基于Arduino的便攜式智能溫控沖奶器創(chuàng)新設(shè)計(jì)

李翔宇　楊亞男　任珍珍

摘 要：隨著二胎政策放開，嬰幼兒沖奶器的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將變得更加激烈，市場(chǎng)對(duì)嬰幼兒沖奶器的要求也會(huì)更高。結(jié)合現(xiàn)今公共場(chǎng)合人流密度大、公共空間及設(shè)施有限等現(xiàn)象，設(shè)計(jì)出一款針對(duì)外出環(huán)境便攜式的嬰幼兒沖奶器。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新型嬰幼兒沖奶器；便攜式；溫控；智能

中圖分類號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）21-0040-02

Abstract： With the liberalization of the two-child policy， the market competition of infant milk dispensers will become more intense， and the market requirements for infant milk dispensers will be higher. In view of the phenomenon of large crowd density， limited public space and facilities in public places， this paper designed a portable milking device for infants and young children who were out of town.

Keywords： innovative infant milk dispenser； portable； temperature control； intelligence

引言

第一，課題解析。本課題基于“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目”要求，結(jié)合當(dāng)時(shí)社會(huì)大背景及政策變化，基于廣泛且深入的背景調(diào)研和競(jìng)品分析，進(jìn)行此次以用戶為中心的便攜式嬰幼兒沖奶器設(shè)計(jì)。考慮到現(xiàn)今公共區(qū)域有限，設(shè)施水平雖然在逐步提高，但仍然存在不完善之處，戶外進(jìn)行沖奶作業(yè)不夠便捷，便將設(shè)計(jì)重心放在便攜式溫控的功能架構(gòu)上。第二，研究背景。2016年1月1日，二胎政策開始實(shí)行。據(jù)最新全國(guó)人口普查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，80、90后父母逐漸成為父母中的主要成員，帶來(lái)中國(guó)嬰幼兒市場(chǎng)的進(jìn)一步火爆，對(duì)嬰幼兒用品市場(chǎng)帶來(lái)的改變和影響日益增大。研究表明，80、90后人群對(duì)高效、高品質(zhì)生活的追求相較于其他年齡階層有較明顯的區(qū)別。他們更加在意生活的科學(xué)和安全，對(duì)于孩子的喂養(yǎng)問(wèn)題，追求更加營(yíng)養(yǎng)均衡和高質(zhì)量的喂養(yǎng)方式。據(jù)估算在三年的奶粉喂養(yǎng)中，要沖奶約5000次，耗時(shí)共計(jì)25000分鐘。對(duì)于年輕父母來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是一項(xiàng)繁重的任務(wù)。綜上，當(dāng)前嬰幼兒沖奶器在已經(jīng)滿足插電情況下沖奶、溫奶等功能的基礎(chǔ)上，對(duì)于滿足80、90后群體追求快捷高效生活方式，仍有一定距離。便攜式、智能溫控等功能架構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)有極大的市場(chǎng)需求和較好的市場(chǎng)前景。第三，研究現(xiàn)狀。雖然目前市場(chǎng)上存在沖奶機(jī)類產(chǎn)品，但均為家用式，無(wú)法外出攜帶。而日常生活中，帶孩子出門的情況又不可避免。調(diào)研顯示，當(dāng)有外出需求時(shí)，除了計(jì)算出門時(shí)間，準(zhǔn)備足夠量的奶粉，一般還要準(zhǔn)備一瓶熱水和一瓶冷水以調(diào)配適當(dāng)?shù)乃疁兀瑴?zhǔn)備工作不僅耗時(shí)巨大而且物品攜帶過(guò)多造成一定的負(fù)擔(dān)。第四，研究方法和思路。本項(xiàng)目旨在基于Arduino設(shè)計(jì)出一款便攜式智能溫控嬰幼兒沖奶器，將現(xiàn)有的技術(shù)與當(dāng)前社會(huì)中嬰幼兒奶粉喂養(yǎng)情況相結(jié)合，一方面使奶粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最大化，為寶寶的健康成長(zhǎng)提供保證，另一方面也進(jìn)一步簡(jiǎn)易父母沖奶過(guò)程中的繁瑣步驟，為居家生活及外出提供更大的便利性。具體研究目標(biāo)分為以下幾點(diǎn)：（1）通過(guò)對(duì)Arduino技術(shù)的研究學(xué)習(xí)，深入了解其應(yīng)用范圍及是否能更大程度的將其融入到人們的生活當(dāng)中，優(yōu)化人們的生活狀況，提高生活質(zhì)量。（2）通過(guò)研究去了解是否能將新型環(huán)保型材料應(yīng)用到嬰幼兒產(chǎn)品當(dāng)中，擴(kuò)寬其應(yīng)用范圍并提高應(yīng)用價(jià)值，且也能使嬰幼兒產(chǎn)品得到更大的健康保證。（3）通過(guò)用戶研究深入了解人們對(duì)沖奶器有哪些功能需求及通過(guò)研究當(dāng)前市場(chǎng)上的現(xiàn)有沖奶器，進(jìn)一步了解其存在的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合Arduino技術(shù)將沖奶器功能全面化和最優(yōu)化。（4）通過(guò)研究設(shè)計(jì)在沖奶器體積外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化，提高易攜帶性和易拆洗性。

