馮衛(wèi)波 郝傳柱

摘 ?要：本文設(shè)計(jì)了一款外形為不倒翁蛋殼式的智能嬰兒娛樂(lè)裝置，文章首先對(duì)國(guó)內(nèi)外嬰兒床的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后分別闡述該裝置的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)需求以及總體構(gòu)成，力求通過(guò)該裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用起到電子保姆的作用，使嬰兒在蛋殼里可以自?shī)首詷?lè)，開(kāi)發(fā)智力，為看護(hù)者騰出更多的時(shí)間做其他事情，解放家長(zhǎng)的雙手，減輕看護(hù)者的辛勞。

關(guān)鍵詞：智能裝置;不倒翁;嬰兒娛樂(lè)裝置

中圖分類號(hào)：TS665.1;TP273 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）16-0148-03

Abstract：This paper designs a smart baby entertainment device with a tumbler eggshell shape. Firstly，it analyzes the research status of cribs at home and abroad，and then elaborates the design concept，design requirements and overall composition of the device，and can play the role of electronic nanny through the design and application of the device. The baby can entertain himself in the eggshell，develop intelligence，free up more time for the caregiver to do other things，liberate the parents’hands and reduce the hard work of the caregiver.

Keywords：smart device;tumbler;infant entertainment device

0 ?引 ?言

隨著科技的不斷發(fā)展，智能家居逐步走入千家萬(wàn)戶，新型的嬰兒娛樂(lè)裝置受到人們?cè)絹?lái)越多的青睞。由于父母與嬰兒的生物鐘不一致，加上父母無(wú)法時(shí)刻留在嬰兒身邊照看，很容易出現(xiàn)危及嬰兒生命安全的事。對(duì)此，本文設(shè)計(jì)一款智能不倒翁蛋殼式嬰兒娛樂(lè)窩，具有多功能設(shè)計(jì)，可使家長(zhǎng)解放雙手、輕松帶娃。

1 ?嬰兒床的研究現(xiàn)狀

在國(guó)外研究中，俄羅斯在不倒翁玩具中獲得靈感研制出泡泡嬰兒床，完全打破傳統(tǒng)嬰兒床的設(shè)計(jì)理念。泡泡嬰兒床其外形設(shè)計(jì)為碗狀，由液態(tài)聚合物經(jīng)真空造型后形成床體，外觀利用納米二氧化鈦涂層，可使透光度增加，具備電離功能，支持自我凈化，有助于消除異味。當(dāng)床體暴露在陽(yáng)光下時(shí)，二氧化鈦納米粒子將發(fā)揮作用，在光催化作用下減少灰塵污垢的侵襲，減少和預(yù)防空氣污染的發(fā)生。當(dāng)寶寶長(zhǎng)大后，還可將其變成搖搖椅或者玩具收納盒。Rockid與常規(guī)嬰兒床不同，不但具備舒適的床位，還在旁邊預(yù)留看護(hù)者的座位，坐在上方可輕輕搖晃、讀書(shū)或者哼唱搖籃曲，看著寶寶入睡，體驗(yàn)做母親最幸福的時(shí)刻。

在國(guó)內(nèi)研究中，嬰兒床的使用率與國(guó)外相比較低，主要應(yīng)用于中高收入家庭，根據(jù)材料的不同可分為竹子、實(shí)木、竹藤、多種材料混合嬰兒床;根據(jù)功能的不同，可分為折疊式、多功能、腳踏式三種，其中，可折疊嬰兒床采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，在折疊后變成嬰兒用品旅行袋，收納各類嬰兒用品，具有較強(qiáng)的實(shí)用性;多功能嬰兒床大多具有多種用處，可變成桌椅、搖床等，床體的高度可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整，喂奶方便，還可變成成長(zhǎng)型嬰兒床;腳踏式嬰兒床具有腳踏板，通過(guò)拉繩驅(qū)動(dòng)搖籃搖晃，不用時(shí)可將踏板收起，也可將其懸掛起來(lái)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，使用較為便利[1]。

2 ?智能不倒翁嬰兒自?shī)首詷?lè)窩的總體設(shè)計(jì)

2.1 ?設(shè)計(jì)理念

本裝置主要針對(duì)不會(huì)走路、需要懷抱的嬰兒，將嬰兒放入該裝置中，具有安全不倒、多樣化哄孩子功能，孩子在里面可以自?shī)首詷?lè)，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)、開(kāi)發(fā)智力，具有電子保姆的作用，可以為看護(hù)者騰出更多的時(shí)間做其他事情，解放家長(zhǎng)的雙手，減輕看護(hù)者的辛勞。

