一种智能婴儿车设计
2014-12-01陈艳辉李晓奇
陈艳辉++李晓奇
摘 要：近年来，随着生活水平的提高，市场上婴儿车种类也越来越多。但是还有很多方面不够便捷，比如使用范围小、适应年龄段窄、携带不方便、上下楼十分笨重等，最重要的是不够智能。充分考虑实用性、便携性，该文设计了一款家庭机械装置——智能婴儿车，不仅可以放于室内作为1岁以下婴儿的摇篮床，还可以作为带婴儿外出游玩时的婴儿车，采取折叠式设计，携带方便不占太大空间，同时增加了独特的语音录放以及声音传感和红外报警技术，做到即使家长不在旁边也可确保婴儿安稳睡眠，适应了现代社会追求人性化设计的趋势和人们追求未来幸福生活的主题。
关键词：智能 语音录放 声音传感 报警
中图分类号：TS958 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（c）-0053-02
近年来，随着生活水平的提高，婴儿的家庭娱乐设施日益为人们所关注。市场上的婴儿车有一种是宝宝可平躺在车中，即使宝宝睡着了也不必担心，由于车轮较大，地面凹凸不平带来的颠簸较少，宝宝坐着会感到很安全。但是这种车比较重，很占地方。还有的车小巧轻便，手柄操控简单，转弯方便，可在通道狭窄的商店采购或者拥挤的场所来回穿梭，收起来之后即便在电车里也不占地方，可放在汽车后备箱中，出远门的时候大派用场。但座椅稍窄，可调节的角度较小。当然欧美市场还有的婴儿车可以载双胞胎和三胞胎等。
该文从实用性、便携性出发，设计了一款家庭机械装置——智能婴儿车。它不仅可以放于室内作为1岁以下婴儿的摇篮床，还可以作为带宝贝外出游玩时的婴儿车，采取折叠式设计，携带方便不会占太大空间，更为主要的是，加上独特的语音录放功能以及声音传感和红外报警技术，做到即使家长不在旁边也可确保婴儿安稳睡眠，从而体现了现代社会追求人性化设计的趋势。
1 总体设计
该文设计了一款能够自动摇摆、带全程监控的家用智能婴儿车，采取机械折叠式设计，电控部分包含语音模块、远程报警模块、声音传感和红外报警技术，做到即使家长不在旁边也可确保婴儿安稳睡眠。特色的太阳能供电设计，更是将绿色环保的主题融入其中，大胆发现，大胆创新。报警电路采用自动控制，实现声光报警，报警声音35～45 dB。
婴儿车通过曲柄摇杆机构，将室内摇篮车和室外婴儿代步车相互结合，并通过连杆机构使婴儿车可以随时随地折叠放置，从而更好的节约了车体所占空间并大大扩大了车的使用范围，既方便了外出时车的携带问题，又可以经济实惠，真正体现了人性化设计。
婴儿车上装有红外感应系统，当父母推着婴儿车外出时，如果有事需要短暂离开，可启动报警程序，当有人靠近婴儿车到一定距离时，红外线感应装置收到信号，反馈给单片机，单片机对声音系统发出指令，使声音系统发出警报声提醒父母有人靠近婴儿车，更好的做到了对宝宝的安全护航。
采用嵌入式控制系统设计，当婴儿夜晚睡觉啼哭时，声控感应系统可自动使婴儿车轻轻晃动，而且它可以时时持续不间断监测，真正做到让父母省时省力。婴儿车集合了语音模块，拥有声音录放功能。并且可以通过单片机程序实现智能语音播放。在父母不在身边的时候自动播放音乐或者父母提前录好的声音，真正实现智能化。
婴儿车自带远程报警装置，当父母不在孩子身边，如在厨房做饭，而孩子在卧室，利用无线传输模块，孩子的啼哭声触发警报，可以给妈妈提醒。而妈妈只需要随身携带接收器就可以知道孩子哭了，以便及时了解孩子的状况。
在车身顶部凉棚上方设有太阳能硅板，可以在外出游玩时随时给车体内部的蓄电池充电，且蓄电池配有充电装置，在夜间也可以使系统正常工作并避免充电过高的反流现象。
2 各部分原理阐述
2.1 机械部分
因为本设计中婴儿车需要实现折叠，所以底座采用了三角支架。它具有稳定性高节约材料等特点，且可以较容易的实现折叠。
以太阳能电池板充电的电机做动力源，通过曲柄摇杆机构推动婴儿椅做定轴小幅转动。由电动机带动曲柄摇杆机构推动婴儿椅绕机架做往复转动，实现摇篮的功能。通过平面连杆机构实现遮阳伞和车体的展开和折叠。整体效果如图1所示。
2.2 控制部分设计