1 嬰幼兒沖奶器創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究

1.1 課題

以嬰幼兒沖奶器為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，充分考慮用戶研究學(xué)知識(shí)，從用戶的角度出發(fā)，以便攜式智能為空為創(chuàng)新點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一款適用于外出情景實(shí)用的嬰幼兒沖奶器。

1.2 市場(chǎng)競(jìng)品調(diào)研分析

市場(chǎng)調(diào)研主要從兩個(gè)方向著手：功能需求。發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)的當(dāng)前需求和潛在需求，通過(guò)搜集資料發(fā)現(xiàn)目前市場(chǎng)上現(xiàn)有嬰幼兒沖奶器分為兩種：（1）主打快捷沖奶；主要功能為加熱，保溫，儲(chǔ)存奶粉。一般為插電式，體積中等，使用環(huán)保PP等材料，配色一般主體選用白色，與藍(lán)色、粉色等顏色進(jìn)行搭配。外形多為圓潤(rùn)或圓角方體。工作原理類似咖啡機(jī)，主打快捷、隨時(shí)沖奶。（2）消毒、保溫、加熱一體多功能沖奶器；主要功能為蒸汽消毒奶瓶，加熱奶液和恒溫沖奶。一般為插電式，體積較大，使用環(huán)保PP等材料，配色較為多樣，外形多為圓體，工作原理類似蒸汽鍋，主打多功能于一體的家用型電器。競(jìng)品分析。目前，嬰幼兒沖奶器有很多優(yōu)秀的品牌，國(guó)內(nèi)有海爾等，由于產(chǎn)品體量感較小，外國(guó)品牌競(jìng)爭(zhēng)力相較于國(guó)產(chǎn)品牌并沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，接下來(lái)需要搜集相關(guān)資料，了解各品牌的特點(diǎn)，包括歷史、發(fā)展趨勢(shì)、競(jìng)品研究等方面的信息，再進(jìn)一步進(jìn)行競(jìng)品分析。將國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品與其他品牌進(jìn)行SWOT分析，得出如下結(jié)論：S：概念新穎；符合環(huán)境現(xiàn)狀；能為寶寶提供更好的呵護(hù)；減少嬰幼兒呼吸道問(wèn)題。W：經(jīng)驗(yàn)不足；便攜性與功能難以平衡。O：80、90后父母熱衷帶孩子外出或體驗(yàn)現(xiàn)代化生活，而外出條件有限；家長(zhǎng)加大對(duì)嬰幼兒產(chǎn)品的投入。T：目前市場(chǎng)上現(xiàn)有具有便攜性沖奶器較少，競(jìng)爭(zhēng)力較小。

