“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车的设计

张 蕊，闫军芳，李梦雪，叶金峰，董 卉，刘富刚

（德州学院 地理系，山东 德州 253023）

0 引 言

目前，我国每年均有一千多万新生儿[1]。我国已经成为世界上最大的童车制造、使用国家，婴儿车是多数家庭中广泛应用的育儿工具，有着巨大的消费市场。随着人们收入的提高及生活方式的改变，家庭对婴儿车的需求呈现出多样化的倾向,过去单一的功能已不能满足人们生活方式的多样性需求，新产品的开发设计研究，也越来越显示出它的生命价值。本研究通过调查市场婴儿车已有的特性和人们的需求差异，分析婴儿车设计存在的问题，对产品设计各类理论化概念进行归纳和梳理，将低碳环保设计理念与婴儿车用户的实际需求相结合，利用丰富的太阳能资源，设计“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车，减轻噪声及粉尘给婴儿及其父母带来的双重压力。

1 婴儿车设计来源

1.1 行业现状

从婴童行业协会了解到，我国婴童产品市场刚刚起步，设计能力还不成熟，婴童产品的市场潜力较大；随着生态经济理念的深入，理性消费者增多，消费者对婴儿产品安全需求逐步提高[2]。目前，市场婴童产品设计主要存在创新能力不强、产品不够人性化等问题。市场需求呼唤婴儿车新产品的创新与研发。

1.2 市场调查

2012年8月，随机对山东省各地市城市居民进行调查，共发放问卷1000份，收回有效问卷956份，有效回收率为95.6%。问卷内容涉及年龄、性别、文化程度、工作性质、收入情况、对婴儿车及除尘降噪的基本认识等。调查结果显示，一是婴儿车的消费人群集中在25～35岁；二是性能、安全性、品牌、价格等是消费者在购买婴儿车时主要考虑的因素；三是消费者多选择可爱的多色混合系婴儿车，也有部分消费者倾向于明快的单一纯色婴儿车；四是消费者更倾向于棉质、亚麻、皮质材料的婴儿车；五是婴儿车规格的选择主要取决于消费者家庭经济状况，消费者多选择中等（经济、方便）的婴儿车，也有部分消费者选择大型（宽敞、舒适、气派）和小型（精巧、节省空间）的婴儿车；六是消费者多选择300～1000元价位的婴儿车，也有少数消费者选择高档价位的婴儿车；七是消费者使用婴儿车的目的多为购物、散步和旅游。从调查分析看，环保婴儿车的消费市场潜力大。儿童产品的创新核心是，在符合社会文化发展基础上不断完善和发展产品功能，以满足广大消费者的需要。因此，环保舒适型婴儿车符合市场需求。

2 婴儿车设计方案

2.1 设计思路

“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车设计上采用新型环保隔音材料，制作成外形似城堡的滑盖，并且利用清洁的太阳能资源为净化空调提供动力，以实现空气的流通，降低外界的噪声对睡梦中婴儿的影响，在底部增加除尘空调，并利用顶部的太阳能集热板提供空调运行的动力，以便于车内空气流通、净化，保障婴儿能呼吸到健康新鲜的空气，更好地保证婴儿的身心健康。“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车结构如图1所示。

图1 “堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车结构

2.2 工作原理及技术分析

普通婴儿车的功能都大同小异，安全性、方便性、舒适性等已相当完善，但没有与当前的环境状况、消费观念相结合[3]。“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车工作原理如图2所示。

图2 “堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车工作原理

本设计方案从环保角度增加了以下新的功能：

（1）隔音材料。车身面料使用发泡棉、隔音毡。在噪声进入婴儿车之前被减弱，降低噪声对婴儿的伤害。顶部面料使用透光性好的材料，保障车内采光的同时有助于婴儿的视力健康发展。

（2）降噪功能。隔音材料的加入增加了婴儿车的降噪功能。

（3）太阳能集热板。利用太阳能发电系统为空调提供动力，低碳环保[4]。

（4）净化空调。其空调工作原理如图3所示。净化空调能控制婴儿车内温度，使其达到舒适水平；排出过量的湿气，营造更舒适的环境；吸入新鲜空气，具有通风功能；过滤空气，去除空气中的灰尘和花粉。

2.3 产品规格及参数

“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车车载空调规格、所需蓄电池规格、所用太阳能电池板规格见表1～表3。

图3 婴儿车空调工作原理

2.4 太阳能发电系统

“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车太阳能发电系统电路控制如图4所示。

（1）太阳能电池板。太阳能电池板是太阳能发电系统的核心部分。单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高可达到24%[5-6]。“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车将太阳能电池板置于婴儿车顶部，将太阳能转化为电能，并输送到蓄电池中，如图5所示。

（2）太阳能控制器。该控制器作为控制整个系统工作状态的重要部分，可以对婴儿车内的蓄电池进行充电保护，延长蓄电池的使用寿命。

（3）蓄电池。采用48v铅酸电池,其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，以备推动负载工作，为婴儿车提供运行动力。

2.5 太阳能电池供电分析

（1）电流。如48V蓄电池系统，300W空调，即I=300W/48V=6.25A。

（2）蓄电池容量。如每天使用4h，蓄电池容量=6.25A×4h=25Ah。为防止蓄电池过充和过放，蓄电池一般充电到90%左右；放电余留5%～20%左右。所以25Ah也只是应用中真正标准的70%～85%左右。另外，还要根据负载的不同，测出实际的损耗，实际的工作电流受恒流源、镇流器、线损等影响，可能会在6.25A的基础上增加15%～25%左右。

表1 婴儿车车载空调规格

表2 婴儿车蓄电池规格

表3 婴儿车太阳能电池板规格

图4 婴儿车太阳能发电系统电路控制

图5 婴儿车太阳能电池板组成

（3）电池板峰值。空调每天工作4h，电池板平均每天接受有效光照时间为2h，最少放宽对电池板需求20%的预留额，即WP/48V=（6.25A×4h×120%）/2h，WP=720W。在空调组件中，线损、控制器的损耗及镇流器或恒流源的功耗各有不同，实际应用中可能在15%～25%左右。因此，720W只是理论值，根据实际情况需要应有所增加。如太阳能电池板的负担过重，可使用充电的蓄电池，以便电能不够时作为补充。

3 结束语

随着人们环保意识的增强，绿色低碳将成为未来设计领域里的主导设计。“堡”贝太阳能式降噪除尘婴儿车的创新点在于采用新型环保隔音材料，使婴儿车达到降低外界噪声的目的，同时采用清洁能源，低碳环保。太阳能资源为净化空调提供动力，通过空气流通、调节温度、净化空气等实现除尘功能。婴儿车设计优化的目的是，既要满足婴儿的生理和心理需要，又要满足成人的心理需要；既要从人的本性角度出发，又要依据合理的实验数值设计出健康的婴儿产品。

[1]中华人民共和国国家统计局.中华人民共和国2012年国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].(2013-02-23)[2013-02-28]http://news.xinhuanet.com/politics/2013-02/23/c_114772758_3.htm.

[2]产品秀场:9款婴儿推车宝宝的第一辆“坐驾”[J].时尚育儿，2007(8):16-18.

[3]王炳忠.太阳能——来能源之星[M].北京:气象出版社，1990:23.

[4]余海.太阳能利用综述及提高其利用率的途径[J].能源研究与利用，2004(3):86-88.

[5]陈建明，梁妍，陈德慧.基于太阳能的微能源收获技术[J].华北水利水电学院学报，2012(2):79-81.

[6]顾树华，张希良，王革华.能源利用与可持续发展[M].北京:化学工业出版社，2001:22.