2.2 ?設(shè)計(jì)需求

在我國(guó)二胎政策放開(kāi)后，部分二胎家庭的大孩子年齡尚小，小孩子又剛剛出生，增加了看護(hù)者的負(fù)擔(dān)，只有在孩子睡著后才可做其他事情，懷抱著嬰兒時(shí)什么事情都干不了，放在床上又擔(dān)心會(huì)掉下來(lái)摔傷，放在嬰兒車(chē)?yán)锖⒆佑謺?huì)因?yàn)槭艿绞`而哭鬧不停。為了保障嬰兒安全，為看護(hù)者卸下負(fù)擔(dān)，使其能夠有更多的時(shí)間做自己的事情，本文設(shè)計(jì)出一款不倒翁蛋殼式多功能看護(hù)裝置，將嬰兒放入其中具有安全不倒的功能，且內(nèi)含多樣化哄孩子功能，嬰兒在其中可以自?shī)首詷?lè)，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，有助于智力開(kāi)發(fā)，起到電子保姆的作用，使得看護(hù)者解放雙手，擁有更多的自主時(shí)間。

2.3 ?整體設(shè)計(jì)

在日?？醋o(hù)中，可將該裝置放置在家長(zhǎng)的附近，裝置下方具有平衡不倒功能，無(wú)論嬰兒在內(nèi)部站在哪個(gè)部位，蛋殼都不會(huì)倒下，反而會(huì)左搖右擺使其感到新奇和愉悅。蛋殼內(nèi)部嬰兒的站板與上方均設(shè)置了琴鍵，嬰兒腳踩或者雙手拍打上方不同琴鍵便會(huì)發(fā)出不同聲響，燈條也會(huì)隨著不同聲響發(fā)出不同顏色的光;裝置內(nèi)部具有尿濕報(bào)警機(jī)制，當(dāng)嬰兒尿床時(shí)會(huì)及時(shí)提醒家長(zhǎng)為孩子更換衣物，環(huán)形平臺(tái)中設(shè)有攝像頭，可與家長(zhǎng)的手機(jī)鏈接，便于家長(zhǎng)隨時(shí)觀察孩子動(dòng)態(tài)，內(nèi)部還設(shè)有電子相冊(cè)，相冊(cè)內(nèi)可上傳家長(zhǎng)、寶寶以及其他卡通圖片，供嬰兒自行翻閱欣賞，同時(shí)還設(shè)有學(xué)習(xí)平板電腦，嬰兒可自行觀看視頻、玩游戲，開(kāi)發(fā)智力、增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，具體設(shè)計(jì)如圖1所示[2]。

該裝置還安裝了母嬰對(duì)講裝置，家長(zhǎng)可隨之通過(guò)平板電腦與嬰兒視頻聊天，內(nèi)部設(shè)有恒溫、自動(dòng)伸縮的水杯，可供嬰兒飲水、喝奶，還具有音響按鈕，可播放寶寶喜歡的音樂(lè)以及一些媽媽的關(guān)愛(ài)錄音等等，如圖2所示。

平臺(tái)中具有環(huán)形防護(hù)與報(bào)警支架，上面懸掛一些寶寶喜歡的小玩具，平臺(tái)下方還設(shè)有可拆卸的休息座椅，如圖3所示。其中，靠背具有較強(qiáng)的透氣性能，1為空氣流通裝置，整體外殼為雙層中空，上方環(huán)形娛樂(lè)平臺(tái)的高度可以調(diào)節(jié);2為平衡裝置，中間位置設(shè)有控制機(jī)關(guān)和執(zhí)行系統(tǒng)，外殼的內(nèi)部具有燈條，安裝LED發(fā)光二極管，可形成多樣化流水變換圖案，具體如圖4和圖5所示。

2.4 ?中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要包括手機(jī)APP、攝像頭、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)、溫度傳感器、壓力傳感器幾個(gè)方面，具體如圖6所示。

