CN111920262A - 一种基于超声波的婴儿学步车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超声波的婴儿学步车，包括学步车主体，所述学步车主体的两侧均固定连接有支撑架，所述支撑架的中间位置设置有第一支架，所述第一支架内安装有第二支架，所述第二支架上固定连接有座位，所述座位的两侧均连接有限位带，所述座位上设置有用来迅速识别学步过程和运动过程中防止摔倒的防护组件，此基于超声波的婴儿学步车，通过多路超声波传感器和麦克纳姆轮执行机构的设计可以实时保持对婴儿的全向跟随，在婴儿学步过程给与保护；通过拉力传感器的设计可以实时监测婴儿的姿势状态，在婴儿要摔倒时提供保护。该学步车具有智能化的优点，达到了实时监测的目的，并且节省人力，实现了人机结合。
Description
技术领域
本发明涉及婴儿车技术领域，具体为一种基于超声波的婴儿学步车。
背景技术
学步车是婴儿小时候进行学习走路的工具。学步车来源于西方，是宝宝会走路之前的代步工具，一般由底盘框架、上盘座椅、玩具音乐盒三部分组成，归属于玩具童车类。
但是现有产品中普通的学步车一直被世界各国所诟病，因为学步是需要力气的，学步车的使用简化了宝宝学习走路的过程，容易让宝宝产生依赖的性格，不利于宝宝的正常生长发育，而坐在学步车里的宝宝需要活动时，宝宝在学步车里并不是真正的站立，而是踮着脚，这样容易导致宝宝腿部不能蹬直，不能够起到应有的效果，要解决这种问题就需要一种不主动干预的防护，给与婴儿完全的自由，让宝宝通过大运动如爬、站立、弯腰、行走等锻炼身体各部位运动的协调性，通过婴儿与产品之间的连接带识别出婴儿当前的状态，能够迅速识别学步过程中摔倒等危险情况及时保护婴儿，最大程度的降低婴儿收到的伤害，为此，我们提出一种基于超声波的婴儿学步车。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于超声波的婴儿学步车，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于超声波的婴儿学步车，包括学步车主体，所述学步车主体的两侧均固定连接有支撑架，所述支撑架的中间位置设置有第一支架，所述第一支架内安装有第二支架，所述第二支架上固定连接有座位，所述座位上方设置有迅速识别学步自动跟随和运动过程中防止摔倒的防护组件，所述座位的两侧均连接有限位带，所述座位上方设置有用来迅速识别学步过程和运动过程中防止摔倒的防护组件，通过设置的防护组件能够实现在无人看护的状态下，完全不干预婴儿自主行动的情況下对婴儿进行保护，不仅有利于婴儿在学步阶段的安全性，也有利于节省父母看护孩子的时间。
优选的，所述学步车本体由U形支撑底座和弧形底盘组成，通过设置的U形支撑底座可以对婴儿前进的方向起到引导作用，培养孩子的方向感，增强孩子的学步兴趣。
优选的，所述第一支架上开设有多组用来便于调节高度的限位孔，所述第一支架和第二支架上开设有多组用来便于调节高度的限位孔，所述限位孔内螺纹安装有用于将所述第二支架固定在第一支架上的螺栓，使其具有通用性，能适用于不同身高的婴儿，使婴儿在进行学步的同时能够感到舒适。
优选的，所述防护组件包括安装在学步车本体上用来防止婴儿摔倒的加固架，所述加固架远离学步车本体的一端固定连接在支撑架上，且加固架的顶部设置有拉力传感器，所述拉力传感器电性连接有控制器，且所述拉力传感器电性连接在座位上，通过设置的防护组件能够帮助婴儿在进行学步时，对产生的意外情况进行判断，从而保护婴儿不会摔倒。
优选的，所述防护模块包括报警模块，所述报警模块包括报警喇叭，所述报警模块由控制器控制，通过设置的报警模块可以当婴儿摔倒时一边进行防护措施，一边进行警报，提高婴儿的安全性。
优选的，所述座位包括用来放置婴儿的放置架，所述放置架的远离第二支架一端两侧均与收卷件固定连接，所述放置架的横向两侧均固定连接有用来防止伤害婴儿皮肤的柔性垫，所述放置架靠近第二支架一端设置有转动齿轮，所述转动齿轮的一侧穿过放置架的外壁通过转轴固定连接有便于用来进行调节的旋钮，且所述转动齿轮的上下两端均连接有和转动齿轮啮合的移动齿条，所述第二支架下端开设有与移动齿条相对应的滑道，该座位适用于不同体型的婴儿，并能够使婴儿在进行学步的同时能够感到舒适。
