王東征，李宏偉，欒 銳

（濱州學院機電工程系，山東濱州 256600）

可變換休閑式嬰兒車設(shè)計分析*

王東征，李宏偉，欒 銳

（濱州學院機電工程系，山東濱州 256600）

針對現(xiàn)有市場上嬰兒車在使用功能、人機設(shè)計與產(chǎn)品使用周期上存在的問題，采用了3D設(shè)計、人機工程學、樣機制作等方法，對嬰兒車的結(jié)構(gòu)、功能、舒適度等方面進行了改進和開發(fā)，設(shè)計了一款集電動搖籃、嬰兒手推車、兒童電動車于一體的可變換休閑式嬰兒車。

嬰兒車；可變換；多功能；安全性；人性化

0 引言

隨著人們生活水平的提高，家庭對嬰兒車的需求呈現(xiàn)出多樣化的傾向，過去單一的功能已經(jīng)不能滿足人們生活方式的多樣性需求，新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計研究也越來越顯示出它的生命價值。而且嬰兒車是現(xiàn)代多數(shù)家庭不可缺少的育兒工具，在現(xiàn)代家庭生活中扮有越來越重要的角色。可變換休閑式嬰兒車解決了市場上現(xiàn)有嬰兒車功能單一且使用周期短等問題，是一款集多種功能于一體，安全舒適、性價比高且可長期使用的兒童車。它能滿足消費者對嬰兒車的實際需求，對推動嬰兒車發(fā)展具有重要的意義。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

可變換休閑式嬰兒車主要由主體骨架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及輔助部件組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1 主體骨架

現(xiàn)有的嬰兒車的車架通常以彼此鉸接的杠桿形成一連桿組件的形態(tài)，連桿組件上設(shè)置了控制機構(gòu)以控制連桿組件的展開，并形成嬰兒乘座空間和控制折疊閉合。本設(shè)計在此基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，主體骨架主要由主支架、底盤伸縮桿、后扶手三部分組成，它的伸縮折疊是整車功能變換的基礎(chǔ)。

（1）主支架：采用鋁合金方管為原料。鋁合金方管綜合力學性能好，有較高的強度和疲勞強度而且質(zhì)量輕。兩側(cè)的主架桿可進行160°旋轉(zhuǎn)，方便該車實現(xiàn)電動搖籃、嬰兒手推車、兒童電動車三種狀態(tài)間的變換[1]。

（2）底盤伸縮桿：采用鋁合金管材組合而成的可伸縮空心圓柱體桿，其特點是內(nèi)管一側(cè)安裝有可以將伸縮桿長度固定的自鎖部件，從而具有自緊功能。

車軸的前后距離由底盤伸縮桿確定，同時利用嬰兒車兩側(cè)主支架與底盤伸縮桿組成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，保證主體骨架的穩(wěn)定性[2]。手推車時伸縮桿長度為770 mm，座椅離地350 mm。搖籃和電動車狀態(tài)下伸縮桿長1 100 mm，座椅高度為200 mm。

（3）后扶手：后扶手通過旋轉(zhuǎn)可實現(xiàn)嬰兒車的雙向推行。

圖1 可變換休閑式嬰兒車結(jié)構(gòu)圖

1.2 座椅

根據(jù)中國嬰幼兒身體發(fā)育狀況，座椅尺寸設(shè)計為20 cm×37 cm×33 cm。在座椅兩側(cè)設(shè)計有能使座椅進行調(diào)整以始終保持水平的滑動軌道和固定凹槽，并且靠背角度可以進行三檔位的調(diào)節(jié)，方便兒童找到舒適的乘坐姿勢。

1.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用模塊化的設(shè)計理念，可以進行組合使用。分為手推車時的電動轉(zhuǎn)向和電動車的手動轉(zhuǎn)向[3]。

嬰兒手推車狀態(tài)下轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向電機、轉(zhuǎn)向機、轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向按鈕等組成。本轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向機的上部加裝與轉(zhuǎn)向機嚙合的轉(zhuǎn)向電機來提供轉(zhuǎn)向動力。使用嬰兒手推車時，家長可以通過鑲嵌在后扶手內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)向按鈕控制轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)前輪角度，進而控制嬰兒車的前進方向。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的桿連接和萬向輪轉(zhuǎn)向，使轉(zhuǎn)向定位更加準確安全。

兒童電動車狀態(tài)下的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在手推車轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，拆掉轉(zhuǎn)向電機，然后用花鍵軸將轉(zhuǎn)向機和轉(zhuǎn)向柱連為一體，再安裝方向盤組成。兒童通過方向盤控制電動車的前進方向。

1.4 動力系統(tǒng)

可變換休閑式嬰兒車在電動車和嬰兒車狀態(tài)下的動力由動力電機提供。動力電機與齒輪變速箱構(gòu)成動力系統(tǒng)。齒輪變速箱與左后輪內(nèi)側(cè)外嵌齒輪直接嚙合，電機與齒輪變速箱可選擇性連接（動力電機可在其附著的橫桿上左右滑動），通過對離合踏板的動作實現(xiàn)動力輸出與切斷。該動力系統(tǒng)還可以用于手推車狀態(tài)時的駐車制動。

1.5 輔助部件

（1）車體角度調(diào)節(jié)器：如圖2所示，可變換休閑式嬰兒車的三種功能變換與折疊都靠該調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)。在后主支架上端裝有車體變換卡盤，前主支架拐角梁中間有20 mm×5 mm的穿透方槽，方槽內(nèi)有連接彈簧的調(diào)節(jié)撥桿。通過調(diào)節(jié)撥桿與變換卡盤三個卡槽的配合使用，實現(xiàn)車體折疊、電動搖籃、嬰兒手推車、兒童電動車之間的變換。