在傳感器的準(zhǔn)確性方面，駐極體話筒對(duì)嬰兒哭聲具有較強(qiáng)的敏感性與準(zhǔn)確性，且設(shè)有帶通濾波器，大部分情況下，嬰兒哭聲在500Hz左右，潛在干擾源為100Hz，腳步的聲頻更低，以往智能嬰兒裝置中的二階帶通濾波器特性無(wú)法充分滿足要求，因此，在本設(shè)計(jì)中將帶通濾波器增加到四階甚至八階，使傳感器的判斷更加精準(zhǔn)。裝置還設(shè)計(jì)了嬰兒危險(xiǎn)報(bào)警功能，可有效避免嬰兒在睡覺(jué)時(shí)出現(xiàn)受潮、著涼等情況，在嬰兒座椅上面設(shè)計(jì)了一塊形變傳感器，大小適中，可借助電路模塊、聲音報(bào)警等發(fā)出警報(bào)，最大限度保障嬰兒安全。對(duì)于嬰兒大小便問(wèn)題，裝置中安裝了濕度傳感器與溫度傳感器，當(dāng)檢測(cè)到孩子被窩達(dá)到一定濕度時(shí)，便會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒看護(hù)者為其更換衣物，當(dāng)檢測(cè)到孩子被窩溫度過(guò)低時(shí)也會(huì)自動(dòng)報(bào)警，另外，還具有防踢被功能[3]。

在執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面，當(dāng)嬰兒在蛋殼內(nèi)處于安睡狀態(tài)時(shí)，對(duì)床體搖動(dòng)頻率與幅度的要求較高，剛開(kāi)始要緩慢的搖動(dòng)，放出的音樂(lè)要輕緩，聲音要逐漸增加，以免驚嚇?gòu)雰?，這些都需要依靠執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)完成。當(dāng)嬰兒半夜醒來(lái)時(shí)，裝置會(huì)自動(dòng)搖動(dòng)，且伴隨輕柔的催眠曲或事前錄下來(lái)的母親的關(guān)愛(ài)聲，還可加入一些逗嬰兒玩的設(shè)計(jì)。

該裝置可利用物聯(lián)網(wǎng)與家長(zhǎng)的手機(jī)APP相連，使家長(zhǎng)隨時(shí)了解嬰兒的動(dòng)態(tài)，還安裝了母嬰對(duì)講裝置、攝像頭等，家長(zhǎng)可隨時(shí)通過(guò)平板電腦與孩子視頻聊天，智能語(yǔ)言模塊采用Sensory公司研制的集成語(yǔ)音識(shí)別芯片RSC-364，該芯片主要應(yīng)用于智能家電的語(yǔ)音控制、識(shí)別、身份認(rèn)證、錄音回放等功能，芯片的內(nèi)部采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言識(shí)別算法，可過(guò)濾掉與說(shuō)話者無(wú)關(guān)的噪音，識(shí)別準(zhǔn)確度可達(dá)到97%。除此以外，中央控制系統(tǒng)中還具備音樂(lè)播放功能，在裝置外側(cè)設(shè)置播放開(kāi)關(guān)，家長(zhǎng)在哄寶寶時(shí)可利用音樂(lè)吸引嬰兒的注意力;在照看嬰兒時(shí)常常需要準(zhǔn)備許多物品，如嬰兒玩具、尿布等等，而智能嬰兒裝置的下方還設(shè)置了儲(chǔ)物功能，利用兩個(gè)安全隔板在蛋殼的下方設(shè)置了儲(chǔ)物空間，便于家長(zhǎng)使用。

3 ?結(jié) ?論

綜上所述，本文設(shè)計(jì)的不倒翁蛋殼式嬰兒智能裝置，將電子、機(jī)械、自動(dòng)控制等多學(xué)科的知識(shí)整合起來(lái)，本著人性化的設(shè)計(jì)理念，具備語(yǔ)音通話、音樂(lè)播放、電子相冊(cè)、監(jiān)控錄像等多種功能，具有較強(qiáng)的可靠性與實(shí)用度，可為看護(hù)者騰出更多的時(shí)間做其他事情，解放家長(zhǎng)的雙手，減輕看護(hù)者的辛勞。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李翠玉，徐玏.多功能智能嬰兒床的設(shè)計(jì) [J].大眾文藝，2018（9）：52.

[2] 劉丹丹，李強(qiáng)，馮江才.恒溫恒濕智能顯示控制嬰兒床的設(shè)計(jì)——遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目 [J].電子制作，2014（8）：9-10.

[3] 古玉年，趙志強(qiáng).基于MSP430的智能嬰兒床的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，20（1）：32-36.

作者簡(jiǎn)介：馮衛(wèi)波（1997.07-），男，漢族，山東青州人，本科，研究方向：自動(dòng)化;郝傳柱（1983.04-），男，漢族，山東聊城人，講師，工程師，本科，研究方向：自動(dòng)化、控制工程。