老年人智能洗浴装置研究与设计

杜露露 阮航 赵起飞

摘 要：党的十九届五中全会提出，实施积极应对人口老龄化国家倡议，可見，人口老龄化问题对经济发展和社会治理具有较大影响，而老年人的健康生活尤其引发关注。为了解决老年人洗浴难的社会问题，通过对现有市场上智能洗浴装置的对比研究，设计一款适用于老年人洗浴的智能便捷装置。该装置机械部分主要由升降座椅、推动板、背部及小腿清洗装置等组成。对各部分结构进行设计分析，在三维软件中仿真，完成产品设计雏形。

关键词：老年人;洗浴;设计

1   设计背景

据统计，我国65岁及以上的老年人口比例达11.70%，我国已步入深度老龄化社会，预计2040年，这个比例将超过20.00%，我国将进入超老龄化社会[1]。老年人在生活方面尤其是洗浴问题引发关注，即使是身体较好的老人在洗浴时也易体力不支，容易发生摔伤事故。许多家庭只能通过购买辅助工具来满足老年人对洗浴家具的功能诉求[2]。从关爱老年人健康生活和人机工程学的角度，调研老年人的洗浴需求，对老年人的洗浴装置进行研究并设计。

2 设计方案

2.1  设计思路

通过对老年人室内卫生间空间的调查，以简洁、占空间小为着力点，设计以淋浴方式为主、自动帮助清洁后背和小腿为主要功能的自动升降座椅式洗浴装置。

2.2  机械部分设计

老年人洗浴装置机械部分主要由升降座椅、推动板、背部及小腿清洗装置组成。

2.2.1  升降座椅

电机1和电机2同时工作，给齿轮1提供动力，齿轮旋转带动丝杠旋转，滑块将丝杠的旋转运动改为滑块的直线运动，座椅与滑块连接，滑块的运动使得座椅出现升降。机械结构原理如图1所示。

2.2.2  小腿清洗机构

小腿清洗机构可对小腿进行自动清洗，如图2所示。动力来自丝杠减速电机，利用丝杠实现固定板的升降。固定板与震动板之间使用多组弹簧连接，在震动板上安装多个震动马达，使得震动板开始周期性运动，与小腿内壁摩擦达到清洗的目的。

2.2.3  背刷清洗机构

背刷清洗机构可以用来自动清洗背部，如图3所示。由小型直流电机提供动力，利用万向联轴器与轴进行连接，在轴与背刷连接处安装多组弹簧进行缓冲和减震，利用背刷的旋转与背部进行摩擦达到清洗的目的。

2.2.4  三维仿真

将以上各部分设计CAD图导入UG软件进行三维仿真，效果如图4所示。根据该仿真图，完成产品设计雏形。

3 洗浴装置工作流程

洗浴装置工作流程如图5所示。

（1）洗浴前，可以通过自主开发的手机App检测和查看洗浴椅的各类数据，例如洗浴椅的电气部分是否正常、各项功能部分是否处于正常位置等。

（2）洗浴时，可坐着洗浴，对于不便清洗的后背，设置专门的后背搓澡触头，扶手位置设有开关，只需按下开关，即可启动后背搓澡功能。座椅可上下升降，对于小腿部分，可按动下降按钮，使座椅下降至合适高度，方便老人手动清洗小腿;也可一键启动扶手处小腿清洗机构开关，自动进行小腿的清洗。洗浴时，双手可以握着扶手，扶手内部安装了测量体温、心率、血压和计时的装置。从老人洗浴开始，扶手就开始计时，并且每2 min记录一次生理数据，并控制老年人的洗浴时间，避免老年人洗浴时间过长而发生危险。

（3）洗浴后，座椅座板具备辅助起立功能，可抬升的座板会向上升起，起到辅助老年人起身的作用，避免老年人起身不便。

（4）洗浴0.5 h后，手机App会发送本次洗浴的健康报告，经由App传送到社区养老中心，老年人不用出门就可以上报自己的身体情况，即使在卫浴间出现意外，根据其心跳频率及感应设置，相关人员会以最快的速度报警，抢在最佳的治疗时间段进行施救[3]。

4 设计创新点

4.1  智能互联

本产品内部通过单片机进行智能互联，通过局域网可以将座椅纳入智能家居，也可一键报警。硬件部分主要由单片机、传感器、数据存储器等组成。连接部件为云端和硬件通信的保障设备，可提升传统硬件产品的使用价值和用户体验，如芯片等。通过传感器监测数据并传送至单片机，并由手机App读取，可实时检测。老人洗浴时，可以通过App实时监测体温、心率、血压，对生理状态数据进行监控，起到安全预警的作用。

4.2  云端服务

在互联网与大数据背景下，随着5G的商用，已开启了智能互联的数字化新时代，智慧社区已成为一种趋势。人工智能、物联网等技术赋能智慧社区建设，通过协议打通或云云互通，实现传感器和终端设备间数据互联互通。单片机会将读取到的数据通过网络互联发送到云端保存，并由手机App发送报告到社区养老中心，生成健康报告，进而相关人员可根据健康报告评估老人的基本生理状态。

4.3  舒适安全

老年人智能洗浴装置可升降，利于老年人清洗腰部以下，防止因长时间以较低姿态坐立引发脑部贫血、缺氧等危险，具有较高的延展性，利于老年人自行调整靠背姿态。该装置可实时进行安全检测，具有手自一体报警功能，同时防水、绝缘、防锈，且安全系数高。

5 结语

随着老年人群体的不断扩大，适老化产品将引发社会关注。随着生活品质的提升，老年人对于洗浴功能的需求将会越来越高。目前，我国对于老年人洗浴装置的研发还处于初级阶段，市场暂无成熟产品出现。因此，提出一种设计方案，在传统机械硬件的基础上，赋能互联网、大数据等信息元素，实现洗浴装置智能化升级。在三维软件中仿真，并完成产品设计雏形。但在外观、细节设计、产品亲和力等方面还需改进和完善。社区健康报告的实现也需依托智慧社区的建设。

[参考文献]

[1]叶威，王张恒，马宁，等.自理老人的洗浴家具设计探析[J].家具与室内装饰，2020（11）：22-24.

[2]林宝.建设不分年龄人人共享的智慧老龄社会[J].金融博览，2021（2）：20-21.

[3]张峰，顾艺.快速响应设计思维下商用智能互联产品界面设计研究[J].设计，2020，33（9）：137-139.