优选的，所述收卷件包括安装在放置架外侧的弧形防撞外壳，所述弧形防撞外壳内的一侧固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有收卷轴，所述放置架上开设有方形通孔，所述限位带的一端穿过方形通孔固定连接在收卷轴上，通过设置的收卷件能够在婴儿进行行走的过程中出现摔倒的现象时，使用收卷件将婴儿进行拉起，避免其与地面进行接触造成不必要的伤害。
优选的，所述学步车主体的底部设置有不影响婴儿学步姿势的跟踪定位模块，所述跟踪定位模块包括超声波传感器、无线距离模块和驱动模块，通过设置的跟踪定位模块能够保持婴儿在学步车的中心位置内，便于婴儿的学步姿势的正确性。
优选的，所述无线距离模块包括定位仪和距离传感器，所述定位仪无线连接在控制器上，所述距离传感器的电信号传递给单片机微型控制器，通过设置的定位仪以及距离传感器来对婴儿的运动路线进行预判，使之能够让能够跟踪婴儿行走的驱动模块做出运动。
优选的，所述驱动模块包括安装在学步车本体上的多组麦克纳姆轮，多组所述麦克纳姆轮的一侧均固定连接有与其相匹配的步进电机，且多组麦克纳姆轮均对称分布，所述步进电机电性连接在控制器上，通过控制器能够控制麦克纳姆轮进行移动，从而跟随婴儿的运动而运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过多路超声波传感器和麦克纳姆轮执行机构的设计可以实时保持对婴儿的全向跟随，在婴儿学步过程给与保护；通过拉力传感器的设计可以实时监测婴儿的姿势状态，在婴儿要摔倒时提供保护。该学步车具有智能化的优点，达到了实时监测的目的，并且节省人力，实现了人机结合。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明俯视结构示意图；
图3为本发明正视结构示意图；
图4为本发明左视结构示意图；
图5为本发明部分剖面结构示意图；
图6为本发明图5中A处放大结构示意图；
图7为本发明正视部分剖面结构示意图；
图8为本发明图7中B处放大结构示意图；
图9为本发明防止婴儿摔倒流程图；
图10为本发明跟踪定位模块流程图。
图中：1-学步车主体；2-支撑架；3-第一支架；4-座位；5-防护组件；6-加固架；7-拉力传感器；8-控制器；9-收卷件；10-柔性垫；11-跟踪定位模块；12-U形支撑底座；13-弧形底盘；15-超声波传感器；16-无线距离模块；17-驱动模块；18-定位仪；19-距离传感器；20-单片机微型控制器；21-麦克纳姆轮；22-步进电机；23-报警模块；24-放置架；25-限位带；26-转动齿轮；27-旋钮；28-移动齿条；29-滑道；30-限位孔；31-第二支架；32-螺栓；33-弧形防撞外壳；34-驱动电机；35-收卷轴；36-方形通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种基于超声波的婴儿学步车，包括学步车主体1，所述学步车主体1的两侧均固定连接有支撑架2，所述支撑架2的中间位置设置有第一支架3，所述第一支架3内安装有第二支架31，所述第二支架31上固定连接有座位4，所述座位4的两侧均连接有限位带25，所述座位4上设置有迅速识别学步自动跟随和运动过程中防止摔倒的防护组件5，当婴儿在进行学步时，通过设置的防护组件5能够实现在无人看护的状态下，完全不干预婴儿自主行动的情況下对婴儿进行保护，不仅有利于婴儿在学步阶段的安全性，也有利于节省父母看护孩子的时间。
所述学步车主体1由U形支撑底座12和弧形底盘13组成，当婴儿在学步车中时，设置的U形支撑底座12可以对婴儿前进的方向起到引导作用，培养孩子的方向感，增强孩子的学步兴趣。
