一种可调温式自供热型婴儿车的设计

覃毅 刘清梅 朱晓薇 秦明芳

摘  要：目的 设计一种为婴儿户外活动提供便利的可调温式自供热型婴儿车，以解决婴儿外出保暖不當而引起的免疫反应问题，为婴儿创造一个良好的睡眠环境。方法 可调温式自供热型婴儿车包括车体、太阳能系统、温度调节器、置物袋、温奶瓶、推把手保暖装置。太阳能芯片通过呈“S”形的电阻丝反复缠绕平铺在车体各部，将太阳能转化为电能储存于车体底部的蓄电池内;温度调节器、温奶瓶和多功能手套与车体各部分通过导线串联连接;置物袋的3个袋体通过隔板相互隔离;温奶瓶可设定并保持奶瓶的温度;推把手上有伸缩接口、伸缩接口开关和多功能手套。结果 该婴儿车可对温度进行调节实现有效的保暖，减少婴儿因保暖问题而引起的免疫反应，实用性强，在保暖和功能多样性等方面均有明显提高。结论 所设计的可调温式婴儿车功能多，实用性高，便携性好，可减少婴儿的免疫反应发生。

关键词：婴儿车;可调温式;太阳能;保暖;免疫反应

Abstract： Objective： A self-heating pram with adjustable temperature is designed to provide convenience foroutdoor activities of infants， so as to solve the immune reaction problem caused by improper warmth when infants go out and create a good sleeping environment for infants. Methods： Self-heating strollers with adjustable temperature include body， solar system， temperature regulator， storage bag， bottle box and push handle to keep warm. The solar energy chip， through the resistance wire in the shape of "S"， is repeatedly wound and laid on the car body， and the solar energy is converted into electric energy and stored in the battery at the bottom of the carbody. The temperature regulator， warm milk bottle and multifunctional gloves are connected to the car body through a series of wires. The three shelving slots of the shelving bag are separated from each other by the partition; The heat preservation bottle box can set and maintain the temperature of the bottle， andpush handle with telescopic joint， telescopic switch and multifunctional gloves. Results： The stroller can regulate the temperature to achieve effective warmth and reduce the immune response caused by the baby's heat preservation problem. It is highly practical and has obvious advantages in terms of heat preservation and functional diversity. Conclusion： The adjustable temperature stroller has many functions， high practicability and good portability， which can reduce the immune reaction of infants.

近年来，随着社会发展和生活水平的提高，人们对健康的关注日益提升，健康不单单是指没有疾病，而是身体、心理、社会适应等方面处于良好状态，在这样的背景下，睡眠日益受到关注。睡眠对于人类而言是恢复体力，保持精力，维护心理健康的一项必不可少的生理行为，尤其是对于正在成长中的婴幼儿来说，更多的身心发育的过程都是在婴幼儿的睡眠中进行，可见睡眠质量的优劣程度会直接影响到婴幼儿的成长。在婴儿期，睡眠占据其生活的大部分时间，良好的睡眠不仅有助于婴儿中枢神经系统的成熟和总体功能形成，对体格、认知、神经运动和气质发育的形成等也有重要影响[1]。现在大部分父母都会为了避免婴幼儿睡眠或外出时着凉而将孩子紧紧“捂住”，因此婴幼儿童过度保暖成为了一种普遍现象。过度保暖的婴幼儿减少了与多种微生物及其他环境的接触，使机体Ⅰ型免疫反应成熟度受到影响[2]，当身体第一次接触某些病毒或细菌时，免疫系统需要花一些时间来识别入侵的有机组织，并找到消灭它们的方法[3]。保暖过度减少了婴幼儿与周围环境的接触，正常的免疫反应功能低下，使免疫系统必须花更长的时间才能完全消灭感染源[4]，增加了后期的特应性的发生。因此，让婴幼儿早期暴露于多种微生物及其他环境，可促进机体Ⅰ型免疫反应成熟[5]，当人体第二次接触某些病毒或细菌时，免疫系统可以更迅速地识别入侵的有机组织，并立刻知道对抗它的方法[6]。所需的时间更短，也就能够更迅速地消灭感染源[7]。

