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摘要：爬坡装置主要功能是保护膝盖免受损伤。本文阐述了创新型助力爬坡装置的项目内容和针对群体，通过外观设计、服务功能以及产品使用几个方面着重探讨了装置的创新方案，旨在为相关工作人员提供理论性的参考意见，推动创新型助力爬坡装置的革新发展。
关键词：创新型;助力爬坡装置;产品研究
引言：
传统助力爬坡装置主要功能是为行走不便者承重一部分压力，减少膝盖受到的损伤，创新型助力爬坡装置在此基础上获得了革新，总结传统经验并从全方位改进了装置性能，产品更新颖实用，针对方向更为广泛，更具人文性和美观性，在掌握了膝关节生理特征的基础上为人群爬坡提供了便利和快捷。
一、项目概述
膝关节由髌骨、股骨、韧带、滑膜、胫骨近端、半月板、脂肪垫及滑膜囊等多种组织结构组成，在运动形态下能内外旋转、延伸压缩、前后运动、内外翻转伸屈等，正常情况下健康膝关节能收放自如，一旦收到损伤将直接影响到腿部运动。以老年人为例，其骨骼脆弱易损，加之受到关节骨病的影响常会表现为行动不便，而爬坡的角度对膝盖的影响很大，所以助力爬坡装置的研发和应用至关重要。
传统爬坡装置性能单一，主要针对爬坡辅助过程，创新型爬坡装置考虑到膝盖受损大部分原因在于受温度的影响，只有少部分人群源于外力作用，所以将温差环境作为研究重点进行了调查和分析。经调查，膝关节疾病多发于冬季寒冷潮湿天氣，尤其北方冬天室内外温差较大，所以产品可在充电后发热，最高温度可达40摄氏度，满足人体温度所需。产品选择棉质材料，柔软御寒还能促进膝部血液循环，对患有关节炎、风湿骨病的人群具有显著效果。当老年人室外活动时能减少温度对其膝盖的损伤，防止关节病生成。
二、创新型助力爬坡装置的针对方向
传统爬坡装置主要针对老年人，创新型助力爬坡装置为拓展需求人群，以老年人为切入点，对运动者、体力劳动者、青少年人群以及行动不便者都加以深入研究，最终研发了多种针对性产品，能有效降低膝部压力，缓解各年龄阶段人群在爬坡过程中的膝盖损伤。运动者、体力劳动者膝关节屈伸及运动强度较大，重复性强，产品针对强度方面需要有所提升。该助力爬坡产品能在膝盖运动过程中稳定膝盖，根据人体骨骼结构科学引导肌肉收缩伸展，确保肌肉的工作质量和效率。其中的加压效果能分散膝部集中的压力，减小作用力，避免劳损。现阶段，青少年追求时尚潮流，缺少膝盖保护意识容易出现各种骨骼疾病，针对这一现象，产品中的温控系统能为膝盖提供适宜的温度环境，同样适用于骨骼脆弱，肌肉老化的老年人，防止膝部疾病影响人体健康[1]。
三、创新型助力爬坡装置的创新研究
（一）外观设计的通用性
在总结了传统产品经验的前提下开展了市场调查，为满足消费者的审美需求，产品在外观上追求独特和创新，主要根据产品的不同适用人群特点展开外观设计。从适用群体上来讲，青少年青睐于明艳活泼的颜色，老年人喜爱低调深沉的颜色，而运动员或体力劳动者则适中，所以考虑到通用性产品选择大方简洁的颜色设计，外观上也以轻巧便捷为主，既要美观大方又要独特实用。从外观结构上来讲，选用棉质材料较为轻盈柔软，穿戴在膝部时要轻巧，避免操作过难影响青少年或老年人自行操作装卸。
除此之外，外观设计要体现更多的人文性，不同的消费群体心理皆有不同，在产品设计时会从心理上满足使用者的特点，在激烈的市场竞争中脱颖而出，获得大众青睐。
（二）服务功能的丰富性
创新型助力爬坡装置需要满足日常生活运动所需，服务内容丰富多样且特色明显，适用于团队活动，在老年人、运动者、体力劳动者、青少年人群以及行动不便者中都能被广泛应用。研究成员具备专业理论知识和实践能力，在反复的调研和实验中对群众的基本需求进行了整合、汇总和评估，为产品的创新和改进奠定了基础。市场调查数据显示老年人仍属于此类产品的主要消费群体，现有产品多集中在膝关节辅助器械或护膝方面，二者皆不具备发热和保护的双重功效，所以创新型助力爬坡装置市场发展前景良好。基于针对群体较多，年龄阶段分化明显，产品服务对象也存在多元性的特点。