（2）座椅角度調(diào)節(jié)器：前主支架上端接近拐角處有15 mm×5 mm的穿透方槽，其內(nèi)有連接彈簧的調(diào)節(jié)撥桿，在座椅的兩側(cè)有供調(diào)節(jié)撥桿滑動的軌道和固定的凹槽，通過撥桿在不同凹槽處的固定保證座位在各種狀態(tài)時始終保持水平。

圖2 車體角度調(diào)節(jié)器

（3）車篷：本設(shè)計的車篷為全蓬。全蓬可以更好地保護寶寶不被暴曬，天冷或者起大風的時候，可以打開全罩，為寶寶遮風擋雨，也給寶寶提供了一個相對安靜的睡眠空間。它也可以折疊成半蓬的狀態(tài)，而且?guī)в刑齑?，既可以觀察寶寶，又可以起到透氣作用。

（4）安全帶：本設(shè)計采用五點式安全帶，包含肩帶，腰帶以及胯帶三部分，帶寬20 mm。肩帶配有襯墊，每條帶子的長度均可調(diào)節(jié)，能更好地適合各個年齡段的兒童，更有效地保護他們，以防滑出嬰兒車[4]。

2 產(chǎn)品材料、尺寸設(shè)計

2.1 材料的選擇

可變換休閑式嬰兒車車架以鋁合金為主要材料，鋁合金質(zhì)量輕、成形性好、易于加工、成本低、有較高的強度和疲勞強度，是純鋁加入一些合金元素制成的，是嬰兒車的常用選材。

本嬰兒車布料選用滌綸布料。滌綸布料有優(yōu)良的耐皺性、彈性和尺寸穩(wěn)定性，有良好的電絕緣性能，強度高、耐沖擊性好、易洗快干。而且滌綸布料耐光性很好，具有防紫外線性能，因此適合戶外環(huán)境使用。坐面使用牛津紡，它具有易洗快干、手感松軟、吸濕性好、穿著舒適等特點[5]。

2.2 車身尺寸的確定

根據(jù)中國嬰兒及兒童的身體發(fā)育狀況，參考市場現(xiàn)有產(chǎn)品規(guī)格將該車尺寸規(guī)格定為：兒童電動車（電動搖籃）長度115 cm，寬度70 cm，高度86 cm；嬰兒手推車長度84cm，寬度70cm，高度100cm。

2.3 靠背角度設(shè)計

如果靠背與座椅在同一水平面內(nèi)，寶寶容易因吐奶而嗆到；其次手推車迎風推行時，寶寶鼻子容易吸進涼風；再次推車上坡過程，寶寶容易從手推車中滑出。介于以上三點考慮，嬰兒車靠背的最低角度設(shè)計為170°[6]。

3 結(jié)論

本款嬰兒車是針對2個月到6歲的嬰幼童群體所設(shè)計的，立足于安全性、經(jīng)濟性與可持續(xù)使用性的基本概念，在傳統(tǒng)嬰兒車的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新改進，通過金屬骨架的折疊、伸縮實現(xiàn)嬰兒手推車、兒童電動車、電動搖籃三種功能的相互轉(zhuǎn)換。

嬰兒手推車與兒童電動車已經(jīng)成為嬰幼兒時期的必備產(chǎn)品。嬰兒手推車主要是二歲以下嬰幼兒使用的工具車。兒童電動車是兩歲以上幼童使用的電動玩具車?？勺儞Q休閑式嬰兒車實現(xiàn)了一車多用，可滿足兒童在不同時期的需要，延長了嬰兒車的使用周期，避免不必要的資源浪費，提高了嬰兒車性價比，避免了隨著嬰兒成長而出現(xiàn)的童車閑置的問題。

［1］劉艷霞，嚴廣.嬰兒手推車自動展開結(jié)構(gòu)創(chuàng)新［J］.機械工程師，2011（07）：22-23.

［2］陳昌輝.兒童自行車整體設(shè)計研究［D］.上海：上海交通大學，2005.

［3］楊軍藝.新型智能嬰兒車的原理及設(shè)計［J］.機械工程與自動化，2011（06）：184-186.

［4］李崇高.育兒枕邊書［M］.長春：吉林科學技術(shù)出版社，2007.

［5］高小偉.產(chǎn)品設(shè)計色彩計劃研究［D］.武漢：武漢理工大學，2004.

［6］丁玉蘭.人機工程學［M］.北京：北京理工大學出版社，2000.

Design Analysis of Transformed Leisure Baby Carriage

WANG Dong-zheng，LI Hong-wei，LUAN Rui
（Binzhou University，Department of mechanical and electrical engineering，Binzhou256600，China）

Focus on the problems in the existing market of the strollers in the use of functional，human design and product life cycles，the design using 3D design，ergonomics，prototyping and other methods，improved and developed the stroller structure，function，comfort and other aspects.Designed a set of electric cradle，baby stroller，children electric car in one of the transformable casual stroller.

baby carriages；transformable；versatility；safety；humanity

TS958.7

：A

：1009－9492(2014)10－0053－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.10.014

王東征，男，1991年生，山東濟寧人，大學本科。研究領(lǐng)域：車輛工程。

(編輯：向 飛)

*2013年國家級大學生創(chuàng)新訓練項目（編號：201310449112）

2014－04－27