工业设计指导下的康复代步器设计基础数据研讨及应用策略指导

1.前言

“康复代步器”这个名词对于我国的普通大众来说还是十分陌生的,而大家所熟知的“轮椅”其实就是康复代步器家族中最原始、最基本的一员。即使就轮椅而言,大部分人也都认为那是残疾人使用的,和自己根本没有关系,对于它的结构、功能等知识更是了解甚少。然而从世界范围,特别是发达国家的现实情况及普遍共识来看,随着各国老龄化程度越来越高以及各类事故和疾病高发,康复代步器的需求者已经从过去的“残疾人士”扩展为“残障人士”。这里的“障”包括永久或暂时性需要代步辅助的所有人群,包括部分老人、幼儿、治疗期间的患者等,其人群数量之大和涉及范围之广使得康复代步器越来越接近我们社会普通人的生活。

正是社会需求的增长使得康复代步器在欧、美、日等国家和地区的发展十分迅速,其先进的技术、细分的功能、人性化的设计及其成熟的产业化模式使得康复代步器从实验室进入市场,走入越来越多的需用者的生活,极大地提高了这部分人群的生活质量。这在某种程度上也是社会文明和福利的一种体现。

随着我国经济发展和社会进步,康复代步器行业的发展将会成为一个值得政府、业界及全社会共同关注的问题。其中,对于康复代步器需用者的基础数据收集整理及分析研究是一项基础却又极为关键的工作,是人性化设计、细分功能、市场营销甚至企业运作的前提,是改变我国现行“一种轮椅所有人通用”的产品初级阶段的基础平台,对提升整个行业的形象和产品竞争力具有重大的意义。www.dolcn.com

2.我国康复代步器需用者基础数据研讨

由于疾病、灾难或者高龄等原因,当今中国需要轮椅的各类人士总数超过15,000,000, 居全球居首位。其中,肢体残疾约占四分之三。

肢体残疾是指人的肢体残缺、畸形、麻痹导致人体运动功能丧失或功能障碍。诱发或造成肢体残疾的病因包括脑瘫、偏瘫,脊髓疾病及损伤、小儿麻痹后遗症、截肢、缺肢、四肢畸形、侏儒症、脊柱畸形、骨关节和肌肉疾病及损伤、周围神经疾病及损伤等。根据《中国残疾人实用评定标准》,肢体残疾分为三级:完全不能或基本不能完成日常生活活动者为一级肢体残疾;能够部分完成日常生活活动活动者为二级(中度)肢体残疾;基本上能够完成日常生活活动者为三级(轻度)肢体残疾。不同人群需要不同功能与层次的康复代步器。


表1 我国肢残者基础数据表 设计在线.中国

表1为我国肢体残疾人群的基础统计数据。由于康复代步器使用人群的特殊性和复杂性,每个残障者的残障部位和程度都不相同,年龄、性别等因素也会导致身体数据的极大差异,因此每个残障者需要和适用的代步器都不相同。优秀的康复代步器必须恰好弥补使用者的缺陷和配置针对其本人需要的功能。要为众多残障人士设计出适用的代步器,确定代步器功能、结构、尺寸、材料、价格、产量等,就必须针对他们的不同特点进行相关数据的统计分析及残障分类的研究工作,建立国家和各地区的分级数据库指导康复代步器设计工作中的形式、关键尺寸及结构要素。(见图1)


图1 代步器相关肢残者类群数据

分析调研结果可见:
1) 从年龄结构来看:其中占主要比重的年龄段是18-39和40-59,这两个年龄段需要较高的活动能力,代步器对于他们来说是大幅提高社会接触程度的有力工具。另外,60岁以上老年人也占了较大比例,需要针对老年人的特殊情况,设计舒适性和辅助医疗功能性的康复代步器。设计在线.中国
2) 从致残原因来看:疾病和外伤是其中主因。该群体要继续从事他们健康时的社会工作和事业,就必须由康复代步器提供辅助。
3) 从活动能力来看:占到47.5%的能部分自理的肢残者是康复代步器的最大使用人群,其自理的能力需要康复代步器为其进一步提高,代步器提供的活动使这部分人在身体和精神上都得到锻炼和辅助康复,并且使他们有可能参与社交活动,提高自信。
4) 从构成结构来看:在肢体残疾人中,下肢残疾占绝大多数,还有很大部分的复合残疾者。显然,康复代步器是他们自主融入社会的基础,也是他们的希望和尊严。