（三）产品使用的安全性
产品的安全性主要体现在以下几个方面：
首先，结构稳定。创新型助力爬坡装置需要稳定膝关节，当使用者穿戴做爬坡运动时，产品要能稳固关节，避免过度拉伸或扭曲造成骨骼或组织受损。产品设计前要掌握膝部爬坡时的运动形态，尽可能贴合肌肉，当产品发热时既能起到保温御寒作用又能防止运动过程膝部受损。
其次，材料安全。棉质材料能为使用者带来舒适的触感，接触膝盖部位由内外双保护层构成，充电发热装置经过多次试验，安全可靠。发热装置的构成为发热元件、指示灯、开关、充电插头、隔热层、电池、数控电路板等，还配有搭扣便于穿戴。其中指示灯、开关、充电插头及电池等安装于外保护层，而隔热层及发热元件置于中间位置。内保护层以棉质材料为主，更加亲肤;外保护层以合成材料为主，耐磨抗脏，整体材料要确保弹性和强度，有效延长使用寿命，避免长时间使用出现的磨损影响产品安全，能保证短时间达到适宜温度且热感明显。
最后，经济实用。现阶段，市场中同类产品较多，为占据优势首先要在开发成本上有所降低，在确保质量和性能的前提下利用经济实惠获得稳定的消费群体，提高产品口碑。组件的循环利用是保证经济性的一种方法，部分组件可回收且在处理时不会对环境造成严重污染，满足人与自然和谐相处的理念。产品开发还要融入更多实用性功能，比如市场中畅销的拐杖上有折叠座椅，一物两用，当老年人出行时可以随时随地坐下来休息，产品更为经济实用。创新型助力爬坡装置也会不断开发更多新功能，如选择自加热材料代替原有充电加热装置，加入自驱动功能推动膝关节运动[2]。
结论：
总而言之，爬坡装置能满足市场需求，在国内外相关器械的基础上有所改进和完善，具有外观通用、功能丰富以及实用安全等特点，能满足需求人群的爬坡需求，减少膝部压力，还具有调理养生功能，在冬季严寒天气也能为使用者提供良好的运动环境。
参考文献：
[1]邓云桂，贺菊香，向孝勇.下肢活动辅助器设计与制作[J].科技与创新，2018（04）：113-115.
[2]陈国东，李隆锋，杨忠亮.膝关节辅助器械设计研究与分析[J].机械制造，2010，48（06）：19-22.
作者简介：
杨庭钧（1997-），男，汉族，籍贯：江苏无锡，单位：沈阳化工大学工业与艺术设计系。
关键词：创新型;助力爬坡装置;产品研究
引言：
传统助力爬坡装置主要功能是为行走不便者承重一部分压力，减少膝盖受到的损伤，创新型助力爬坡装置在此基础上获得了革新，总结传统经验并从全方位改进了装置性能，产品更新颖实用，针对方向更为广泛，更具人文性和美观性，在掌握了膝关节生理特征的基础上为人群爬坡提供了便利和快捷。
一、项目概述
膝关节由髌骨、股骨、韧带、滑膜、胫骨近端、半月板、脂肪垫及滑膜囊等多种组织结构组成，在运动形态下能内外旋转、延伸压缩、前后运动、内外翻转伸屈等，正常情况下健康膝关节能收放自如，一旦收到损伤将直接影响到腿部运动。以老年人为例，其骨骼脆弱易损，加之受到关节骨病的影响常会表现为行动不便，而爬坡的角度对膝盖的影响很大，所以助力爬坡装置的研发和应用至关重要。
传统爬坡装置性能单一，主要针对爬坡辅助过程，创新型爬坡装置考虑到膝盖受损大部分原因在于受温度的影响，只有少部分人群源于外力作用，所以将温差环境作为研究重点进行了调查和分析。经调查，膝关节疾病多发于冬季寒冷潮湿天氣，尤其北方冬天室内外温差较大，所以产品可在充电后发热，最高温度可达40摄氏度，满足人体温度所需。产品选择棉质材料，柔软御寒还能促进膝部血液循环，对患有关节炎、风湿骨病的人群具有显著效果。当老年人室外活动时能减少温度对其膝盖的损伤，防止关节病生成。
二、创新型助力爬坡装置的针对方向
传统爬坡装置主要针对老年人，创新型助力爬坡装置为拓展需求人群，以老年人为切入点，对运动者、体力劳动者、青少年人群以及行动不便者都加以深入研究，最终研发了多种针对性产品，能有效降低膝部压力，缓解各年龄阶段人群在爬坡过程中的膝盖损伤。运动者、体力劳动者膝关节屈伸及运动强度较大，重复性强，产品针对强度方面需要有所提升。该助力爬坡产品能在膝盖运动过程中稳定膝盖，根据人体骨骼结构科学引导肌肉收缩伸展，确保肌肉的工作质量和效率。其中的加压效果能分散膝部集中的压力，减小作用力，避免劳损。现阶段，青少年追求时尚潮流，缺少膝盖保护意识容易出现各种骨骼疾病，针对这一现象，产品中的温控系统能为膝盖提供适宜的温度环境，同样适用于骨骼脆弱，肌肉老化的老年人，防止膝部疾病影响人体健康[1]。
