滑板助力太陽能空調嬰兒散步車的研究與設計

范振全 侯曉霞 衛江紅 韓超

（德州學院機電工程學院，山東 德州 253023）

滑板助力太陽能空調嬰兒散步車的研究與設計

范振全 侯曉霞 衛江紅 韓超

（德州學院機電工程學院，山東 德州 253023）

為解決傳統嬰兒車普遍采用手推式助力方式比較費力的問題，同時考慮到夏季嬰兒車內溫度過高、冬季溫度過低，不適于嬰兒正常生活，且缺少安全通信的現狀進行了滑板助力太陽能空調嬰兒散步車的設計研究，通過在傳統嬰兒車的基礎上進行必要的結構改造以及軟件程序設計，達到使嬰兒車集輕便、實用、舒適、安全、自動和節能于一體的效果。

滑板助力； 太陽能空調； GSM短信模塊； 嬰兒車； Keil程序設計

隨著經濟的發展，人們物質生活水平的越來越高，嬰兒用品的實用性、安全性、舒適性顯得尤為重要。如何能夠達到嬰兒在室外活動時安全方便舒適的效果，成為人們越來越傷腦筋的事情。當前，能夠使嬰兒生活舒適的空調嬰兒車和方便家長的助力嬰兒車在市場上基本處于空白狀態，雖然出現了少數改裝過的嬰兒車，但并未得到大眾的認可。綜合上述原因，進行了滑板助力太陽能空調嬰兒散步車的設計，通過在傳統嬰兒車的基礎上進行必要的結構改造以及軟件程序設計，使嬰兒車集輕便、實用、舒適、安全、自動和節能于一體，更好地應用于市場。

1 設計方案

滑板助力太陽能空調嬰兒散步車的設計主要包括滑板助力、安全按鈕、太陽能空調、自動遮陽棚及其Keil程序的設計研究五個方面。

1.1 滑板助力

滑板助力部分的設計主要包括嬰兒車、滑板以及滑板與嬰兒車之間的連接系統。

滑板是由螺栓連接在車體上的不需要時可以隨意拆卸，過減速帶等特殊位置時可懸掛于嬰兒車把手處的突起上，即方便又省力。為了增強嬰兒車的安全性，同時方便觀察嬰兒在車體內的生活狀態，嬰兒乘坐的搖籃部分面對監護人。

通過機械設計［1，2］在嬰兒車的后方支架處放置倆個U型卡子，在卡子的前端打孔連接倆個兩端扁平的帶孔的鋼管，將鋼管的另一端連在一個軸上軸兩端用螺絲固定，在滑板的前端固定兩根結實的鋼筋焊接在軸上，這樣就組成了一個可收放、可拆卸的滑板助力系統。

1.2 安全按鈕

在嬰兒車上放置了GMS短信模塊，并在嬰兒車扶手位置設置了電源開關，當家長外出帶孩子遇到危險或意外時，家長只需按下開關按鈕就能使GMS模塊向指定手機發送Help Me字樣告訴家人在外遇到困難，需要救助，有效縮短救援時間。

1.3 太陽能空調

在嬰兒車的遮陽棚外部裝有柔性薄膜太陽能電池板 0.5W電池片2V防水便攜光伏組件發電卷曲DIY，因為一片太陽能薄膜是0.5W2V而我們所采用是12V3A 鉛電池太陽能控制器，它的充電電流不能超過3A，所以一共安裝了6片太陽能薄膜，并且太陽能薄膜分布在遮陽棚折疊時的褶內不會影響到遮陽棚的折疊。在嬰兒車的內部安裝了DHT11 溫濕度模塊傳感器，用于檢測嬰兒車內部的溫濕度，并在遮陽棚內部安裝了小風扇，加熱片，空氣加濕器等硬件，當DHT11 溫濕度模塊傳感器檢測到嬰兒車內部的溫濕度與STC12C5A60S2單片機設定的數值不一樣時，單片機就會通過控制繼電器來使各硬件工作，使嬰兒車內部環境保持相對恒定，使嬰兒舒適生活。并且我們在嬰兒車的把手位置安裝了5110液晶顯示屏，便與家長實時監測嬰兒車內部的溫濕度，保證嬰兒的舒適度。所有硬件的供電系統放置在嬰兒車的下面，不會影響到嬰兒的安全以及嬰兒車的折疊，并且適當的增加了嬰兒車的配重，使其更加安穩，嬰兒更加安全。通過超細航空線將電路引出去，不會影響到嬰兒車的美觀，而且使電路安全性與穩定性得到了一定程度的提高。

1.4 自動遮陽棚

我們在嬰兒車遮陽棚的調控轉軸處安裝了舵機，并在遮陽棚內部放置了光敏傳感器，使光敏傳感器檢測到的光照強度與單片機控制的舵機角度一一對應，在單片機內設定一個對于嬰兒眼睛最適當的光照強度，這樣遮陽棚就會根據光照強度的強弱自動調整，滿足嬰兒的實際需要，同時方便了家長，減輕了家長的勞累程度。

1.5 Keil程序設計

我們采用的控制系統是51系列的STC12C5A60S2單片機，使用的電腦編程軟件為Keil，程序下載軟件為STC，三者相互協作完成程序的運行。

太陽能空調嬰兒車的程序設計：首先DHT11 溫濕度模塊傳感器采集嬰兒車內部的溫濕度數值通過5110液晶顯示屏表現出來，當傳感器采集到的溫濕度信號，與Keil程序里設定的數值不一樣時，STC12C5A60S2單片機就會通過控制繼電器來控制硬件的工作。當溫度采集值低于溫度設定值范圍，加熱片就會開始工作，當溫度采集值高于溫度設定值范圍，小風扇就會開始工作，當濕度度采集值低于濕度設定值范圍，空氣加濕器就會開始工作，三者協調工作維持嬰兒車內部小環境的相對穩定。其次遮陽棚內部的光敏傳感器檢測到的外部光照強度與單片機內部設定的適合嬰兒眼睛的光照強度值時刻進行對比，當外部的強度值不滿足嬰兒的需要時，單片機會通過控制舵機的旋轉角度自動調整遮陽棚的傾斜程度，始終保證內部光照強度在最適范圍內。傳感器與單片機緊密協作共同保證嬰兒乘坐在嬰兒車內部時的舒適度，營造一個良好的嬰兒生活環境。

2 特點

該設計具有輕便性、實用性、舒適性、安全性、自動性、節能性等特點，從而使嬰兒車能夠更好地滿足廣大人民群眾的需求，更快地引領嬰兒車市場。

［1］王文斌.機械工程手冊［M］.北京：北京工業出版社，2004.

［2］侯亮， 唐任仲， 徐燕申. 產品模塊化設計理論、技術與應用研究進展［J］. 機械工程學報， 2004， 40（1）： 56-60.

范振全（1995.2-），男，大學本科，研究方向：機械設計。

本文系2015年地方高校國家級大學生創新創業訓練計劃項目（項目編號201410448040）的資助。

TS958.7

A

1003-5168（2015）11-093-01