范振全 侯曉霞 衛(wèi)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(diào)嬰兒散步車的研究與設計

范振全 侯曉霞 衛(wèi)江紅 韓超

（德州學院機電工程學院，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力的問題，同時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)狀進行了滑板助力太陽能空調(diào)嬰兒散步車的設計研究，通過在傳統(tǒng)嬰兒車的基礎上進行必要的結(jié)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(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程序設計

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們物質(zhì)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(diào)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(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可。綜合上述原因，進行了滑板助力太陽能空調(diào)嬰兒散步車的設計，通過在傳統(tǒng)嬰兒車的基礎上進行必要的結(jié)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(jié)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(diào)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(diào)、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(tǒng)。

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(nèi)的生活狀態(tài)，嬰兒乘坐的搖籃部分面對監(jiān)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(jié)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(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(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(nèi)不會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，用于檢測嬰兒車內(nèi)部的溫濕度，并在遮陽棚內(nèi)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(nèi)部的溫濕度與STC12C5A60S2單片機設定的數(shù)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(nèi)部環(huán)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(jiān)測嬰兒車內(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，不會影響到嬰兒的安全以及嬰兒車的折疊，并且適當?shù)脑黾恿藡雰很嚨呐渲?，使其更加安穩(wěn)，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(wěn)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(diào)控轉(zhuǎn)軸處安裝了舵機，并在遮陽棚內(nèi)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(nèi)設定一個對于嬰兒眼睛最適當?shù)墓庹諒姸龋@樣遮陽棚就會根據(jù)光照強度的強弱自動調(diào)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(tǒng)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(xié)作完成程序的運行。

太陽能空調(diào)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(nèi)部的溫濕度數(shù)值通過5110液晶顯示屏表現(xiàn)出來，當傳感器采集到的溫濕度信號，與Keil程序里設定的數(shù)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(xié)調(diào)工作維持嬰兒車內(nèi)部小環(huán)境的相對穩(wěn)定。其次遮陽棚內(nèi)部的光敏傳感器檢測到的外部光照強度與單片機內(nèi)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(zhuǎn)角度自動調(diào)整遮陽棚的傾斜程度，始終保證內(nèi)部光照強度在最適范圍內(nèi)。傳感器與單片機緊密協(xié)作共同保證嬰兒乘坐在嬰兒車內(nèi)部時的舒適度，營造一個良好的嬰兒生活環(huán)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(jié)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(yè)出版社，2004.

［2］侯亮， 唐任仲， 徐燕申. 產(chǎn)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（項目編號201410448040）的資助。

TS958.7

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1003-5168（2015）11-093-01