三、创新型助力爬坡装置的创新研究
（一）外观设计的通用性
在总结了传统产品经验的前提下开展了市场调查，为满足消费者的审美需求，产品在外观上追求独特和创新，主要根据产品的不同适用人群特点展开外观设计。从适用群体上来讲，青少年青睐于明艳活泼的颜色，老年人喜爱低调深沉的颜色，而运动员或体力劳动者则适中，所以考虑到通用性产品选择大方简洁的颜色设计，外观上也以轻巧便捷为主，既要美观大方又要独特实用。从外观结构上来讲，选用棉质材料较为轻盈柔软，穿戴在膝部时要轻巧，避免操作过难影响青少年或老年人自行操作装卸。
除此之外，外观设计要体现更多的人文性，不同的消费群体心理皆有不同，在产品设计时会从心理上满足使用者的特点，在激烈的市场竞争中脱颖而出，获得大众青睐。
（二）服务功能的丰富性
创新型助力爬坡装置需要满足日常生活运动所需，服务内容丰富多样且特色明显，适用于团队活动，在老年人、运动者、体力劳动者、青少年人群以及行动不便者中都能被广泛应用。研究成员具备专业理论知识和实践能力，在反复的调研和实验中对群众的基本需求进行了整合、汇总和评估，为产品的创新和改进奠定了基础。市场调查数据显示老年人仍属于此类产品的主要消费群体，现有产品多集中在膝关节辅助器械或护膝方面，二者皆不具备发热和保护的双重功效，所以创新型助力爬坡装置市场发展前景良好。基于针对群体较多，年龄阶段分化明显，产品服务对象也存在多元性的特点。
（三）产品使用的安全性
产品的安全性主要体现在以下几个方面：
首先，结构稳定。创新型助力爬坡装置需要稳定膝关节，当使用者穿戴做爬坡运动时，产品要能稳固关节，避免过度拉伸或扭曲造成骨骼或组织受损。产品设计前要掌握膝部爬坡时的运动形态，尽可能贴合肌肉，当产品发热时既能起到保温御寒作用又能防止运动过程膝部受损。
其次，材料安全。棉质材料能为使用者带来舒适的触感，接触膝盖部位由内外双保护层构成，充电发热装置经过多次试验，安全可靠。发热装置的构成为发热元件、指示灯、开关、充电插头、隔热层、电池、数控电路板等，还配有搭扣便于穿戴。其中指示灯、开关、充电插头及电池等安装于外保护层，而隔热层及发热元件置于中间位置。内保护层以棉质材料为主，更加亲肤;外保护层以合成材料为主，耐磨抗脏，整体材料要确保弹性和强度，有效延长使用寿命，避免长时间使用出现的磨损影响产品安全，能保证短时间达到适宜温度且热感明显。
最后，经济实用。现阶段，市场中同类产品较多，为占据优势首先要在开发成本上有所降低，在确保质量和性能的前提下利用经济实惠获得稳定的消费群体，提高产品口碑。组件的循环利用是保证经济性的一种方法，部分组件可回收且在处理时不会对环境造成严重污染，满足人与自然和谐相处的理念。产品开发还要融入更多实用性功能，比如市场中畅销的拐杖上有折叠座椅，一物两用，当老年人出行时可以随时随地坐下来休息，产品更为经济实用。创新型助力爬坡装置也会不断开发更多新功能，如选择自加热材料代替原有充电加热装置，加入自驱动功能推动膝关节运动[2]。
结论：
总而言之，爬坡装置能满足市场需求，在国内外相关器械的基础上有所改进和完善，具有外观通用、功能丰富以及实用安全等特点，能满足需求人群的爬坡需求，减少膝部压力，还具有调理养生功能，在冬季严寒天气也能为使用者提供良好的运动环境。
参考文献：
[1]邓云桂，贺菊香，向孝勇.下肢活动辅助器设计与制作[J].科技与创新，2018（04）：113-115.
[2]陈国东，李隆锋，杨忠亮.膝关节辅助器械设计研究与分析[J].机械制造，2010，48（06）：19-22.
作者简介：
杨庭钧（1997-），男，汉族，籍贯：江苏无锡，单位：沈阳化工大学工业与艺术设计系。