多功能嬰兒車的設(shè)計(jì)

獨(dú)澳南，戴紅霞

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

0 引言

0～1.5歲的寶寶出行基本要靠人手抱或嬰兒車推行。目前市面上的嬰兒車主要有兩種形式，一種是躺臥式，另一種是坐臥式。這兩種形式的嬰兒車，如果要做較遠(yuǎn)距離的推行，人勢(shì)必會(huì)比較累；如果乘坐公交車，上下車也不是很方便，而且對(duì)于還不會(huì)坐立的嬰兒不夠安全。

針對(duì)目前市面上嬰兒車的情況，本文設(shè)計(jì)了一種多功能嬰兒車。該嬰兒車在傳統(tǒng)嬰兒車基礎(chǔ)上改進(jìn)了嬰兒搖籃，將左右圓弧搖擺改為前后往復(fù)直線平移運(yùn)動(dòng)；在嬰兒車靜置時(shí)，還可供寶媽像騎健身自行車一樣進(jìn)行身體鍛煉；也具有一邊鍛煉身體，一邊帶動(dòng)搖籃前后往復(fù)直線平移運(yùn)動(dòng)的功能；同時(shí)，針對(duì)傳統(tǒng)嬰兒車不方便做較遠(yuǎn)距離的推行，設(shè)計(jì)了腳蹬及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，可類似自行車式騎行；最后還具備傳統(tǒng)嬰兒車的功能，滿足嬰兒躺臥的基本需求。

1 多功能嬰兒車整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

多功能嬰兒車主體部分由框架結(jié)構(gòu)、搖籃結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)等組成，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示?？蚣芙Y(jié)構(gòu)主要包括支撐架、物品箱、支撐柱板等，主要支撐搖籃結(jié)構(gòu)。搖籃結(jié)構(gòu)主要包括搖籃、往復(fù)板和滾動(dòng)軸，搖籃和往復(fù)板一起通過滾動(dòng)軸在框架上面做前后往復(fù)直線平移運(yùn)動(dòng)。直線平移運(yùn)動(dòng)方式改變了傳統(tǒng)嬰兒搖籃左右曲線擺動(dòng)形式，避免了嬰兒在搖籃內(nèi)晃動(dòng)導(dǎo)致的翻滾，有利于嬰兒腦部發(fā)育。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包括齒輪、離合器、連桿和撥擋片，主要安裝在框架內(nèi)部，能夠保證行駛過程中驅(qū)使前后輪轉(zhuǎn)彎安全，平穩(wěn)性能更好，承載重量更大。

2 多功能嬰兒車工作原理

該嬰兒車具有如下功能:①像普通嬰兒推車一樣，直接推行；②可以當(dāng)健身自行車；③搖籃可前后做直線運(yùn)動(dòng)；④可像自行車一樣騎行。4個(gè)功能主要靠離合器、齒輪傳動(dòng)及折疊小輪部分實(shí)現(xiàn)。

1-操作桿;2-往復(fù)板;3-保護(hù)箱;4-搖籃;5-支撐架;6-物品箱;7-前輪;8-支撐柱板;9-傳動(dòng)機(jī)構(gòu);10-掛擋把手;11-后輪;12-腳蹬;13-小輪;14-支撐座;15-座椅;16-折疊銷

2.1 推行模式

推行模式與普通嬰兒車推行類似，其工作原理如圖1和圖2所示。調(diào)節(jié)折疊銷16使小輪13、支撐座14、座椅15組成的后半部分整體旋轉(zhuǎn)180°折疊，撥動(dòng)掛擋把手10控制前撥擋片19和后撥擋片18分別與第一離合器17、第二離合器33、第三離合器24分離，即可實(shí)現(xiàn)嬰兒車的安全推行。

2.2 鍛煉模式

嬰兒車增設(shè)了一對(duì)腳蹬，人可以通過踩踏腳蹬做運(yùn)動(dòng)，類似健身自行車，鍛煉腿部肌肉，從而達(dá)到健身效果。其傳動(dòng)路線為：腳踩踏腳蹬12帶動(dòng)齒輪38→37→35→36→34→30→29轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)傳動(dòng)桿空轉(zhuǎn)。

