一種可調(diào)溫式自供熱型嬰兒車的設(shè)計

覃毅 劉清梅 朱曉薇 秦明芳

摘? 要：目的 設(shè)計一種為嬰兒戶外活動提供便利的可調(diào)溫式自供熱型嬰兒車，以解決嬰兒外出保暖不當而引起的免疫反應(yīng)問題，為嬰兒創(chuàng)造一個良好的睡眠環(huán)境。方法 可調(diào)溫式自供熱型嬰兒車包括車體、太陽能系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)器、置物袋、溫奶瓶、推把手保暖裝置。太陽能芯片通過呈“S”形的電阻絲反復(fù)纏繞平鋪在車體各部，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存于車體底部的蓄電池內(nèi);溫度調(diào)節(jié)器、溫奶瓶和多功能手套與車體各部分通過導(dǎo)線串聯(lián)連接;置物袋的3個袋體通過隔板相互隔離;溫奶瓶可設(shè)定并保持奶瓶的溫度;推把手上有伸縮接口、伸縮接口開關(guān)和多功能手套。結(jié)果 該嬰兒車可對溫度進行調(diào)節(jié)實現(xiàn)有效的保暖，減少嬰兒因保暖問題而引起的免疫反應(yīng)，實用性強，在保暖和功能多樣性等方面均有明顯提高。結(jié)論 所設(shè)計的可調(diào)溫式嬰兒車功能多，實用性高，便攜性好，可減少嬰兒的免疫反應(yīng)發(fā)生。

關(guān)鍵詞：嬰兒車;可調(diào)溫式;太陽能;保暖;免疫反應(yīng)

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.

近年來，隨著社會發(fā)展和生活水平的提高，人們對健康的關(guān)注日益提升，健康不單單是指沒有疾病，而是身體、心理、社會適應(yīng)等方面處于良好狀態(tài)，在這樣的背景下，睡眠日益受到關(guān)注。睡眠對于人類而言是恢復(fù)體力，保持精力，維護心理健康的一項必不可少的生理行為，尤其是對于正在成長中的嬰幼兒來說，更多的身心發(fā)育的過程都是在嬰幼兒的睡眠中進行，可見睡眠質(zhì)量的優(yōu)劣程度會直接影響到嬰幼兒的成長。在嬰兒期，睡眠占據(jù)其生活的大部分時間，良好的睡眠不僅有助于嬰兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)的成熟和總體功能形成，對體格、認知、神經(jīng)運動和氣質(zhì)發(fā)育的形成等也有重要影響[1]?，F(xiàn)在大部分父母都會為了避免嬰幼兒睡眠或外出時著涼而將孩子緊緊“捂住”，因此嬰幼兒童過度保暖成為了一種普遍現(xiàn)象。過度保暖的嬰幼兒減少了與多種微生物及其他環(huán)境的接觸，使機體Ⅰ型免疫反應(yīng)成熟度受到影響[2]，當身體第一次接觸某些病毒或細菌時，免疫系統(tǒng)需要花一些時間來識別入侵的有機組織，并找到消滅它們的方法[3]。保暖過度減少了嬰幼兒與周圍環(huán)境的接觸，正常的免疫反應(yīng)功能低下，使免疫系統(tǒng)必須花更長的時間才能完全消滅感染源[4]，增加了后期的特應(yīng)性的發(fā)生。因此，讓嬰幼兒早期暴露于多種微生物及其他環(huán)境，可促進機體Ⅰ型免疫反應(yīng)成熟[5]，當人體第二次接觸某些病毒或細菌時，免疫系統(tǒng)可以更迅速地識別入侵的有機組織，并立刻知道對抗它的方法[6]。所需的時間更短，也就能夠更迅速地消滅感染源[7]。

