)

楊成龍 毛玉峰 羅小鈴 黃俊杰 李新月

摘要：我國老齡人口基數(shù)大、增速快，而老人特別是獨(dú)居老人在夜間如廁極易發(fā)生跌倒，《中國傷害預(yù)防報告》顯示跌倒死亡已經(jīng)是我國65歲及以上老年人傷害死亡的首位原因。通過對現(xiàn)有產(chǎn)品的分析和總結(jié)，擬設(shè)計(jì)一款可供老人夜間使用的可移動式座便器。裝置主要由移動機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、隔臭機(jī)構(gòu)和控制模塊四部分組成，可以實(shí)現(xiàn)夜間柔性照明、夜間移動定位，輔助老人如廁和隔離異味等功能。裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠，能夠避免老人在夜間如廁時發(fā)生摔倒，從而降低老人夜間如廁因跌倒而受傷的風(fēng)險，間接提高了老人的平均壽命，極大地增強(qiáng)了老人生活滿足感和幸福感。

關(guān)鍵詞：跌倒;移動機(jī)構(gòu);升降機(jī)構(gòu);隔臭機(jī)構(gòu)

引言

截至2018年底，我國60周歲及以上人口達(dá)2.49億人，占總?cè)丝诘?7.9%。由于家庭、社會等原因，獨(dú)居老人以及老人獨(dú)自生活的社會現(xiàn)象越來越普遍，這也讓老人在居住和生活等方面面臨重大挑戰(zhàn)。查閱文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)由于老人身體機(jī)能下降，導(dǎo)致行動和反應(yīng)遲鈍，尤其是在夜間，再加之光線變化和地面障礙等原因，使得老人在如廁路途及如廁過程中極易發(fā)生摔倒。座便器是老人在日常生活中經(jīng)常使用到的衛(wèi)生產(chǎn)品，它的設(shè)計(jì)不僅要滿足一般需求，而且更加應(yīng)該考慮到老人活動能力有限、行動不便等特殊狀況，應(yīng)盡可能地滿足老人能夠安全、舒適、方便地使用該衛(wèi)生產(chǎn)品。針對用戶群體做了深入研究和分析后，發(fā)現(xiàn)市場上現(xiàn)有的座便器價格昂貴，且存在一些缺陷和不足，不能完全滿足當(dāng)下獨(dú)居老人的使用需求。例如功能上不能人性化地輔助老人站立、安全系數(shù)不高、機(jī)動性不好;在可靠性、功能性和安全性方面在存在著諸多不足。不能完全滿足獨(dú)居老人夜間如廁的需求。針對老人摔倒的問題，本文致力于研究一種可供老人夜間使用的可移動座便器裝置，以幫助降低老人跌倒的傷亡率。

1.設(shè)計(jì)思路

分析比較了國內(nèi)外一些相對成熟的老年人座便器，提出了夜間移動式老人座便器設(shè)計(jì)要求：

1.裝置可移動，靈活性好; 2.具有自鎖功能，安全性高;

3.具有升降功能;4.能隔離小便后異味。

為實(shí)現(xiàn)夜間移動式老人座便器功能，應(yīng)將其設(shè)置在臥室的任意區(qū)域，在老人有需求時能隨時到達(dá)制定地點(diǎn)并開始工作。通過調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，市面上的大部分老人座便器要么移動性好、結(jié)構(gòu)簡單，但不滿足老人需要輔助站立、隔離便后異味等需求，要么功能多樣，但缺少人性化設(shè)計(jì)，其價格也讓老人難以接受。因此一般的座便器并不滿足老人夜間如廁的需求。

根據(jù)老人需要輔助起坐、移動、除異味等功能，我們設(shè)計(jì)出了一種夜間移動式老人座便器，主要針對老人夜間小便。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

其主要作用是輔助老人如廁時坐下與起立，因此我們根據(jù)絲桿螺母易自鎖、好控制的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步簡化和標(biāo)準(zhǔn)化，選取了4根，兩兩不同行程的電動推桿。

在老人使用裝置時，坐墊上升，待老人坐穩(wěn)后，支撐老人下降至蹲廁狀態(tài)，老人如廁完成后，再支撐老人至站立。

2.2移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目中設(shè)備的移動主要通過底部的4個直流電機(jī)驅(qū)動，同時為了保證設(shè)備待機(jī)狀態(tài)下的穩(wěn)定性，利用底部2個推桿來控制車輪的收放狀態(tài)，即，當(dāng)設(shè)備處于靜止?fàn)顟B(tài)時，將車輪收起，利用機(jī)體框架支撐設(shè)備，防止設(shè)備滑動，當(dāng)設(shè)備需要移動時，放下車輪，通過底部4個直流電機(jī)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，方便設(shè)備的移動。在設(shè)備上方，為了方便坐墊部分的收納，以及升降座椅高度，采用4個電動推桿來進(jìn)行驅(qū)動。

2.3 隔臭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過將尿壺的前后運(yùn)動與開蓋的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動結(jié)合起來，設(shè)計(jì)相對簡單，實(shí)現(xiàn)起來比較容器。由于老人上廁所只會打開一次裝置的蓋子和關(guān)閉一次，因此可以利用的運(yùn)動只有蓋子旋轉(zhuǎn)軸的2次不同方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的機(jī)構(gòu)有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)等等，因?yàn)樾D(zhuǎn)軸到尿壺還有一定的垂直與水平距離，利用2個齒條可補(bǔ)償這2個距離。

3.結(jié)語

所設(shè)計(jì)的夜間移動式老人座便器裝置在保證老人使用安全、操作簡單的前提下，依據(jù)人機(jī)工程學(xué)理論為指導(dǎo)，研究設(shè)計(jì)的老年人座便器在一定程度上能增強(qiáng)老人獨(dú)立操作性，提高自身的生活能力，減除如廁過程中的障礙，減輕家人的精神及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在老齡化問題日益嚴(yán)重的今天，本設(shè)計(jì)具有較高的發(fā)展前景和市場價值。

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基金項(xiàng)目：省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃——夜間移動式老人坐便器（S202010616076）

作者簡介：楊成龍（2000.03—），男，四川省達(dá)州人，成都理工大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)本科生