滑板助力太陽能空調(diào)嬰兒散步車的研究與設(shè)計(jì)

范振全 侯曉霞 衛(wèi)江紅 韓超

（德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，山東 德州 253023）

滑板助力太陽能空調(diào)嬰兒散步車的研究與設(shè)計(jì)

范振全 侯曉霞 衛(wèi)江紅 韓超

（德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，山東 德州 253023）

為解決傳統(tǒng)嬰兒車普遍采用手推式助力方式比較費(fèi)力的問題，同時(shí)考慮到夏季嬰兒車內(nèi)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(xiàn)狀進(jìn)行了滑板助力太陽能空調(diào)嬰兒散步車的設(shè)計(jì)研究，通過在傳統(tǒng)嬰兒車的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)改造以及軟件程序設(shè)計(jì)，達(dá)到使嬰兒車集輕便、實(shí)用、舒適、安全、自動(dòng)和節(jié)能于一體的效果。

滑板助力； 太陽能空調(diào)； GSM短信模塊； 嬰兒車； Keil程序設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平的越來越高，嬰兒用品的實(shí)用性、安全性、舒適性顯得尤為重要。如何能夠達(dá)到嬰兒在室外活動(dòng)時(shí)安全方便舒適的效果，成為人們?cè)絹碓絺X筋的事情。當(dāng)前，能夠使嬰兒生活舒適的空調(diào)嬰兒車和方便家長(zhǎng)的助力嬰兒車在市場(chǎng)上基本處于空白狀態(tài)，雖然出現(xiàn)了少數(shù)改裝過的嬰兒車，但并未得到大眾的認(rèn)可。綜合上述原因，進(jìn)行了滑板助力太陽能空調(diào)嬰兒散步車的設(shè)計(jì)，通過在傳統(tǒng)嬰兒車的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)改造以及軟件程序設(shè)計(jì)，使嬰兒車集輕便、實(shí)用、舒適、安全、自動(dòng)和節(jié)能于一體，更好地應(yīng)用于市場(chǎng)。

1 設(shè)計(jì)方案

滑板助力太陽能空調(diào)嬰兒散步車的設(shè)計(jì)主要包括滑板助力、安全按鈕、太陽能空調(diào)、自動(dòng)遮陽棚及其Keil程序的設(shè)計(jì)研究五個(gè)方面。

1.1 滑板助力

滑板助力部分的設(shè)計(jì)主要包括嬰兒車、滑板以及滑板與嬰兒車之間的連接系統(tǒng)。

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

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

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(shè)置了電源開關(guān)，當(dāng)家長(zhǎng)外出帶孩子遇到危險(xiǎn)或意外時(shí)，家長(zhǎng)只需按下開關(guān)按鈕就能使GMS模塊向指定手機(jī)發(fā)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(shí)間。

1.3 太陽能空調(diào)

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(fā)電卷曲DIY，因?yàn)橐黄柲鼙∧な?.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(shí)的褶內(nèi)不會(huì)影響到遮陽棚的折疊。在嬰兒車的內(nèi)部安裝了DHT11 溫濕度模塊傳感器，用于檢測(cè)嬰兒車內(nèi)部的溫濕度，并在遮陽棚內(nèi)部安裝了小風(fēng)扇，加熱片，空氣加濕器等硬件，當(dāng)DHT11 溫濕度模塊傳感器檢測(cè)到嬰兒車內(nèi)部的溫濕度與STC12C5A60S2單片機(jī)設(shè)定的數(shù)值不一樣時(shí)，單片機(jī)就會(huì)通過控制繼電器來使各硬件工作，使嬰兒車內(nèi)部環(huán)境保持相對(duì)恒定，使嬰兒舒適生活。并且我們?cè)趮雰很嚨陌咽治恢冒惭b了5110液晶顯示屏，便與家長(zhǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)嬰兒車內(nèi)部的溫濕度，保證嬰兒的舒適度。所有硬件的供電系統(tǒng)放置在嬰兒車的下面，不會(huì)影響到嬰兒的安全以及嬰兒車的折疊，并且適當(dāng)?shù)脑黾恿藡雰很嚨呐渲兀蛊涓影卜€(wěn)，嬰兒更加安全。通過超細(xì)航空線將電路引出去，不會(huì)影響到嬰兒車的美觀，而且使電路安全性與穩(wěn)定性得到了一定程度的提高。