首先作为输入信号：红外感应、啼哭报警、声控这三大系统会时时把检测到的信号传递给单片机，由单片机进行计算和相应处理。当红外感应系统检测到信号时使蜂鸣器报警。当啼哭报警系统检测到信号时发出指令给父母的接收端，通知父母孩子正在啼哭。当声控系统检测到孩子啼哭的时候，发出动力信号控制减速电机启动，使婴儿车开始摆动。
根据设计要求，选择微型直流减速电动机额定电压24 V，实行调压调速。
声控传感器可以自行调整模块灵敏度，便于调整到合适的触发标准，它的检测距离在视野内可以到4 m，效果极佳。当模块检测到声音信号时，电路板上绿色指示灯点亮，同时OUT端口输出低电平信号。
采用热释电红外传感器的选择基于红外线技术的自动控制产品，当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动输出高电平，人不离开感应范围活动，将持续输出高电平；人离开后，开关延时自动关闭负载。红外线感应装置收到信号，反馈给单片机，单片机对声音系统发出指令，使声音系统发出警报声提醒父母有人靠近婴儿车。
因为婴儿车设计要求集成声音录放功能和定时播放功能，所以一般MP3不能满足设计要求，于是选用了可以直接与单片机相连的ISD4002模块。里面烧录了语音录放程序，能够实现一键录放功能。
本车使用的太阳能硅板工作电压为17.5 V，工作电流1.14 A，发电功率在阳光充足的情况下大约可以达到20 W，所以能很方便的应用在智能婴儿车的供电系统中。它可以使婴儿车使用者们不用再担心外出没有电源的尴尬情况，因为只要拥有阳光就可以顺利使用它。
3 功能介绍endprint
3.1 摇床功能
婴儿车采用嵌入式系统设计，通过微型直流步进电动机的转动带动曲柄摇杆机构运动，进而推动平面四杆机构的婴儿椅绕机架做前后的轻轻晃动，起到婴儿摇床的作用。而且当婴儿夜晚睡觉啼哭时，声控感应系统可自动使婴儿车轻轻晃动，更加智能化。
3.2 报警功能
当父母推着婴儿车外出时，如果父母需要短暂离开，设定自动报警设置，当有人靠近婴儿车时，红外线感应装置收到信号，反馈给单片机，单片机对声音系统发出指令，使声音系统发出警报声提醒父母有人靠近婴儿车。
3.3 声控检测功能
使用单片机集中控制，当婴儿开始啼哭，声音达到30 dB左右时声音传感器将会启动，并传递信号给单片机，由系统自动输出信号，控制步进电动机的启动和运行时间。
在室内时婴儿车可以作为摇篮车使用，尤其是当婴儿夜晚睡觉啼哭时，声控感应系统可自动使婴儿车轻轻晃动，也可让父母录好声音，当孩子哭闹的时候播放以安抚孩子，让年轻的父母更加省心省力。
当父母推着婴儿车外出时，如果有事需要短暂离开，可启动报警程序，当有人靠近婴儿车到一定距离时，就会发出报警声。采取了折叠式设计，进而使外出或上下楼时携带更加便携，最为重要的是在车上车上装有太阳能电池板及蓄电池，可随时随地进行充电，即使在晚上也能正常工作。
4 结论
该文分析了目前市场上销售的婴儿车的特点、构造及优劣，从而得到了设计智能婴儿车的最初构想。合理利用简单机械机构完成了车体折叠结构设计、遮阳伞折叠结构设计和推手折叠结构设计，使婴儿车可以在不使用时折叠起来，节省空间。
婴儿车电控部分设计包括语音模块、声控模块、红外传感模块、报警模块等。婴儿车由51单片机控制声音信号中断、婴儿车的摆动等功能。
电力系统通过太阳能硅板串联两个二极管与蓄电池相连，再引出至减速电机和单片机开发板上，解决现有婴儿车电源问题，实现能源绿色环保！
参考文献
[1] Hockstein N G，Nolan J P，OMalley B W，et al，Robot-assisted pharyngeal and laryngeal microsurgery：results of robotic cadaver dissections， Laryngoscope， 2005，115（6）：1003 -1008.endprint
3.1 摇床功能
婴儿车采用嵌入式系统设计，通过微型直流步进电动机的转动带动曲柄摇杆机构运动，进而推动平面四杆机构的婴儿椅绕机架做前后的轻轻晃动，起到婴儿摇床的作用。而且当婴儿夜晚睡觉啼哭时，声控感应系统可自动使婴儿车轻轻晃动，更加智能化。
3.2 报警功能