在這個科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的時代，某些先進技術(shù)用于在傳統(tǒng)嬰兒車設(shè)計和改造，創(chuàng)造出的各種嬰兒車層出不窮，如王秋明等人設(shè)計了一種嬰兒車，針對嬰兒生理行為及周圍環(huán)境改變而設(shè)計出能夠作出智能決定的嬰兒車，該嬰兒車實現(xiàn)簡單，方便照顧嬰兒，減輕了看護人的勞動負擔，提高了現(xiàn)代家庭的生活質(zhì)量，本設(shè)計以SCT89C51單片機為核心，采用溫度檢測、濕度檢測、氣體檢測等傳感器模塊對嬰兒所處環(huán)境進行監(jiān)測及報警;利用噪音傳感器監(jiān)測嬰兒的生理狀態(tài)，同時結(jié)合音樂芯片，來對嬰兒進行智能安撫[8]?，F(xiàn)有的嬰兒車無論是國內(nèi)還是國外在保暖功能方面還較單一，但也有一些針對于新生兒護理的保暖，但對于大一些的孩子應(yīng)用的比較少，例如由盧蓮姣等組成的團隊對可控溫式嬰兒車對早產(chǎn)兒運送的研究中結(jié)果表明，多功能可控溫式嬰兒車可確保早產(chǎn)兒在運送過程中處于恒溫的環(huán)境中，避免因環(huán)境溫度的下降而導(dǎo)致體溫的下降，可降低相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生，確保早產(chǎn)兒運送過程中的安全[9]。林麗榮等人在可控溫式嬰兒車運送新生兒檢查的研究中，提出保持周圍環(huán)境溫度的恒定。減少新生兒外出時檢查的體溫、心率、呼吸及血氧飽和度波動，有效防止由于環(huán)境溫度而引起的一系列并發(fā)癥[10]。這表明嬰兒車的溫度可以為新生兒提供一個舒適溫暖的環(huán)境，避免寒冷環(huán)境對新生兒的影響，并且能夠及時采取有效措施搶救，說明外界溫度對孩子健康的重要性。隨著二胎政策開放，孩子人數(shù)增多，加上生活質(zhì)量的提高，社會對嬰兒車的要求越來越高。嬰兒車是家長最喜愛帶孩子的散步交通工具，父母在攜帶嬰兒外出逛街或散步時，通常會采用嬰兒車代替手抱，嬰兒車成為父母帶寶寶外出時的必須品。目前，市面上的嬰兒車大都適合在夏天使用，例如，帶有遮陽篷的嬰兒車，以及帶有蚊帳的嬰兒車等，但是適合在冬天使用的嬰兒車卻很少。眾所周知，嬰兒的機體各項功能還尚未發(fā)育完全，對外界的抵抗力、免疫力非常弱，常容易因外出保暖不當而生病，蓋太多太厚的被子會限制寶寶身體的舒展和影響寶寶的呼吸，引起免疫反應(yīng)的發(fā)生;同時父母在推車時雙手也不能得到保暖。因此，現(xiàn)市場存在的嬰兒車在保暖及功能多樣性等方面仍比較薄弱。

