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        多功能兒童成長自助平臺

        2019-03-19 12:18:02王米樂,錢建英
        科技創(chuàng)新與品牌 2019年3期
        關鍵詞:光電開關推桿電動

        設計思路

        通過自身的經(jīng)歷和體會,我發(fā)現(xiàn)兒童由于身高原因,在生活、學習中遇到許多尷尬和不便。針對這些尷尬和不便,思考解決方案,發(fā)明設計一種能夠給兒童提供高度支撐且高度容易識別的自助平臺。同時在這個平臺上融合拓展其他日常生活所需功能。

        首先,設計高度調節(jié)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)不僅要提供高度支撐功能,而且高度能夠自動調節(jié),實現(xiàn)自動升降,這樣就可以滿足不同的行為活動對高度的不同要求,且能夠滿足隨著年齡和身高的增長對高度支撐的動態(tài)需求。

        其次,設計高度辨識系統(tǒng)。這個系統(tǒng)不僅要針對不同年齡段的兒童,在平臺自動調節(jié)到所需高度時提供某種信號識別,而且這種可供識別的信號還要針對兒童好動的性格,在使用時既能增加平臺使用的趣味性,又能增強兒童在使用時的情緒穩(wěn)定性。

        再次,設計輔助功能系統(tǒng)。解決高度調節(jié)和高度識別的主要功能后,結合日常生活所需,增加諸如體重測量、溫度測量等其它輔助功能。

        在完成上述三個功能系統(tǒng)模塊化設計后,最后進行系統(tǒng)集成,完成多功能兒童成長自助平臺的設計并制作模型試用。

        圖1 電動推桿

        圖2 電源連接部件圖

        圖3 電動推桿遙控器

        圖4 音樂芯片圖

        圖5 音樂播放器

        圖6 反光板

        圖7 光電開關

        圖8 電源盒與電源開關

        設計過程

        這種多功能兒童成長自助平臺主要由三個功能系統(tǒng)組成,模塊化設計后進行功能系統(tǒng)集成,設計過程分為四個階段。

        1. 高度調節(jié)系統(tǒng)設計

        高度調節(jié)系統(tǒng)主要實現(xiàn)對平臺高度的需求,并解決其控制的問題。家中的自動升降晾衣架和汽車維修廠的液壓千斤頂給了我設計靈感。該系統(tǒng)主要由三部分組成:電動推桿、電源連接部件、電動推桿遙控裝置,如圖1~3。設計時,將自助平臺的頂板鉚固在電動推桿頂端,接通電源后,通過電動推桿遙控裝置控制推桿升降,達到高度自動調節(jié)目的。

        需要說明的是,必須充分考慮平臺的承重量和高度需求,這取決于電動推桿的推動力和高程。設計過程中,我做了簡單的市場調查,現(xiàn)有市場上的電動推桿承重量在50~200KG,設計高程可達到1M,完全能夠滿足兒童的使用要求,可以根據(jù)需求靈活選用型號與數(shù)量。

        2. 高度辨識系統(tǒng)設計

        高度辨識系統(tǒng)主要實現(xiàn)對平臺高度的自主識別,并且能針對兒童的性格特點,增加使用過程中的趣味性。設計靈感主要來自于賓館、酒店、寫字樓的自動感應門,以及樓梯間的感應燈光;而音樂是兒童情緒最好的“穩(wěn)定劑”。該系統(tǒng)主要由音樂芯片、音樂播放器、反光板、光電開關、電源連接部件等組成,如圖4~8所示。

        設計時,將光電開關、音樂芯片、音樂播放器、電源盒、電源開關等串聯(lián)在一起。其中,光電開關固定在平臺下方的連接桿上,將反光板間隔固定在平臺側板上,光電開關的光源感應端與反光板必須水平正對,如圖10中所示。

        圖9 平臺頂板

        使用過程中,當電動推桿自動升降時,光電開關跟隨頂板下方的連接桿自動升降,在不同的高度,光電開關的光源感應端與反光板相互作用后,電源間隔開合,實現(xiàn)對音樂播放的自動控制。音樂芯片中儲存不同年齡段兒童所喜歡的音樂,高度不同,音樂有別,根據(jù)播放的音樂類型即可識別所處的高度。

        3. 輔助功能系統(tǒng)設計

        輔助功能系統(tǒng)主要是拓展平臺的實用功能,給生活帶來更多的便利。目前,主要增加了體重測量和溫度測量功能,只需對平臺頂板進行改進,內設計重器和溫度感應器即可實現(xiàn)。平臺頂板平面如圖9。

        4. 繪制圖紙與模型制作

        我在輔導老師幫助下,繪制了設計圖(圖10),對其中的部件組合通過圖紙進行示意;同時,在市場上采購了所需的部件,親手制作了示意模型(圖11)。通過模型演示并試用體會,我設計的多功能兒童成長自助平臺既能夠自動控制高度,又能夠通過音樂來進行高度識別,不同年齡段和身高的兒童均可適用,給生活和學習帶來方便,并且使用過程中自動播放的音樂更增加了使用的趣味性。

        未來優(yōu)化方向

        未來,這種多功能兒童成長自助平臺可以從三方面進行優(yōu)化:

        1. 關于電源供應,由于條件所限,我目前設計的平臺還只是外接電源,未來可以考慮采用內置蓄電池的方式,定期充電,隨處可用,以避免沒有固定電源接口而無法使用的問題。

        2. 關于外觀外型,由于條件所限且為了直觀表達,我設計制作的只是示意模型,平臺側板應采用可折疊材料,這樣在平臺頂板升降時可以自由伸縮,平臺內部始終是封閉空間;同時,未來的實際產品可以根據(jù)需要,在外觀顏色、形狀、尺寸大小等方面靈活設計,增加美觀度。

        3. 關于功能拓展,該平臺設計盡管針對的是兒童,其實成人也可以使用,亦可直接作為凳子、梯子來使用,未來可以根據(jù)需要,增加更多功能,比如室內濕度測量、室內空氣質量監(jiān)測、兒童身高測量等,給生活帶來更多便利。

        圖10 多功能兒童成長自助平臺設計圖

        圖11 多功能兒童成長自助平臺模型圖

        體會與收獲

        在日常生活和學習中遇到的尷尬和不便,思考其原因,從而產生設計發(fā)明多功能兒童成長自助平臺的想法,到研究設計并親自制作示意模型,我學會了很多知識,體會到主動思考和自己動手的樂趣,感受到作為一名小小產品設計師的成就。在研究設計過程中,我和輔導老師、和父母一起探討交流,他們給了我很多好的建議,經(jīng)常以提問題的形式來啟發(fā)我,讓我自己主動思考,讓我自己動手,也增加了我學習知識、尋找答案的樂趣,增加了自己動手的能力。我相信只要在生活中用心觀察,積累如識,多有發(fā)明創(chuàng)造,就一定能使我們的生活變得更加便利和美好。

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