新型嬰幼兒搖籃設(shè)計(jì)

謝衛(wèi)容 馬麗 周俊榮 柯勝亮

摘 要：本論文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)嬰幼兒搖籃的搖擺結(jié)構(gòu)的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在確保安全的前提下，改進(jìn)了傳統(tǒng)搖籃的搖擺結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出了這款新型嬰幼兒搖籃。該裝置在電機(jī)、錐齒輪、彈簧、凸輪和凸輪軸等機(jī)械結(jié)構(gòu)的相互配合和作用下，使搖籃床身能夠模仿母親懷抱嬰幼兒的動(dòng)作和頻率作一定時(shí)間的多角度搖擺，運(yùn)動(dòng)輕柔，外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用美觀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)配合好、傳動(dòng)穩(wěn)定、受力合理。

關(guān)鍵詞：嬰幼兒搖籃：機(jī)械：創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1 引言

新生命的到來(lái)，讓全家充滿了喜悅，但快節(jié)奏的生活方式下，年輕的父母需要同時(shí)兼顧寶寶、家庭和工作，生活會(huì)感到非常疲憊。而且對(duì)于剛出生的嬰幼兒，需要保持在母親懷孕時(shí)羊水里的狀態(tài)，作合理舒適的搖動(dòng)。針對(duì)上述這些特點(diǎn)，本論文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)嬰幼兒搖籃的搖擺結(jié)構(gòu)的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出了這款新型嬰幼兒搖籃。該裝置在搖籃底板上前后兩側(cè)各裝有兩根緩沖彈簧，中間安裝有支撐彈簧桿機(jī)構(gòu)，安裝在底板的支架上前面和側(cè)面各裝有一個(gè)凸輪，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)一對(duì)圓柱齒輪將動(dòng)力傳遞給凸輪軸，兩凸輪軸通過(guò)一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)，在凸輪和滑輪的作用下，能夠使搖籃床身模仿母親懷抱嬰幼兒的動(dòng)作和頻率，使嬰幼兒坐臥舒服愜意，搖籃設(shè)有定時(shí)功能，可根據(jù)實(shí)際的需要來(lái)調(diào)節(jié)搖籃運(yùn)行時(shí)間，然后自動(dòng)關(guān)閉。

2 嬰幼兒搖籃的總體方案設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的嬰幼兒搖籃主要由：搖籃床身、支架和底板機(jī)構(gòu)、彈簧桿、24V低壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、可移動(dòng)電源、凸輪與滑輪等結(jié)構(gòu)組成。這些結(jié)構(gòu)合理的配合使用是我們對(duì)這款嬰幼兒搖籃的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，所以本文對(duì)嬰幼兒搖籃設(shè)計(jì)主要包括：外形設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)力要求設(shè)計(jì)，傳動(dòng)方式等。

2.1 外形設(shè)計(jì)

外形設(shè)計(jì)方面，在良好的結(jié)構(gòu)、實(shí)用的基礎(chǔ)上要求美觀、簡(jiǎn)潔、流線型、人性化等。其中推手和護(hù)欄，底板和支架需相互連接，橢圓型的床身設(shè)計(jì)能模擬母親體內(nèi)柔軟和舒適的環(huán)境，給初生嬰幼兒一個(gè)安全和自然的發(fā)展空間。搖籃外形尺寸根據(jù)實(shí)際的需要，選取合適產(chǎn)品尺寸為900*680*980mm。外形結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要有支架結(jié)構(gòu)、電機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、凸輪和滑輪結(jié)構(gòu)、彈簧結(jié)構(gòu)等，其中支架和彈簧機(jī)構(gòu)安裝在底板上，嬰幼兒搖籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定其功能，支架結(jié)構(gòu)采取的是桿件結(jié)構(gòu)連接裝配的，以底板支撐，根據(jù)整體尺寸將底板尺寸定為630*513*32mm，支架構(gòu)件連接固定在底板上，支架間相互連接形成更緊密連接，同時(shí)在支架前后彎桿和左右彎桿間各有一根傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸兩端固定在彎桿上，錐齒輪與軸采用鍵連接來(lái)傳遞動(dòng)力，如下圖2所示。

圖1 幼兒搖籃的外形結(jié)構(gòu)

圖2 支架結(jié)構(gòu)

在底板上兩側(cè)各有一根主支架，支架下端與底板連接，采取M5*4的螺紋將其連接。如下圖3所示。

圖3主支架與底板連接

2.3 動(dòng)力要求

動(dòng)力要求方面，根據(jù)設(shè)計(jì)功能要求，運(yùn)動(dòng)要盡量輕柔，運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)盡量模仿母親懷抱的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和頻率，同時(shí)突出擬人化設(shè)計(jì)。這就在運(yùn)動(dòng)情況的選擇控制和傳動(dòng)方面提出了更高的要求。 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分，由直流電機(jī)提供動(dòng)力給凸輪桿軸，滑輪和四根彈簧以一定的配合方式連接。有一個(gè)接通家用可充電電源為電機(jī)提供穩(wěn)定的動(dòng)力，通過(guò)齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)凸輪桿軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)凸輪頂桿分別安裝固定在兩根凸輪桿軸上，兩軸由錐形齒輪帶動(dòng)傳動(dòng)，在兩個(gè)凸輪和滑輪的作用下，床身做縱向、傾斜和橫向運(yùn)動(dòng)。

2.4 傳動(dòng)方式

圖4傳動(dòng)原理圖

在傳動(dòng)方式上采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于對(duì)運(yùn)動(dòng)要求平穩(wěn)，選擇精度等級(jí)比較高的圓柱齒輪和錐齒輪進(jìn)行傳遞動(dòng)力。電機(jī)帶動(dòng)軸以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為1：1.75的直齒圓柱齒輪傳遞給凸輪軸1，凸輪軸1通過(guò)一對(duì)錐齒輪將動(dòng)力傳遞給凸輪軸2，兩個(gè)凸輪同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)就對(duì)床身底板有一個(gè)力的作用。傳動(dòng)構(gòu)件如下圖4所示：

3 結(jié)語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的嬰幼兒搖籃在電機(jī)、齒輪、凸輪和定時(shí)器等相互作用下，使搖籃床身能夠作一定時(shí)間的多角度搖擺，運(yùn)動(dòng)輕柔，時(shí)間根據(jù)需要自己設(shè)定，同時(shí)要求床身承受嬰幼兒重量約30斤，電機(jī)扭矩達(dá)到設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)速完全模擬母親幅度和頻率。搖籃外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用美觀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)配合好，傳動(dòng)穩(wěn)定，受力合理，運(yùn)動(dòng)擺幅幅度合理，凸輪和滑輪配合運(yùn)動(dòng)具有輕柔性。

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