1 設(shè)計

1-車體;2-車輪;3-支架;4-遮陽蓬;5-斜桿;6-溫度調(diào)節(jié)器;7-置物袋;8-手套;9-豎桿;10-把手;11-伸縮開關(guān);12-電熱飯;13-蓄電池;14-溫奶瓶;17-收縮桿可調(diào)溫式自供熱型嬰兒車，用于對嬰兒進行保暖，進而減少嬰兒衣物的穿著，增加嬰兒皮膚對外界的接觸，以減少免疫反應(yīng)的發(fā)生，同時便于實現(xiàn)嬰兒液體食物的即時加熱和保溫，同時多功能手套可以根據(jù)用戶的自身要求達到對她們的雙手進行保暖或防曬的目的?？烧{(diào)溫式自供熱型嬰兒車由車體、電熱板、溫度調(diào)節(jié)器、置物袋、溫奶瓶、推把手保暖裝置所構(gòu)成，如圖1所示。車體上方通過旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)有遮陽蓬。電熱板含有太陽能芯片、電阻絲。太陽能芯片通過呈“S”形的電阻絲反復(fù)纏繞平鋪在車體各部，車體的底部設(shè)有蓄電池。溫度調(diào)節(jié)器外側(cè)有開關(guān)，開關(guān)上方設(shè)有電量顯示屏，其旁有一個溫度顯示屏和溫度調(diào)節(jié)按鈕;溫度調(diào)節(jié)器上方有USB接口，USB接口與電源開關(guān)、溫度顯示屏，溫度調(diào)節(jié)按鈕、蓄電池和電熱絲通過導(dǎo)線串聯(lián)連接。置物袋有3個置物槽并通過隔板相互隔離，且外側(cè)有一個手機袋。車架上有一個溫奶瓶可設(shè)定并保持奶瓶的溫度。推把手上有伸縮接口、伸縮接口開關(guān)和多功能手套，多功能手套和溫奶瓶與溫度調(diào)節(jié)器、蓄電池通過內(nèi)部導(dǎo)線相連接。

1.1 車體的設(shè)計

車體采用框架結(jié)構(gòu)，為保證車體的穩(wěn)定性，車體與車輪、支架及車體的連接處均采用了三角形的形式連接。嬰兒車的主體支撐結(jié)構(gòu)使用鋁合金車架，從而使車身輕便、攜帶方便，并且使用壽命長、可回收。車體上方的遮陽蓬通過與車體相連接的旋轉(zhuǎn)裝置進行關(guān)合，遮陽蓬分為兩層，外層為避光材料的遮陽蓬，內(nèi)層為網(wǎng)狀材質(zhì)遮陽蓬。車床外層包裹有防水材料及外鋪有一層可拆卸的金絲絨墊被，此墊被與車體通過拉鏈實現(xiàn)分離連接，方便拆洗清潔。車體上使用無紡布材料增加伸拉力，可提高舒適感。

1.2 電熱板設(shè)計

電熱板設(shè)計主要包括太陽能芯片、電阻絲。太陽能芯片安裝在車體內(nèi)部、遮陽蓬、溫奶瓶及手套上，同時有電阻絲呈“S”形反復(fù)纏繞平鋪在車體內(nèi)部，太陽能芯片可吸收太陽能并將其轉(zhuǎn)化為電能儲存于車體底部的蓄電池，蓄電池的容量需保證嬰兒車車體、溫奶瓶、手套及USB接口連接裝置處的電能消耗，如圖2所示。本次設(shè)計中用單片機為控制中心，利用分壓電路對蓄電池、太陽能電池的電壓進行采樣，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理，用單片機輸出經(jīng)光耦驅(qū)動管來控制系統(tǒng)的充放電功能。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制蓄電池的最優(yōu)充放電，當蓄電池電壓在設(shè)定高值時，電熱板停止對蓄電池充電，當蓄電池電壓低于設(shè)定值時，蓄電池停止對負載放電。

1.3 溫度調(diào)節(jié)器設(shè)計

溫度調(diào)節(jié)器由電源開關(guān)、溫度顯示屏、電量顯示屏、溫度調(diào)節(jié)按鈕、USB接口所組成。溫度調(diào)節(jié)器設(shè)有三個溫度顯示屏及三個溫度調(diào)節(jié)按鈕，可分別調(diào)節(jié)車身溫度、推把手處的手套溫度以及溫奶瓶的溫度并分別對應(yīng)三個溫度顯示器。在嬰兒車的座椅中安裝加熱裝置，配合溫控電路，自動調(diào)節(jié)嬰兒的座椅溫度始終保持在適宜溫度，也可關(guān)閉自動調(diào)節(jié)實現(xiàn)手動控制。嬰兒車內(nèi)含監(jiān)測系統(tǒng)，以便監(jiān)測嬰兒車的溫度、電量等數(shù)據(jù)，并在車體后部的溫度顯示屏上顯示以便家長查看。奶瓶加熱功能可以實現(xiàn)奶瓶保溫和加熱，且溫度可以自行調(diào)節(jié)，如圖3所示。USB接口可在太陽能蓄電池不能起作用時，通過此接口與電源相連接，從而保證蓄電池內(nèi)儲備有足夠的電能來維持嬰兒車的正常保暖功能，此外，USB接口有移動充電功能可為移動設(shè)備提供電源，方便家長使用。

