● 摘要
我国老龄人口日趋增多，其中不能完全自理老人对养老服务需求量大；而当前养老机构床位不足，专业护工严重短缺，市场上护理产品种类少、功能单一，智能化程度低，无法独立承担护理任务。因此，人与护理器械有效合作将是满足老人需求的一种途径。本文针对完全失能、中度失能和轻度失能老人的不同需求，开展了多功能床椅人机协作护理系统的设计研究工作，主要成果如下：
首先，研究老人与护工行为模式，将老人按失能程度分为完全失能、中度失能和轻度失能三个类型，确立了三类老人的迫切需求分别是防止褥疮、便捷卫浴和特殊体位，并定位护理系统功能为辅助翻身、卫浴和姿态调整；并在专业护理人士协助下制定了护理系统设计原则与方法以指导后续设计。
其次，总结出基于认知行为层次的任务分配模型，有条理地将功能细分后的任务分配与人、机或人机协作完成。提出了细分设计法，以用户行为模式研究得出的功能定位为依据，发散解决方式并进行产品概念设计，生成分别以自动翻身、与马桶对接如厕和升降倾斜为核心功能的护理床椅概念。
再次，结合老人形态测量学、产品美学、材质肌理学和色彩学研究与调查，设计了成熟稳重、秩序统一且符合人机工程学要求的多功能护理床椅外观形态与交互界面，增强了老人和护工对科技产品的接受度；提出了人性化的人机协作护理模式，保障了老人、护工、多功能床椅之间顺畅愉悦的交互。
最后，开展了辅助翻身、卫浴和姿态调整构型分析与设计。进行了样机研制和性能实验研究，研究结果表明平稳的刚性辅助翻身比人工辅助翻身，对老人血压引起的波动较小，具备更高的防止褥疮有效性与用户舒适性。为进一步提高翻身多功能床椅样机的舒适性与实用性，设计了采用离散型柔性翻身机构模拟人工辅助翻身，替代刚性翻身结构，经过仿真验证证实老人使用舒适性得到提升。人机协作护理系统的研制填补了老龄化带来的护理服务与产品缺口，减轻了护工劳动强度，并为后续助老护理产品研发提供借鉴。