由于经济收入等客观原因,城市中的残障人士对于康复代步器的需求及购买力是该领域的最大市场,因而,对于城市残障人士的数据调研分析对正确合情地确定数据库、制定相关产品的设计依据合规范,有着特殊的重要作用合意义。2002年4月20日残联进行的调查数据显示,上海市持有残疾证的肢残人数为111216人。其中不同原因导致肢体残疾和肢残的不同类型基础数据如图2所示:


图2 不同原因及不同类别肢体残疾人数分布图 设计在线.中国

统计数据也显示,大中城市的意外事故致残率高于全国平均水平,这其中交通事故是意外致使下肢残疾的最大原因。此类人群中有很大一部分具有较高的经济能力,这使得他们对于康复代步器的需求相应的也具有较高的要求。因此在针对城市市场的康复代步器设计中,材料的选用、外形的设计、多功能及舒适性成为必须侧重考虑的因素。

另外,医院中的部分手术患者也是康复代步器的临时需用者,对于这类产品也需进行因地而异的特殊设计。

值得注意的是,基础数据需要及时更新,与时俱进,以便行业决策者和产品设计师能及时掌握市场动态。基础数据的全行业共享能够提高行业整体效率,网络化并行设计也是产业化发展的必然方向。

3.基于工业设计的行业基础数据应用策略指导

3.1 充分重视工业设计理念的指导意义 设计在线.中国

康复代步器从其“代步”这一基本功能来看,它已经成为人体延伸的一部分,和人有着“亲密”的接触、依赖关系。基于这种设备与人的特殊关系,“以人为本”的工业设计原则对于指导康复代步器设计来说就显得尤为重要了。良好的人机和谐的设计对保障“人”的身体健康具有极其重要的意义。这里应该特别注意:如果设计中忽略了人机交互原则,片面追求美观或经济等因素,这样设计制造出的产品很可能引起使用者长时间以强迫体位姿势(如腰部扭曲、长时间低头、抬臂、抬肩等) 进行操作,形成静态负荷,造成肌肉疲劳。长期这样还可能造成关节、肌腱及其它生理组织发生永久性损伤的严重后果,致使康复代步器使用者“残上加残”。

贯穿于残障人士使用的康复代步器设计的人机工程学原则为:
1) 人机系统必须安全可靠;
2) 人机系统既要使机器发挥最高的效能,又要使操作者付出尽量少的劳动;
3) 人机系统应具有明确的符号指向性,杜绝设计中可能形成的功能和操作上的误导因素;
人机系统应当使操作者在操作时感到舒适和便捷。
代步器中每部分的结构、尺寸、形状、材质、质量等因素都会影响到人使用代步器的操控性、灵活性、稳定性和舒适性等指标,而所有的设计依据都必须根据使用者的人体数据而定。要设计、研发出优秀的代步器新产品,在行业中制定完整的数据搜集整理机制以及建立统一的数据库工作就成为必要的基础条件。

3.2 根据基础数据制定行业规范和标准

从相关人群的人体数据以及残障分类出发,在行业规范和标准的制定中充分考虑人体感知及有效肢体功能的发挥,使最终在规范和标准之下设计出的产品与特殊群体使用者的关系更紧密、更和谐,真正成为他们身体不可或缺的组成部分。具体的行业规范和标准应涉及:
1) 产品的外形、功能、价格规范
2) 产品的规模,系列标准
3) 产品模块化标准
4) 现代制造系统的移植规范

3.3 引进消化国际先进产品,建立有自主知识产权的设计开发体系

重视研究国外先进的基础数据统计分类方法、加深对于国外产品的科技成果转化应用机制的剖析,这对于我国康复代步器领域无疑是一项高效而具有巨大实际价值的工作。当然,利用国际先进技术经验的同时必须结合我国国情,制定我国特有的行业设计指导原则。唯有自主、创新设计,才是提高我国相关领域竞争力的根本手段。

由于我国康复代步器使用者的条件、需求、比例的差异性、特殊性和离散性,情况非常复杂,因而对我国在此领域的独立设计开发、加工制造、市场营销,直至参与世界范围的竞争都提出了很高的科技要求。相关企业应该在设计研发上加大投入,加强先进设计和生产技术在本行业的移植和应用,建立具有自主知识产权的设计开发体系,这将会对康复代步器行业的发展起到革命性的作用。


参考文献
1. 刘志泉. 我国肢体残疾人概况 [J]. 中国康复医学杂志. 2003,18,8:493~494
2. 马江彬. 人机工程学及其应用 [M]. 北京:机械工业出版社. 1993.


作者:汪雯雍 虞世鸣 (上海大学机电工程与自动化学院 工业设计教研室)
简介
汪雯雍 上海大学 硕士研究生 机电工程与自动化学院 工业设计教研室
虞世鸣 上海大学 副教授 机电工程与自动化学院 工业设计教研室