1.3 用戶調(diào)研及數(shù)據(jù)分析

嬰幼兒沖奶器作為母嬰產(chǎn)品，其用戶分為兩大類，一是顯性用戶，為嬰幼兒，二購(gòu)買及使用者，為成人。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要全方位的考慮這兩種用戶的使用需求及特性，使用戶研究更加全面深入，為后期設(shè)計(jì)做好保障。具體如下：嬰幼兒：研究其對(duì)于奶粉的健康營(yíng)養(yǎng)需求及其所能接受的最佳溫度。研究其單次奶粉需求量和時(shí)間段內(nèi)需求次數(shù)。成人：研究其在選用沖奶器時(shí)會(huì)考慮的各方面需求因素所占比例。調(diào)研其在具體使用過(guò)程中所遇到的各方面問(wèn)題（如功能與人機(jī)尺度問(wèn)題）。調(diào)研其在出行時(shí)一般所需攜帶的嬰幼兒奶粉量及可能會(huì)遇到的各方面問(wèn)題。對(duì)用戶群體進(jìn)行劃分之后，我們的核心目標(biāo)用戶確定為新中產(chǎn)階級(jí)新生代父母，年齡分布在20-40，潛在用戶為新中產(chǎn)階級(jí)家庭的中老年。該類用戶一般居住環(huán)境在中小高層居民區(qū)，每月會(huì)有1-3次與家人一同出游的計(jì)劃，出游地點(diǎn)一般為商圈、公園、文化創(chuàng)意區(qū)如書店等地。除了某些高檔商圈內(nèi)有專門的母嬰室之外，大多數(shù)商圈內(nèi)只有公共衛(wèi)生間屬于相對(duì)較私密的環(huán)境，但由于人流密度大、衛(wèi)生環(huán)境等問(wèn)題，沖奶在此地顯然不夠合適和方便。相比之下，公園相對(duì)活動(dòng)區(qū)域較為寬敞，進(jìn)行沖奶操作的時(shí)間與空間可操作性較大，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)衛(wèi)生條件無(wú)法保障，且?guī)缀鯚o(wú)輔助設(shè)施用于放置杯子等物品。以用戶為研究對(duì)象，根據(jù)調(diào)研需求，對(duì)一位1歲男寶寶的母親進(jìn)行了一天的跟蹤調(diào)研，總結(jié)出一張全家一起公園出行的用戶行為地圖：早上——起床、洗漱，給寶寶穿衣服，準(zhǔn)備好兩個(gè)水壺，一個(gè)為空水壺，預(yù)備沖奶用，另一個(gè)裝滿熱水。攜帶足夠的奶粉，以及奶瓶、攪拌勺、口水巾等工具。將給寶寶沖奶所需的所有工具收集到一個(gè)登山包里，放置到車后座上。除此之外，還攜帶了其余兩位成年人所需要的水杯、面包和水果等食物、毛巾、遮陽(yáng)傘等等物品。放置到后備箱中。上午——開車到達(dá)目的地，將寶寶沖奶使用的物品從車后座取出，將寶寶背在胸前，開始游玩。一小時(shí)后——寶寶開始哭鬧，父母找到一處空地，二人席地而坐，將物品放下，打開背包拿出沖奶工具，將水倒入奶瓶，拿出攜帶的奶粉，用攪拌勺定量將奶粉舀入奶瓶，蓋上奶瓶蓋子后，撕下少許保鮮膜蒙在奶嘴處，按住奶嘴將奶瓶上下?lián)u晃，將牛奶搖勻。滴少許牛奶在手背上，確認(rèn)溫度合適后，給小寶寶喂奶。之后，將使用過(guò)的勺子、奶瓶等，用攜帶的礦泉水簡(jiǎn)單沖洗，用手帕擦干。整理完所有物品后繼續(xù)游玩。整個(gè)過(guò)程從開始到結(jié)束耗時(shí)約30分鐘。中午——父母二人在一處空地坐下吃午餐并稍作休息，重復(fù)上述沖奶過(guò)程，整個(gè)午餐時(shí)間耗時(shí)約1小時(shí)。下午——繼續(xù)游玩約兩小時(shí)，期間重復(fù)沖奶過(guò)程2次。返程——將物品放置在車內(nèi)，開車到家、停車，將嬰兒用品從車后座去下，抱著寶寶進(jìn)入小區(qū)、上樓到家后--將寶寶安置好，將奶瓶等物品從包中取出，認(rèn)真清洗，物歸原位。在整個(gè)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，沖奶過(guò)程中所需使用的物品種類較多，較繁雜。沖泡過(guò)程較為耽誤時(shí)間，且在一人帶寶寶出行的情況下較為困難。迫切需要對(duì)于沖奶器的奶粉攜帶、熱水儲(chǔ)存、沖奶、加熱等多個(gè)環(huán)節(jié)于一體的設(shè)計(jì)。

