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获奖项目

A16膝盖辅助器

设计与制造I

指导教师:韩向新 项目成员:SAMGAR BAKYTNUR、NICHOLAS KAI XUN LEE、SHONKCHIEN TAN、冯胤仪、张森

项目海报

项目简介

项目概述

现代社会,生活和工作都需要我们久坐,而久坐其实对膝盖也是有损伤的,甚至比普通的运动带来的损伤更大,久而久之,一些人尤其是老年人的膝盖便会出现各种各样的问题,集中体现在久坐后起立困难,或站立时膝盖酸痛,主要原因就是膝盖受损脆弱,不再能承受起立瞬时的力。继续久坐无疑会对膝盖造成更大的损伤,而强行站起不仅疼痛还有可能会导致更严重的膝盖伤害。在这种情况下,研究一种轻巧方便装卸的膝盖辅助器来解决这个问题是很有实用价值的。


项目目标

针对膝盖辅助器的设计问题,我们的初步构思是在实现辅助膝盖省力的前提下,使其尽量方便日常生活的使用。此外,根据进行问卷调查,受访者对于膝盖辅助装置的功能期待由高到低分别为:帮助膝关节恢复、减轻膝关节压力;稳定髌骨、减轻压力;保护肌腱、避免牵拉;延缓膝关节退化、帮助消减不适。但是大部分受访者表示在了解膝关节保护的重要性之后愿意购买与使用相关辅助装置。根据调查问卷确定用户的主要需求在于膝盖辅助器的舒适性,日常生活的便捷性和切实有效的辅助效果上,对于价格方面并不敏感,期望中的膝盖辅助价位为100-500人民币。


项目成果

选择采取侧置式弹簧和后置式扭簧相结合的方案,再结合贴身布料和外骨骼,两弹簧系统依附在外骨骼上,且将设计重点放在用户体验和实际效果上。

通过侧置弹簧与后置弹簧的相互配合,一个线性力,一个非线性力形成的系统,保证有效省力。后置式优点在于装置简单轻便,缺点在于省力效果不明显,膝盖不能弯曲到底。侧置式优点在于效果明显,膝盖可自由弯曲,缺点在于需要外骨骼支撑,体积较大,结构较复杂。

同时,采取的外骨骼式支撑,外形设计感足,支撑牢靠。本膝盖辅助器分为贴身式和外骨骼式。贴身式在贴身面料上固定弹簧等装置优点在于轻便,缺点在于设计感不足,装置固定困难。外骨骼式硬支撑优点在于设计感强,支撑稳固,缺点在于体积重量较大,可能不方便日常生活使用。


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