2.3 搖籃直線平動(dòng)模式

市面上的大多數(shù)嬰兒搖籃底部有弧度，做弧形搖動(dòng)。三個(gè)月以上的嬰兒已經(jīng)可以簡單地翻身了，這種弧形搖動(dòng)會(huì)使得嬰兒有翻出搖籃的危險(xiǎn)，或者由仰躺翻身為趴臥，從而引起窒息。本文設(shè)計(jì)的搖籃是前后平移運(yùn)動(dòng)的，避免了這個(gè)問題，同時(shí)可以通過手動(dòng)或腳動(dòng)使搖籃搖晃，平動(dòng)模式傳動(dòng)如圖3所示。

1-操作桿;7-前輪;10-掛擋把手;11-后輪;12-腳蹬;17-第一離合器;18-后撥擋片;19-前撥擋片;20-轉(zhuǎn)軸;21-傳動(dòng)葉片;22-第十二齒輪;23-第十一齒輪;24-第三離合器;25-第二齒輪;26-齒條;27-轉(zhuǎn)向連桿;28-連桿;29-第十齒輪;30-第九齒輪;31-傳動(dòng)桿;32-第八齒輪;33-第二離合器;34-第七齒輪;35-第五齒輪;36-第六齒輪;37-第四齒輪;38-第三齒輪;39-第一齒輪

2-往復(fù)板;4-搖籃;20-轉(zhuǎn)軸;21-傳動(dòng)葉片;40-滾動(dòng)軸;41-滑槽;42-固定板;43-限位滑桿

該模式的傳動(dòng)路線為：手動(dòng)或腳動(dòng)腳蹬12帶動(dòng)齒輪38→37→35→36→34→30→29轉(zhuǎn)動(dòng)從而使傳動(dòng)桿31轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)掛擋把手10使前撥擋片19控制第三離合器24嚙合，由傳動(dòng)桿31帶動(dòng)齒輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪23與齒輪22嚙合傳動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，由轉(zhuǎn)軸20帶動(dòng)傳動(dòng)葉片21在兩根限位滑桿43之間旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)往復(fù)板2左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使搖籃4進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

2.4 騎行模式

采用普通嬰兒車帶嬰兒出門路程較遠(yuǎn)時(shí)，上下公交車不方便，推行時(shí)間較長，行走較累。本文設(shè)計(jì)的嬰兒車可以像自行車一樣騎行。其傳動(dòng)路線為：撥動(dòng)掛擋把手10，使后撥擋片18控制第一離合器17和第二離合器33嚙合，在鍛煉模式的基礎(chǔ)上，通過離合器帶動(dòng)后輪行走。

3 錐齒輪和離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

錐齒輪和離合器是嬰兒車實(shí)現(xiàn)多種功能的關(guān)鍵零件。圖4為錐齒輪結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)過程中主要起改變傳遞方向的作用。錐齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在設(shè)計(jì)錐齒輪結(jié)構(gòu)時(shí)，一方面需要保證其上的零部件裝配時(shí)不能產(chǎn)生干涉，另外根據(jù)可靠性原則，在傳動(dòng)時(shí)需保證齒輪沖擊載荷小一些，運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。

35-第五齒輪；36-第六齒輪

離合器采用矩形牙嵌離合器，離合器與撥擋片連接情況如圖5(a)所示，圖5(b)為單半離合器的結(jié)構(gòu)情況。此種離合器，由于同時(shí)參與嵌合的牙數(shù)多，故承載較高，適用范圍廣泛；且外形尺寸小，傳遞轉(zhuǎn)矩大，接合后主、從動(dòng)軸無相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比不變；離合器一側(cè)有彈簧，主要起復(fù)位作用。

17-第一離合器;18-后撥擋片;44-彈簧(a) 離合器與撥擋片連接結(jié)構(gòu) (b) 單半離合器結(jié)構(gòu)

4 結(jié)論

本設(shè)計(jì)在保留傳統(tǒng)嬰兒車推行功能的同時(shí)，解決了傳統(tǒng)嬰兒搖籃左右曲線搖晃可能導(dǎo)致嬰兒翻出搖籃的問題，也可滿足人們一邊帶娃一邊有效鍛煉身體的需求，一車多用。