1.4 置物袋設(shè)計

本次設(shè)計的嬰兒車的置物袋有空間儲量大，置物袋多，且防水的特點。置物袋有三個袋體并通過隔板相互隔離以將嬰兒的東西進行分類放置，避免混淆;外側(cè)有一個手機袋和粘合帶;袋體的材質(zhì)為防水布料，能夠有效地防止液體滴漏，便于清洗，可解決嬰兒尿濕褲子的放置問題。袋體上方有一上蓋，可通過拉鏈或粘合帶實現(xiàn)可分離連接，不使用時將其與車架上的粘合帶結(jié)合進行收縮以節(jié)省空間。手機袋可放置推車者的手機、水杯或其他小物件等，達到一袋多用的目的。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1.5 溫奶瓶及推把手設(shè)計

溫奶瓶與瓶蓋通過鎖扣實現(xiàn)可分離連接，同時溫奶瓶和多功能手套通過內(nèi)部導(dǎo)線與溫度調(diào)節(jié)器、蓄電池相連接，其二者外表面均內(nèi)置有太陽能芯片和電熱絲，如圖5、6所示。溫奶瓶既能作為普通置奶瓶使用，又能通過溫度調(diào)節(jié)器使瓶子里面的奶保持嬰兒可食用的溫度。多功能手套與伸縮桿于推車把手處相連，下表層有雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為網(wǎng)布材料的手套，外層為防水的可保暖手套，二者通過拉鏈或紐扣實現(xiàn)可分離連接，上表層為防水無紡布材料，內(nèi)置有太陽能芯片及電阻絲以吸收太陽能。它和普通手套一樣，使用安全、方便，行動自如，可根據(jù)用戶自身所需溫度、所處季節(jié)使用手套。伸縮接口通過伸縮桿與伸手接口開關(guān)相連接，伸縮桿既可通過旋轉(zhuǎn)裝置進行上提或下壓，又可通過伸縮接口開關(guān)對手推車桿進行調(diào)節(jié)，以達到用戶的最適距離，同時還可在閑置時收縮以節(jié)省空間。

2 使用方法

在嬰兒車的使用過程中，可依據(jù)使用者的喜好對其進行設(shè)置。在出門前可將奶粉沖好并放置到適宜嬰兒食用的溫度后，將奶瓶置于車架上的奶瓶保溫盒內(nèi)，按下對應(yīng)的溫度調(diào)節(jié)按鈕，使奶粉隨時保持可食用的溫度，解決嬰兒外出隨時隨地方便進食的問題。用戶可在將嬰兒帶出戶外的過程中使太陽能電板吸收能量，并將車體底部的蓄電池充滿電。開啟電源開關(guān)時，通過溫度調(diào)節(jié)器調(diào)整車身適宜溫度后將嬰兒置于車上，蓋上毛毯防止嬰兒腹部著涼，在此過程中，嬰兒身上只需穿一件薄外套，無需將嬰兒裹得非常厚重，這既保證了嬰兒機體所需要的溫度，又能使嬰兒的皮膚得以呼吸，進而減少因保暖過度所引起的免疫反應(yīng)的發(fā)生。此外可通過置物槽將嬰兒的衣服、褲子、尿布進行分類，在使用時能方便，快速地找到;手機袋可放置推車者的手機、水杯或其他小物件等等，達到一袋多用的目的。粘合帶可在置物袋不使用時將其與車架上的粘合帶結(jié)合進行收縮，起到節(jié)省空間的作用。用戶可通過調(diào)節(jié)伸縮桿開關(guān)調(diào)節(jié)推車桿的長度，在不使用時也可將其關(guān)閉以節(jié)省空間，推車把手處的多功能手套下表層為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為網(wǎng)狀手套，外層為防水保暖手套，二者通過拉鏈或紐扣實現(xiàn)可分離連接，用戶可根據(jù)自身所需溫度，通過調(diào)整溫度調(diào)節(jié)按鈕來進行調(diào)節(jié)以保暖雙手。推車外出時，車內(nèi)所置的太陽能芯片會隨時吸收太陽能進而轉(zhuǎn)化為電能儲存于蓄電池中，消除因電源不足而不能保暖的問題。

