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智能轮椅是一种具有智能功能的代步工具，主要用来辅助老年人和残疾人的生活和工作。目前的智能轮椅实现了自主导航、自主避障、语音驱动、防碰撞等诸多功能。上述研究重点强调产品的自动化水平，很少有专门针对老年群体的智能轮椅工业设计研究。因此，关于老年智能轮椅的设计原则和方法有着重要的研究意义。

1、老年人特征。

生理特征：生理特征包含性别、年龄、身体质量及健康状况等。随着年龄增长，老年人通常存在3个系统的衰老，骨骼肌肉系统衰老、感知系统衰老、思维系统衰老。

心理特征：老年人情感较敏感、自卑，接受新事物的能力减退，多有孤独、怀旧和依赖感；不愿承认衰老，不希望被当作残疾人看待。

2、老年智能轮椅设计实例

2.1功能设计

2.1.1控制功能

（1）语音驱动控制系统。通过语音识别和语音合成技术，实现用户与轮椅的对话并对其进行控制。通过预处理消除采集的声音和设备对语音质量的影响。然后从语音波形中提取出重要信息，提取语音特征参数，与训练好的库中各模型进行比较，产生识别结果，最后进行后处理。（2）手势驱动控制系统。先通过摄像头获取用户视频图像信息；然后根据交互模型检测视频中是否有手势，将人手从背景中分割出来，再进行手势分析，静态手势需提取手型特征，动态手势则提取手势轨迹，最后根据模型参数对手势进行分类、识别。（3）导航、避障、防碰撞和跌落系统。通过摄像头图像信息导航；通过多信息融合处理实现轮椅避障，到障碍物或坑洞时经过8个红外线测距传感器传达给DSP控制器，以停止轮椅驱动行驶或更换方向，3个防碰撞开关控制防止碰撞和跌落系统。

2.1.2附加功能

（1）监测系统。监测系统分3部分：无线网络与传感器数据采集、轮椅上位机数据融合处理和控制GSM通信模块远程报警。环境监测包括入侵检测、环境温度监控和煤气泄漏检测；生理指标检测包括健康检测、体温、脉搏信号采集，通过遥感等技术记录身体状况、建立实时检测系统；安防报警对数据进行处理并通过训练好的BP神经网络做判断，如有温度异常和有毒气体等危险通信模块将通过GSM网络发送信号给亲友手机报警，同时上位机对轮椅通过导航逃离危险地。（2）其他附加功能。为方便老人转移到床或椅子上，轮椅设计了可平躺转接功能；针对老年人视觉和听觉衰退，前方设有灯光照明、后背有反光条，便于户外使用。

2.2外观设计

（1）车体。区别于市场上现有轮椅冰冷、机械的外形，使其时尚、温暖。根据调研数据进行轮椅静态尺寸与动态尺寸设计。老人对冷色区分能力下降，用暖色设计轮椅外观与功能键。用对比明显的色彩区分轮椅外观相似的模块，各模块功能根据老年人对符号的经验认知进行造型设计，引导用户对产品操作的认知。

（2）触摸屏。为方便老人操作，提手位于屏幕上部分，功能键位于屏幕下部，视觉输入操作上有关联的位置，颜色便于区分、字体大小容易阅读，重要内容采用颜色和灯光强调。

（3）操纵杆和遥控器。按钮功能较少，增加对应指示性。操作区域与背景色彩进行差异区分，不同工作区域用材质和色差分开。按键做突起设计，用EVA材料增加视触觉对比，并用不同颜色的线条勾边，增加识别性。形态设计为圆形或扁形更易于操作。

2.3人机界面设计

（1）输入系统。触摸屏的设计减少输入性操作，降低对用户输入操作的要求，降低用户的挫败感；操作程序进行形象化设计、避免多余信息和复杂操作。操作轮椅减少机械识记，用理解性记忆力帮助老人识别功能。用户在操作触摸屏下部按键时，屏幕配合做出反应变化，便于老人识别。

（2）输出系统。针对老年人听力衰退，语音系统采用中低音频设置，且语速较慢。同时增加震动信号提示功能，当用户听力衰退时可选择此功能。

（3）信息反馈。设计了触觉、视觉、听觉相配合的反馈系统，反馈信息结合任务确定反馈和次数匹配反馈共同进行，同时设计了阻力反馈和物件的位移反馈。老年人不懂看代码，在用户出现错误操作时屏幕直接显示错误原因并出现语音反馈。

结论

对老年智能轮椅设计原则和关键技术进行了分析，以杭州某老年公寓老年群体为对象，根据该群体特点，从功能到外观、零部件再到人机界面进行了针对性分析，设计了一款具有自主避障、自主导航、语音驱劝、手势驱动、防碰撞、防跌落等控制功能，同时具备多种附加功能的老年时尚型智能轮椅。