在这个科学技术发展迅速的时代，某些先进技术用于在传统婴儿车设计和改造，创造出的各种婴儿车层出不穷，如王秋明等人設计了一种婴儿车，针对婴儿生理行为及周围环境改变而设计出能够作出智能决定的婴儿车，该婴儿车实现简单，方便照顾婴儿，减轻了看护人的劳动负担，提高了现代家庭的生活质量，本设计以SCT89C51单片机为核心，采用温度检测、湿度检测、气体检测等传感器模块对婴儿所处环境进行监测及报警;利用噪音传感器监测婴儿的生理状态，同时结合音乐芯片，来对婴儿进行智能安抚[8]。现有的婴儿车无论是国内还是国外在保暖功能方面还较单一，但也有一些针对于新生儿护理的保暖，但对于大一些的孩子应用的比较少，例如由卢莲姣等组成的团队对可控温式婴儿车对早产儿运送的研究中结果表明，多功能可控温式婴儿车可确保早产儿在运送过程中处于恒温的环境中，避免因环境温度的下降而导致体温的下降，可降低相关并发症的发生，确保早产儿运送过程中的安全[9]。林丽荣等人在可控温式婴儿车运送新生儿检查的研究中，提出保持周围环境温度的恒定。减少新生儿外出时检查的体温、心率、呼吸及血氧饱和度波动，有效防止由于环境温度而引起的一系列并发症[10]。这表明婴儿车的温度可以为新生儿提供一个舒适温暖的环境，避免寒冷环境对新生儿的影响，并且能够及时采取有效措施抢救，说明外界温度对孩子健康的重要性。随着二胎政策开放，孩子人数增多，加上生活质量的提高，社会对婴儿车的要求越来越高。婴儿车是家长最喜爱带孩子的散步交通工具，父母在携带婴儿外出逛街或散步时，通常会采用婴儿车代替手抱，婴儿车成为父母带宝宝外出时的必须品。目前，市面上的婴儿车大都适合在夏天使用，例如，带有遮阳篷的婴儿车，以及带有蚊帐的婴儿车等，但是适合在冬天使用的婴儿车却很少。众所周知，婴儿的机体各项功能还尚未发育完全，对外界的抵抗力、免疫力非常弱，常容易因外出保暖不当而生病，盖太多太厚的被子会限制宝宝身体的舒展和影响宝宝的呼吸，引起免疫反应的发生;同时父母在推车时双手也不能得到保暖。因此，现市场存在的婴儿车在保暖及功能多样性等方面仍比较薄弱。

1 设计

1-车体;2-车轮;3-支架;4-遮阳蓬;5-斜杆;6-温度调节器;7-置物袋;8-手套;9-竖杆;10-把手;11-伸缩开关;12-电热饭;13-蓄电池;14-温奶瓶;17-收缩杆可调温式自供热型婴儿车，用于对婴儿进行保暖，进而减少婴儿衣物的穿着，增加婴儿皮肤对外界的接触，以减少免疫反应的发生，同时便于实现婴儿液体食物的即时加热和保温，同时多功能手套可以根据用户的自身要求达到对她们的双手进行保暖或防晒的目的。可调温式自供热型婴儿车由车体、电热板、温度调节器、置物袋、温奶瓶、推把手保暖装置所构成，如图1所示。车体上方通过旋转装置设有遮阳蓬。电热板含有太阳能芯片、电阻丝。太阳能芯片通过呈“S”形的电阻丝反复缠绕平铺在车体各部，车体的底部设有蓄电池。温度调节器外侧有开关，开关上方设有电量显示屏，其旁有一个温度显示屏和温度调节按钮;温度调节器上方有USB接口，USB接口与电源开关、温度显示屏，温度调节按钮、蓄电池和电热丝通过导线串联连接。置物袋有3个置物槽并通过隔板相互隔离，且外侧有一个手机袋。车架上有一个温奶瓶可设定并保持奶瓶的温度。推把手上有伸缩接口、伸缩接口开关和多功能手套，多功能手套和温奶瓶与温度调节器、蓄电池通过内部导线相连接。