3 設(shè)計優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的嬰兒車相比，本次設(shè)計的可調(diào)溫式自供熱嬰兒車具有以下優(yōu)勢：

3.1 可避風防寒保暖

傳統(tǒng)的嬰兒車主要是依靠遮陽棚擋風然后加被保暖，若給寶寶所蓋的被子過厚，不僅會影響寶寶身體的舒展，還會影響寶寶的呼吸，引起免疫反應(yīng)的發(fā)生。本次設(shè)計的嬰兒車改變了傳統(tǒng)嬰兒車保暖不當?shù)娜秉c，一是給車里的嬰兒提供的暖和舒適的空間，既能避免其遭受嚴寒而感冒，為嬰兒機體提供適宜的溫度，又能為嬰兒創(chuàng)造一個良好的睡眠環(huán)境，促進其神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育;二是溫奶瓶的設(shè)計讓嬰兒外出時能喝上熱騰的奶;三則是給推車的家長也提供了可拆卸手套，冬天可保暖，夏天可防曬。

3.2 儲存空間大，便攜性好

較傳統(tǒng)的嬰兒車相比，本次設(shè)計的嬰兒車的置物袋具有空間儲量大，置物袋多，且防水的特點。置物袋分層多，可分類放置，避免混淆;置物袋的防水性能，能夠有效地防止液體滴漏，便于清洗。

3.3 安全性好

所安裝的蓄電池和太陽能芯片安裝在車底和車體，避免和嬰兒接觸，保證孩子的安全，車上設(shè)有溫度顯示器和溫度調(diào)節(jié)器，為家長控制溫度提供方便，給孩子提供一個適宜的溫度。

3.4 適用范圍廣

現(xiàn)有的保溫式嬰兒車主要用于新生兒，而本次設(shè)計的嬰兒車不僅適用于新生兒的保暖，還適用于一月至三歲小孩，適用年齡范圍較大。本次設(shè)計的自供熱調(diào)溫式嬰兒車適用范圍廣，實用性強，設(shè)計人性化，安全性高，會給人們帶來很大的便利。

3.5 供電充足

有太陽的時候太陽能芯片不僅僅給車供電，多余的電也會被儲存在蓄電池中，此外，若無太陽也可直接從USB接口充電，使得白天有太陽時不必擔心外出不夠電，也不必擔心陰天不能使用。

4 結(jié)束語

本次設(shè)計的新型可調(diào)溫自供熱式嬰兒車是目前市面上所有嬰兒車種類中少有的可調(diào)溫的嬰兒車，目前現(xiàn)有的嬰兒車多為安全性所設(shè)計，為保暖型設(shè)計的嬰兒車類型有限，本次設(shè)計的嬰兒車多在保暖方面且為可調(diào)溫式注入了更多的設(shè)計，達到嬰兒機體對保暖的需求。但是該類型嬰兒車的設(shè)計還處于萌芽階段，技術(shù)尚未成熟，車輪和車體之間沒有緩沖裝置，導(dǎo)致推車時可能會存在顛簸，具有穩(wěn)定性差的弱點，這一點還需繼續(xù)改進，但是這也不可否認此類嬰兒車有很大的發(fā)展市場。

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