劉英旋

【摘 要】市場(chǎng)上嬰兒床功能單一，占用空間，不方便移動(dòng)，孩子大點(diǎn)后的利用率很低?；谶@些問題本文設(shè)計(jì)此款便攜式可調(diào)嬰兒床，床體能夠延展、伸縮，使得該嬰兒床的高度尺寸可以在一定范圍內(nèi)變化，適用于不同年齡段的嬰兒，不必隨著嬰兒的成長(zhǎng)再重新購(gòu)置新的嬰兒床，減少了經(jīng)濟(jì)上的支出；可折疊便于攜帶，還能折成椅子且簡(jiǎn)單易操作，與市場(chǎng)上的嬰幼兒床相比較，價(jià)格合理、操作簡(jiǎn)單、利用率高。

【關(guān)鍵詞】便攜；嬰兒床；棘輪機(jī)構(gòu)

一、引言

市場(chǎng)上賣的嬰兒床大都功能單一，而且隨著寶寶的長(zhǎng)大，許多嬰兒床最終被閑置在家，無形中造成一種資源的浪費(fèi)。有些嬰兒床的側(cè)欄松動(dòng)，晃上去感覺床體不夠結(jié)實(shí)；有的嬰兒床床墊與床外沿之間的縫隙有一指多寬，木面較為粗糙，不太光滑容易夾傷嬰幼兒。在過去的5年內(nèi)，有900萬的問題嬰兒床被召回。2000年以來，有32起嬰兒死亡事故與側(cè)邊欄嬰兒床有關(guān)，其中14起為側(cè)邊欄下降而引起的事故?？梢娔壳笆袌?chǎng)上的嬰兒床仍存在諸多問題，品牌企業(yè)對(duì)于嬰兒床的開發(fā)也僅限于舒適程度上，多功能嬰兒床的開發(fā)還有很大的空間[1][2]。

二、多功能嬰兒床總體方案設(shè)計(jì)

1、便攜式可調(diào)嬰兒床折疊原理

如圖1所示骨架半開嬰兒床，表示各鉸接部位的相關(guān)各桿的連接情況，整個(gè)骨架在半展半開收攏狀態(tài)。當(dāng)嬰兒床展開時(shí)，十字交叉的撐開四個(gè)立柱，此時(shí)，四個(gè)方向的桿件2和關(guān)節(jié)3逐漸升起處于水平狀態(tài)，下面的桿件逐漸下落也處于水平狀態(tài)支撐在地面上。此時(shí)關(guān)節(jié)3受到一個(gè)向下的力，作用在內(nèi)部的棘輪上，棘輪卡死在內(nèi)槽里，從而鎖死，使嬰兒床穩(wěn)定牢固。所以僅僅利用了每個(gè)桿之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)了嬰兒床的合并與收攏，節(jié)省了資源。

2、便攜式可調(diào)嬰兒床轉(zhuǎn)換原理

本嬰兒床通過關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換及模塊的調(diào)整可實(shí)現(xiàn)座椅的轉(zhuǎn)換，提高利用率。其工作原理是嬰兒床的四個(gè)立柱中的其中倆個(gè)通過伸縮桿的形式來調(diào)整桿長(zhǎng)，用以實(shí)現(xiàn)座椅的適應(yīng)尺寸，在通過各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換及調(diào)整，來完全達(dá)到我們的要求[3]。圖2為嬰兒床轉(zhuǎn)換成座椅的示意圖。

三、基本功能結(jié)構(gòu)分析

1、疊關(guān)節(jié)卡死機(jī)構(gòu)原理

如圖3所示為折疊卡死機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)處于床的狀態(tài)時(shí)，即倆桿旋轉(zhuǎn)到處于水平位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)內(nèi)部的棘輪1受到彈簧的彈力頂死在卡槽3中，又由于此時(shí)受到向下的力，在加上彈簧的彈力，從而鎖死在卡槽中。

如果需要折疊時(shí)，通過控制系統(tǒng)控制推桿2的動(dòng)作來阻止彈簧的彈力，控制系統(tǒng)在后續(xù)中講到。從而把棘輪1迅速壓回到最初位置而實(shí)現(xiàn)倆桿的互轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了折疊功能。

2、換向鉸接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)嬰兒床收縮時(shí)，此時(shí)力的作用下會(huì)推動(dòng)在桿4內(nèi)部槽中的螺釘在桿3帶動(dòng)桿1的作用下通過螺釘2旋轉(zhuǎn)90度，從而使桿1和與桿1相連的桿和桿2繞相交軸旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)收縮。轉(zhuǎn)換過程如圖4和圖5所示。

3、可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

嬰兒床圍欄的高度一般以高出床墊50～60cm為適宜。如果太低，寶寶有爬過圍欄掉下來的危險(xiǎn)。如果太高，父母抱起或者放下寶寶都十分不便。又由于椅子的高度大約在45～60cm之間，所以設(shè)計(jì)用一個(gè)滑塊在高度分別為40cm，50cm，60cm處定位[4]。如圖6所示可調(diào)節(jié)滑塊，當(dāng)作為嬰兒床時(shí)，保證安全距離，滑塊在上面的位置，當(dāng)轉(zhuǎn)換成椅子的時(shí)候滑塊滑倒下面的位置。

4、便攜式可調(diào)嬰兒床的ADAMS仿真及優(yōu)化分析

為了能夠確保設(shè)計(jì)機(jī)械的可行性，為了確保機(jī)構(gòu)工作的過程中良好的運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在設(shè)計(jì)過程中，利用三維模型進(jìn)行仿真，利用仿真所得數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行總體優(yōu)化。

為驗(yàn)證便攜式可調(diào)嬰兒床的可行性，制作簡(jiǎn)易的伸縮桿單元及折疊關(guān)節(jié)卡死機(jī)構(gòu)單元進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置由伸縮桿和一個(gè)折疊關(guān)節(jié)卡死機(jī)構(gòu)組成，伸縮桿由兩個(gè)直徑不等的鋼管外加附屬部件組成，以及折疊關(guān)節(jié)，可以在平面上進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)采用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)方式。通過該實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期要求。

四、結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的嬰兒床可折疊、易攜帶、可轉(zhuǎn)換成椅子，將嬰兒床的利用率最大化，使用了棘輪機(jī)構(gòu)及鉸接機(jī)構(gòu)，運(yùn)行可靠且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全平穩(wěn)、性價(jià)比高。整個(gè)產(chǎn)品通過三通的支撐架對(duì)床體進(jìn)行穩(wěn)定，在折疊的過程中，人為的通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)及各個(gè)不同模塊之間的作用，從而實(shí)現(xiàn)便攜式嬰兒床。采用CATIA三維軟件進(jìn)行了三維的建模，用ADAMS仿真軟件對(duì)產(chǎn)品構(gòu)件進(jìn)行了力學(xué)分析，使加工出來的產(chǎn)品更加符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)重要關(guān)節(jié)及鉸接部位進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)桿件部位進(jìn)行了剛度和強(qiáng)度計(jì)算，具有可靠的數(shù)據(jù)保證，從而為生產(chǎn)加工過程中材料的選擇提供了依據(jù)，使得產(chǎn)品更加經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳孟禧.一種多功能嬰兒椅，2011.2.

[2]谷家驪.一種帶有可折疊床桌的床，2011.3.

[3]李全興.雙層折疊擔(dān)架床，2012.1.

[4]王仁萍，王述洋.新型折疊睡床的設(shè)計(jì)林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2008.