1.1 车体的设计

车体采用框架结构，为保证车体的稳定性，车体与车轮、支架及车体的连接处均采用了三角形的形式连接。婴儿车的主体支撑结构使用铝合金车架，从而使车身轻便、携带方便，并且使用寿命长、可回收。车体上方的遮阳蓬通过与车体相连接的旋转装置进行关合，遮阳蓬分为两层，外层为避光材料的遮阳蓬，内层为网状材质遮阳蓬。车床外层包裹有防水材料及外铺有一层可拆卸的金丝绒垫被，此垫被与车体通过拉链实现分离连接，方便拆洗清洁。车体上使用无纺布材料增加伸拉力，可提高舒适感。

1.2 电热板设计

电热板设计主要包括太阳能芯片、电阻丝。太阳能芯片安装在车体内部、遮阳蓬、温奶瓶及手套上，同时有电阻丝呈“S”形反复缠绕平铺在车体内部，太阳能芯片可吸收太阳能并将其转化为电能储存于车体底部的蓄电池，蓄电池的容量需保证婴儿车车体、温奶瓶、手套及USB接口连接装置处的电能消耗，如图2所示。本次设计中用单片机为控制中心，利用分压电路对蓄电池、太阳能电池的电压进行采样，再经过转换处理，用单片机输出经光耦驱动管来控制系统的充放电功能。该系统可以实现控制蓄电池的最优充放电，当蓄电池电压在设定高值时，电热板停止对蓄电池充电，当蓄电池电压低于设定值时，蓄电池停止对负载放电。

1.3 温度调节器设计

温度调节器由电源开关、温度显示屏、电量显示屏、温度调节按钮、USB接口所组成。温度调节器设有三个温度显示屏及三个温度调节按钮，可分别调节车身温度、推把手处的手套温度以及温奶瓶的温度并分别对应三个温度显示器。在婴儿车的座椅中安装加热装置，配合温控电路，自动调节婴儿的座椅温度始终保持在适宜温度，也可关闭自动调节实现手动控制。婴儿车内含监测系统，以便监测婴儿车的温度、电量等数据，并在车体后部的温度显示屏上显示以便家长查看。奶瓶加热功能可以实现奶瓶保温和加热，且温度可以自行调节，如图3所示。USB接口可在太阳能蓄电池不能起作用时，通过此接口与电源相连接，从而保证蓄电池内储备有足够的电能来维持婴儿车的正常保暖功能，此外，USB接口有移动充电功能可为移动设备提供电源，方便家长使用。

1.4 置物袋设计

本次设计的婴儿车的置物袋有空间储量大，置物袋多，且防水的特点。置物袋有三个袋体并通过隔板相互隔离以将婴儿的东西进行分类放置，避免混淆;外侧有一个手机袋和粘合带;袋体的材质为防水布料，能够有效地防止液体滴漏，便于清洗，可解决婴儿尿湿裤子的放置问题。袋体上方有一上盖，可通过拉链或粘合带实现可分离连接，不使用时将其与车架上的粘合带结合进行收缩以节省空间。手机袋可放置推车者的手机、水杯或其他小物件等，达到一袋多用的目的。其结构如图4所示。

1.5 温奶瓶及推把手设计

温奶瓶与瓶盖通过锁扣实现可分离连接，同时温奶瓶和多功能手套通过内部导线与温度调节器、蓄电池相连接，其二者外表面均内置有太阳能芯片和电热丝，如图5、6所示。温奶瓶既能作为普通置奶瓶使用，又能通过温度调节器使瓶子里面的奶保持婴儿可食用的温度。多功能手套与伸缩杆于推车把手处相连，下表层有双层结构，内层为网布材料的手套，外层为防水的可保暖手套，二者通过拉链或纽扣实现可分离连接，上表层为防水无纺布材料，内置有太阳能芯片及电阻丝以吸收太阳能。它和普通手套一样，使用安全、方便，行动自如，可根据用户自身所需温度、所处季节使用手套。伸缩接口通过伸缩杆与伸手接口开关相连接，伸缩杆既可通过旋转装置进行上提或下压，又可通过伸缩接口开关对手推车杆进行调节，以达到用户的最适距离，同时还可在闲置时收缩以节省空间。