1.4 設(shè)計(jì)物品轉(zhuǎn)化

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，分析數(shù)據(jù)等內(nèi)容，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，設(shè)計(jì)不同的解決方法以達(dá)到最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并通過(guò)故事版、手繪草圖、角色扮演、草圖制作等可視化輔助方案呈現(xiàn)，推敲設(shè)計(jì)可行性。（1）技術(shù)研究。本研究項(xiàng)目是基于Arduino技術(shù)進(jìn)行的開發(fā)設(shè)計(jì)，通過(guò)研究將現(xiàn)有的技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相結(jié)合，增強(qiáng)智能性與功能性。技術(shù)與功能性結(jié)合研究：在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)對(duì)Arduino技術(shù)的學(xué)習(xí)研究使產(chǎn)品功能更加智能與完善。技術(shù)與人機(jī)及使用者心理結(jié)合研究：使用者的心理分析與人機(jī)分析是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所要考慮的重要方面，通過(guò)Arduino技術(shù)將功能與使用方式更優(yōu)化，保證使用者的使用方便與舒適性。（2）材料與工藝研究。材料健康環(huán)保性研究：在選取材料時(shí)，需結(jié)合嬰幼兒成長(zhǎng)健康因素及材料的環(huán)保性，進(jìn)行多方面考慮。材料特性及加工工藝研究：在結(jié)合人機(jī)、形態(tài)、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面因素，通過(guò)對(duì)材料特性與加工工藝的研究，選取最為適合的材料和加工方式。根據(jù)以上調(diào)研結(jié)論，進(jìn)行實(shí)際的便攜式智能溫控嬰幼兒沖奶器創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使成為一款具有可持續(xù)使用性、良好的互動(dòng)性、功能性、便利性、安全性的新型嬰兒產(chǎn)品。

1.5 設(shè)計(jì)產(chǎn)品展示

確定設(shè)計(jì)思路之后，將前期繪制的草圖通過(guò)3D建模軟件建成產(chǎn)品繪制出來(lái)，最終形成建模方案。整體沖奶器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔美觀，配色高雅大氣，同時(shí)在瓶身上部增加儲(chǔ)存奶粉裝置，旋轉(zhuǎn)該裝置可釋放奶粉，讓奶粉下落到下方瓶體中。瓶底處可以與外界加熱底座結(jié)合起來(lái)，底座使用電池功能，保證在無(wú)電源情況下仍可使用。連接底座后打開底座開關(guān)，可以對(duì)瓶?jī)?nèi)液體進(jìn)行加熱。加熱溫度一般為37°，時(shí)間在15分鐘左右。整體結(jié)構(gòu)非常整體，便攜性高，可操作性強(qiáng)，方便外出攜帶。

2 結(jié)束語(yǔ)

文中通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和用戶調(diào)研以及對(duì)沖奶器的一系列分析，探索出設(shè)計(jì)方向，并確定設(shè)計(jì)方案。本項(xiàng)目的研究成果可投放于實(shí)際的市場(chǎng)銷售中，滿足當(dāng)前父母外出對(duì)于沖泡奶粉的實(shí)際需求，達(dá)到了外出沖泡奶粉快速、科學(xué)、簡(jiǎn)單的追求標(biāo)準(zhǔn)，為嬰幼兒產(chǎn)品研發(fā)提供了新思路。

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