1.4 自動(dòng)遮陽棚

我們?cè)趮雰很囌陉柵锏恼{(diào)控轉(zhuǎn)軸處安裝了舵機(jī)，并在遮陽棚內(nèi)部放置了光敏傳感器，使光敏傳感器檢測(cè)到的光照強(qiáng)度與單片機(jī)控制的舵機(jī)角度一一對(duì)應(yīng)，在單片機(jī)內(nèi)設(shè)定一個(gè)對(duì)于嬰兒眼睛最適當(dāng)?shù)墓庹諒?qiáng)度，這樣遮陽棚就會(huì)根據(jù)光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)整，滿足嬰兒的實(shí)際需要，同時(shí)方便了家長(zhǎng)，減輕了家長(zhǎng)的勞累程度。

1.5 Keil程序設(shè)計(jì)

我們采用的控制系統(tǒng)是51系列的STC12C5A60S2單片機(jī)，使用的電腦編程軟件為Keil，程序下載軟件為STC，三者相互協(xié)作完成程序的運(yùn)行。

太陽能空調(diào)嬰兒車的程序設(shè)計(jì)：首先DHT11 溫濕度模塊傳感器采集嬰兒車內(nèi)部的溫濕度數(shù)值通過5110液晶顯示屏表現(xiàn)出來，當(dāng)傳感器采集到的溫濕度信號(hào)，與Keil程序里設(shè)定的數(shù)值不一樣時(shí)，STC12C5A60S2單片機(jī)就會(huì)通過控制繼電器來控制硬件的工作。當(dāng)溫度采集值低于溫度設(shè)定值范圍，加熱片就會(huì)開始工作，當(dāng)溫度采集值高于溫度設(shè)定值范圍，小風(fēng)扇就會(huì)開始工作，當(dāng)濕度度采集值低于濕度設(shè)定值范圍，空氣加濕器就會(huì)開始工作，三者協(xié)調(diào)工作維持嬰兒車內(nèi)部小環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。其次遮陽棚內(nèi)部的光敏傳感器檢測(cè)到的外部光照強(qiáng)度與單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定的適合嬰兒眼睛的光照強(qiáng)度值時(shí)刻進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)外部的強(qiáng)度值不滿足嬰兒的需要時(shí)，單片機(jī)會(huì)通過控制舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度自動(dòng)調(diào)整遮陽棚的傾斜程度，始終保證內(nèi)部光照強(qiáng)度在最適范圍內(nèi)。傳感器與單片機(jī)緊密協(xié)作共同保證嬰兒乘坐在嬰兒車內(nèi)部時(shí)的舒適度，營(yíng)造一個(gè)良好的嬰兒生活環(huán)境。

2 特點(diǎn)

該設(shè)計(jì)具有輕便性、實(shí)用性、舒適性、安全性、自動(dòng)性、節(jié)能性等特點(diǎn)，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(lǐng)嬰兒車市場(chǎng)。

［1］王文斌.機(jī)械工程手冊(cè)［M］.北京：北京工業(yè)出版社，2004.

［2］侯亮， 唐任仲， 徐燕申. 產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)理論、技術(shù)與應(yīng)用研究進(jìn)展［J］. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)， 2004， 40（1）： 56-60.

范振全（1995.2-），男，大學(xué)本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。

本文系2015年地方高校國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)201410448040）的資助。

TS958.7

A

1003-5168（2015）11-093-01