2 使用方法

在婴儿车的使用过程中，可依据使用者的喜好对其进行设置。在出门前可将奶粉冲好并放置到适宜婴儿食用的温度后，将奶瓶置于车架上的奶瓶保温盒内，按下对应的温度调节按钮，使奶粉随时保持可食用的温度，解决婴儿外出随时随地方便进食的问题。用户可在将婴儿带出户外的过程中使太阳能电板吸收能量，并将车体底部的蓄电池充满电。开启电源开关时，通过温度调节器调整车身适宜温度后将婴儿置于车上，盖上毛毯防止婴儿腹部着凉，在此过程中，婴儿身上只需穿一件薄外套，无需将婴儿裹得非常厚重，这既保证了婴儿机体所需要的温度，又能使婴儿的皮肤得以呼吸，进而减少因保暖过度所引起的免疫反应的发生。此外可通过置物槽将婴儿的衣服、裤子、尿布进行分类，在使用时能方便，快速地找到;手机袋可放置推车者的手机、水杯或其他小物件等等，达到一袋多用的目的。粘合带可在置物袋不使用时将其与车架上的粘合带结合进行收缩，起到节省空间的作用。用户可通过调节伸缩杆开关调节推车杆的长度，在不使用时也可将其关闭以节省空间，推车把手处的多功能手套下表层为双层结构，内层为网状手套，外层为防水保暖手套，二者通过拉链或纽扣实现可分离连接，用户可根据自身所需温度，通过调整温度调节按钮来进行调节以保暖双手。推车外出时，车内所置的太阳能芯片会随时吸收太阳能进而转化为电能储存于蓄电池中，消除因电源不足而不能保暖的问题。

3 设计优势

与传统的婴儿车相比，本次设计的可调温式自供热婴儿车具有以下优势：

3.1 可避风防寒保暖

传统的婴儿车主要是依靠遮阳棚挡风然后加被保暖，若给宝宝所盖的被子过厚，不仅会影响宝宝身体的舒展，还会影响宝宝的呼吸，引起免疫反应的发生。本次设计的婴儿车改变了传统婴儿车保暖不当的缺点，一是给车里的婴儿提供的暖和舒适的空间，既能避免其遭受严寒而感冒，为婴儿机体提供适宜的温度，又能为婴儿创造一个良好的睡眠环境，促进其神经系统的发育;二是温奶瓶的设计让婴儿外出时能喝上热腾的奶;三则是给推车的家长也提供了可拆卸手套，冬天可保暖，夏天可防晒。

3.2 储存空间大，便携性好

较传统的婴儿车相比，本次设计的婴儿车的置物袋具有空间储量大，置物袋多，且防水的特点。置物袋分层多，可分类放置，避免混淆;置物袋的防水性能，能够有效地防止液体滴漏，便于清洗。

3.3 安全性好

所安装的蓄电池和太阳能芯片安装在车底和车体，避免和婴儿接触，保证孩子的安全，车上设有温度显示器和温度调节器，为家长控制温度提供方便，给孩子提供一个适宜的温度。

3.4 适用范围广

现有的保温式婴儿车主要用于新生儿，而本次设计的婴儿车不仅适用于新生儿的保暖，还适用于一月至三岁小孩，适用年龄范围较大。本次设计的自供热调温式婴儿车适用范围广，实用性强，设计人性化，安全性高，会给人们带来很大的便利。

3.5 供电充足

有太阳的时候太阳能芯片不仅仅给车供电，多余的电也会被储存在蓄电池中，此外，若无太阳也可直接从USB接口充电，使得白天有太阳时不必担心外出不够电，也不必担心阴天不能使用。

4 结束语

本次设计的新型可调温自供热式婴儿车是目前市面上所有婴儿车种类中少有的可调温的婴儿车，目前现有的婴儿车多为安全性所设计，为保暖型设计的婴儿车类型有限，本次设计的婴儿车多在保暖方面且为可调温式注入了更多的设计，达到婴儿机体对保暖的需求。但是该类型婴儿车的设计还处于萌芽阶段，技术尚未成熟，车轮和车体之间没有缓冲装置，导致推车时可能会存在颠簸，具有稳定性差的弱点，这一点还需继续改进，但是这也不可否认此类婴儿车有很大的发展市场。

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