摘 要：对于上肢不便的残疾人和老年人来说穿脱裤子是一个大问题，而目前解决此类问题主要依靠人力，尚未有自动化产品出现。如何帮助他们更好的生活，融入社会，成为世界各界人士所思考的问题。本文介绍了一种自动穿裤机，他通过巧妙的设计解决了刚才的问题。
　　关键词：穿脱裤子；自动化；穿裤机
　　引言：根据联合国和世界卫生组织公布的数据，目前全世界残疾人数量已经超过6.5亿，其中约有1亿3千万视弱群体，而仅仅在中国，各类残疾人的总数就超过了8000万人，其中肢体残疾2412万人。残疾人问题已经成为全球面临的重大社会问题。随着人们生活水平的提高，人力资源越来越紧缺，人工费也高昂起来，通过雇佣保姆来帮助他们解决衣食住行问题变得越来越困难；当今社会发展趋势必将是智能化，自动化。自动穿裤机就是通过一些列自动化、智能化设备来帮助上肢不便的残疾人和老年人来实现穿脱裤子的。
　　一、技术方案选取
　　自动穿裤机可以完成自主的穿、脱裤子，我们对自动穿裤机的设计分成总体设计及细节设计，按照机械传动以及电路控制两个方向完成。使用本装置，需要提起在裤子四周装上四个铁质定位微片，最重要的设计在于定位微片和机械臂在功能和结构上的紧密结合。人站到预先安排的站立位置，通过语音控制即可达到穿脱目的。这一系列运动将会由单片机控制，使各个装置成为协调统一的整体。自动穿裤机使用的核心元件是电磁铁、简易机械爪、电动推杆等等，协调工作即可完成功能。
　　我们的具体使用步骤如下：
　　1、当人到达指定位置，红外模块响应，开启自动穿裤机主开关；
　　2、红外模块测出使用者身高，将身高数据导入单片机；
　　3、通过语音控制模块，接收人发出的指令脱（穿）；导入单片机；
　　4、单片机处理红外模块和语音控制模块的信号，确定裤腰的位置并开启电气开关；
　　5、a假定指令为脱：
　　电机开启，带动框架（带有推杆、电磁铁、机械爪）上升，到达裤腰位置，电磁铁开启、电机制动。机械爪张开，电动推杆伸长，电磁铁吸附定位微片（提前放置在裤子四周的小铁片）、当四个压力传感器都检查到信号，电动推杆收缩到指定位置，机械爪闭合，夹住裤腰，电机反向启动，将裤子脱下，人离开。
　　b假定指令为穿：
　　发出指令前，人将脚伸入已脱过的裤子中，收到指令后，机械爪电磁铁相配合将裤腰抓牢，电机启动，带动框架上升，达到人体腰部位置，机械爪张开，电磁铁断电，人离开。
　　6、红外检测到人离开，装置复位，将主开关断开，进入待机状态。
　　元件的连接：
　　控制流程图：
　　二、自动穿裤机的功能
　　1、自动启动关闭功能；当有人靠近的时候，红外检测开关检测到信号时，自动开启总开关；人离开时，红外装置检测到人体离开时，此时自动关闭总开关。
　　2、语音控制功能：当总开关开启之后，用户可通过发出语音控制命令：穿或脱，本作品即可完成相应过程
　　3、穿裤子功能：当设备接收到穿的命令时，即可进行穿的功能，通过单片机发出命令，本作品的机械部分即可完成相应指令。
　　4、脱裤子功能：当设备接收到脱的命令时，即可进行脱的功能，通过单片机发出命令，本作品的机械部分即可完成相应指令。
　　5、换裤子（可拓展）；当语音模块收到换裤子命令时，本作品即可自动从衣柜挑选出相应的裤子，通过传动装置送到穿脱裤子出处，然后完成相应的穿脱裤子的功能。
　　三、社会效益
　　自动穿裤仍然是一个空白，国内和国外有关于这方面的知识和专利尚未出现，在这一方面是前卫军，并且本产品成本较低，易于推广和使用。下面是本团队收集到的关于自动穿裤机的相关材料：
　　1、市场上尚未有此类产品的出现；
　　2、关于自动穿裤机的知识几乎没有，实践方面更是没有，因此本项目是在这方面处于前沿；
　　3、对于上肢不便的残疾人也希望有此类产品的出现，以实现自立，而我们的产品给他们带来了福音。
　　倘若自动穿裤机能推广使用，将大大解放有残疾人的家庭，当家中的残障人士能实现自立，家庭中的他人也可放手去干自己的事情，有利于增加家庭和谐。自动穿裤机的推广使用，也减少了敬老院福利院对人力的需求，这样也有利于敬老院的扩充，让“一床难求”的现象得以缓解。当然，自动穿裤机的问世，对于残疾人本身更重要。上肢不便的人，可以不需他人的帮助，独立穿衣，有利于他们增强对生活的信心，让他们更好的生活。当一切都会变得美好时，自动穿裤机才真正发挥了它的作用。■
　　作者简介：
　　房孝俊（1993-），男，汉族，单位：郑州大学电气工程学院，生物医学工程专业。
　　赵雁航（1993-），男，汉族，单位：郑州大学电气工程学院，电气工程及其自动化专业。
　　崔广智（1993-），男，汉族，单位：郑州大学力学与工程科学学院，工程力学专业。
　　王晨（1994-），男，汉族，单位：郑州大学电气工程学院，电气工程及其自动化专业。