当父母推着婴儿车外出时，如果父母需要短暂离开，设定自动报警设置，当有人靠近婴儿车时，红外线感应装置收到信号，反馈给单片机，单片机对声音系统发出指令，使声音系统发出警报声提醒父母有人靠近婴儿车。
3.3 声控检测功能
使用单片机集中控制，当婴儿开始啼哭，声音达到30 dB左右时声音传感器将会启动，并传递信号给单片机，由系统自动输出信号，控制步进电动机的启动和运行时间。
在室内时婴儿车可以作为摇篮车使用，尤其是当婴儿夜晚睡觉啼哭时，声控感应系统可自动使婴儿车轻轻晃动，也可让父母录好声音，当孩子哭闹的时候播放以安抚孩子，让年轻的父母更加省心省力。
当父母推着婴儿车外出时，如果有事需要短暂离开，可启动报警程序，当有人靠近婴儿车到一定距离时，就会发出报警声。采取了折叠式设计，进而使外出或上下楼时携带更加便携，最为重要的是在车上车上装有太阳能电池板及蓄电池，可随时随地进行充电，即使在晚上也能正常工作。
4 结论
该文分析了目前市场上销售的婴儿车的特点、构造及优劣，从而得到了设计智能婴儿车的最初构想。合理利用简单机械机构完成了车体折叠结构设计、遮阳伞折叠结构设计和推手折叠结构设计，使婴儿车可以在不使用时折叠起来，节省空间。
婴儿车电控部分设计包括语音模块、声控模块、红外传感模块、报警模块等。婴儿车由51单片机控制声音信号中断、婴儿车的摆动等功能。
电力系统通过太阳能硅板串联两个二极管与蓄电池相连，再引出至减速电机和单片机开发板上，解决现有婴儿车电源问题，实现能源绿色环保！
参考文献
[1] Hockstein N G，Nolan J P，OMalley B W，et al，Robot-assisted pharyngeal and laryngeal microsurgery：results of robotic cadaver dissections， Laryngoscope， 2005，115（6）：1003 -1008.endprint
3.1 摇床功能
婴儿车采用嵌入式系统设计，通过微型直流步进电动机的转动带动曲柄摇杆机构运动，进而推动平面四杆机构的婴儿椅绕机架做前后的轻轻晃动，起到婴儿摇床的作用。而且当婴儿夜晚睡觉啼哭时，声控感应系统可自动使婴儿车轻轻晃动，更加智能化。
3.2 报警功能
当父母推着婴儿车外出时，如果父母需要短暂离开，设定自动报警设置，当有人靠近婴儿车时，红外线感应装置收到信号，反馈给单片机，单片机对声音系统发出指令，使声音系统发出警报声提醒父母有人靠近婴儿车。
3.3 声控检测功能
使用单片机集中控制，当婴儿开始啼哭，声音达到30 dB左右时声音传感器将会启动，并传递信号给单片机，由系统自动输出信号，控制步进电动机的启动和运行时间。
在室内时婴儿车可以作为摇篮车使用，尤其是当婴儿夜晚睡觉啼哭时，声控感应系统可自动使婴儿车轻轻晃动，也可让父母录好声音，当孩子哭闹的时候播放以安抚孩子，让年轻的父母更加省心省力。
当父母推着婴儿车外出时，如果有事需要短暂离开，可启动报警程序，当有人靠近婴儿车到一定距离时，就会发出报警声。采取了折叠式设计，进而使外出或上下楼时携带更加便携，最为重要的是在车上车上装有太阳能电池板及蓄电池，可随时随地进行充电，即使在晚上也能正常工作。
4 结论
该文分析了目前市场上销售的婴儿车的特点、构造及优劣，从而得到了设计智能婴儿车的最初构想。合理利用简单机械机构完成了车体折叠结构设计、遮阳伞折叠结构设计和推手折叠结构设计，使婴儿车可以在不使用时折叠起来，节省空间。
婴儿车电控部分设计包括语音模块、声控模块、红外传感模块、报警模块等。婴儿车由51单片机控制声音信号中断、婴儿车的摆动等功能。
电力系统通过太阳能硅板串联两个二极管与蓄电池相连，再引出至减速电机和单片机开发板上，解决现有婴儿车电源问题，实现能源绿色环保！
参考文献
[1] Hockstein N G，Nolan J P，OMalley B W，et al，Robot-assisted pharyngeal and laryngeal microsurgery：results of robotic cadaver dissections， Laryngoscope， 2005，115（6）：1003 -1008.endprint
