一、背景技术及意义  
　　随着人口老龄化加剧，老年人健康与安全问题日益严重。预计到2024年底，中国60岁及以上人口将超过3.1亿，占总人口的22%；65岁及以上人口将达到2.2亿，占15.6%。这一变化意味着老年人群体将持续扩大，养老和康复服务需求急剧增加，尤其是辅助设备如轮椅的需求将显著增长。  
　　目前，约4000万老年人失能或半失能，占18.3%，而残障患者也在逐年增加，交通事故、疾病等因素加剧了这一问题。因此，开发多功能康复型健身助行器能够有效提高老年人和残障患者的行动能力，提高生活质量，减轻家庭和社会的护理负担，提升他们的独立性与自信，成为解决这一社会问题的关键途径。  
　　二、现有技术缺陷  
　　经市场调研，目前市面上大多数的助行器存在以下几个问题  
　　功能单一，不能很好地实现使用者对于自身身体在场景转换时的需求，而大多数乘坐轮椅的人并不是下肢残缺，只是下身瘫痪。  
　　价格昂贵，助行器的使用者大部分是年迈而失去行动能力的老人，而他们往往思想守旧，崇尚节俭，因此尽管老年人潜在需求较高，但消费实际情况与老年人的消费意愿之间存在差异，这无疑会损失受众，既不能很好地解决老年人的需求，也不符合我国国情的需要。  
　　外携不便，虽然市面上存在可折叠型助行器，但是在性能和稳固方面却有较大的缺点。  
　　为解决上述问题，为能更好地满足使用者的需求，我们设计研制了一种基于人机工程学和力学基础上的多功能可健身助康复的助行器。  
　　三、设计基本思路  
　　一种基于人机工程学和力学基础上的多功能助行器，本项目技术通过以下技术方案来实现：  
　　根据失能老人的需求以及相关国家标准和技术规范，进行了轮椅的整体设计，确定了其尺寸和空间布局。  
　　对整体框架、中心结构、坐垫板以及关键零部件进行了结构设计，随后进行了抬背、抬臀、左右翻身等功能的机构设计，并通过UG软件进行三维建模。接着，对柔性调整装置的平移抬升机构及其附件进行了详细设计，并使用UG建立了三维模型。对机构的运动学和动力学进行了分析，进行了材料选择及力学分析。  
　　根据现有的人体工程学研究，脊椎处于最舒适状态时的角度为65°，阅读时的最佳角度为76~79°，而休息时则为53°。因此，本文设计的抬背角度范围为0~80°，并且能够在任何角度停留。转动角与曲柄摇杆机构的设计，实现车轮二级传动带动脚踏板运动，从而使下肢得到锻炼。曲柄导杆机构的设计，实现机械手臂敲打大腿的作用，起到按摩的功能。转动伸缩机构设计，实现转动伸缩使其美观的功能，实现康复与健身的功能。  
　　由于二便处理的需求，小腿板的设计角度范围为0~90°，以满足坐姿的需求。臀板的设计角度为0~30°，旨在实现“零重力”位姿变换以及床椅分离功能。脚踏板带动小腿前后运动，从而促进下肢血液流通，达到康复的效果。巧妙地利用杠杆原理，实现椅座的升降，起到锻炼上肢的目的。按摩棒敲打大腿，促进血液循环，实现同步康复。健身机构可折叠伸缩，实现了功能的多样化，更具人性化。  
　　翻身功能的设计角度范围为0~90°，分为两个阶段：第一级为整体翻身，角度为0~30°；第二级为30~90°的进一步翻身。依据这些数据，我们对作品进行了一些配件设计来实现人体最舒适的坐姿和睡姿。并且丰富人体位姿变换功能，还能便利使用者日常生活。椅座的设计，实现椅座升降的功能，从而达到锻炼上身的目的。  
　　机构简单，避免了复杂的齿轮、链传送带机构和电力系统的引用，安全节能。操作简便，适用范围广，患者可自主锻炼，减轻了家人负担，可实现手脚同步康复。  
　　四、产品的科学性与先进性
　　在原有轮椅功能的基础上增加了健身、康复的功能。使依赖轮椅的患者们能自主地完成上肢、腰部的锻炼和下肢的按摩功能。为家庭和社会减轻了负担的同时，也给患者带来重新站起来的希望。该轮椅的设计，机构简单，纯机械原理，无需用电，绿色环保；与普通轮椅相比，安全性更高；轮椅健身康复的动力由患者自身提供，自主性强；该轮椅操作简便，功能完善，使患者上下肢同步锻炼，更加人性化。  
　　五、推广价值
　　老年人群体的消费观念较为传统，相关调查表明，他们对“一物多用”的产品尤为偏好。这类产品的多功能性不仅很好地契合了他们独特的消费需求，还从实际出发，全面关注老年人的生活状况，该助行器具有多种功能，能同时满足老年人出行、锻炼、安全、生活等多方面的需求。此外，它还具有个性化定制服务。拥有如此众多的优势，这种新型的智能的多功能助行器必将成为老年人的福音，其潜在的市场价值与开发价值不可忽视。  
　　作者单位：湖北三峡职业技术学院