所述防护组件5包括安装在学步车主体1上用来防止婴儿摔倒的加固架6，所述加固架6远离学步车主体1的一端固定连接在支撑架2上，且加固架6的顶部设置有拉力传感器7，所述拉力传感器7电性连接有控制器8(三维图中未标示)，且所述拉力传感器7电性连接在座位4上，所述限位带25的一端与固定安装在座位4上的收卷件9固定连接，所述座位4的两侧均固定连接有用来防止伤害婴儿皮肤的柔性垫10，所述学步车的底部设置有对婴儿学步姿势进行纠正的跟踪定位模块11，当婴儿在进行学步时，可以将婴儿的两腿分别放进限位带25中，由于座位4两侧均设置的柔性垫10，可以保证婴儿在进行使用时，不伤害表面的皮肤，在婴儿在站不稳的情况下可以，婴儿由于自身的重力作用向下下压限位带25，此时的拉力传感器7受力，从而让判断出婴儿摔倒的趋势，拉力传感器7将拉力信号传递给控制器8中的单机片进行处理分析，从而对婴儿迅速做出反应，使收卷件9能够对限位带25进行收卷处理，从而防止婴儿摔倒，需要说明的是控制器8的单机片处理分析时，是根据拉力传感器7受到的拉力的大小作出的反应，在正常的拉力范围内可以使婴儿自动调节收卷件9的收卷，从而使限位带25能够适应婴儿的行走。
所述防护组件5还包括报警模块23，所述报警模块23包括报警喇叭，所述报警模块23由控制器8控制，通过设置的报警模块23可以当婴儿摔倒时一边进行防护措施，一边进行警报来提醒家长，提高婴儿的安全性。
所述控制器8电性控制整个防护组件5，在进行使用时，通过将控制器8来电性控制整个防护组件5，可以使跟随模块和防摔倒组件两者相结合，使学步车更好的配合婴儿的学步。
所述跟踪定位模块11包括超声波传感器15、无线距离模块16和驱动模块17，当婴儿在进行学步时，跟踪定位模块11能够对婴儿的走路位置进行实时的监测，其中超声波传感器15根据超声波的原理，利用婴儿走路时，学步车与地面接触由此产生震动，使其在同种介质中传播，从而来对婴儿在学步时，对婴儿走路的路径和位置进行实时的监测，同时将收集的数据传递给无线距离模块16，无线距离模块16能够对婴儿的学步车进行位置数据实时计算，再通过无线距离模块16传送给控制器8，使控制器8输出运动信号，从而实现对婴儿位置实时跟随，能够在不自主影响婴儿学步的情况下，来提高对婴儿的学步的兴趣。
所述无线距离模块16包括定位仪18和距离传感器19，所述定位仪18无线连接在控制器8上，所述距离传感器19的电信号传递给单片机微型控制器20，当婴儿在学步车中行走时，首先由座位4的移动来判断婴儿的行走，超声波传感器15能够将数据传输给无线距离模块16，使之能够精确掌握婴儿的运动轨迹，进而使无线距离模块16中的定位仪18对婴儿的位置进行数据实时计算，再通过距离传感器19对行走的路程进行数据整理，单片机微型控制器20由控制器8控制，可以使距离传感器19将位置数据和行程数据进行数据处理并进行打包将其传送给控制器8的单片机微型控制器20中，使通过设置的定位仪18以及距离传感器19来对婴儿的运动路线进行预判，使单片机微型控制器20对收集的信息进行处理和分析后做出预判。
所述驱动模块17包括安装在学步车主体1上的多组麦克纳姆轮21，多组所述麦克纳姆轮21的一侧均固定连接有与其相匹配的步进电机22，且多组麦克纳姆轮21均对称分布，所述步进电机22的的控制片电性连接在控制器8中，当进行使用时，座位4底部设置有四组用来行走的麦克纳姆轮21，通过控制器8将收集来的位置信息数据进行处理，来控制步进电机22的控制片，使步进电机22运转，从而使麦克纳姆轮21能够实时跟随婴儿的行动进行移动，使婴儿在行走的过程中更加的自如自主。
所述座位4包括用来放置婴儿的放置架24，所述放置架24的外侧与收卷件9固定连接，且所述放置架24内设置有转动齿轮26，所述转动齿轮26的一侧穿过放置架24的外壁通过转轴固定连接有便于用来进行调节的旋钮27，且所述转动齿轮26的上下两端均连接有和转动齿轮26啮合的移动齿条28，所述放置架24上开设有与移动齿条28相对应的滑道29，所述第一支架3内安装有第二支架31，所述第一支架3和第二支架31上开设有多组用来便于调节高度的限位孔30，所述限位孔30内螺纹安装有用于将所述第二支架31固定在第一支架3上的螺栓32，在进行使用的过程中，由于先天遗传的因素，会导致婴儿的体型和身高出现差异，当有的婴儿体型较壮，使支撑架2不能够容纳婴儿的身材时，首先转动旋钮27，旋钮27带动转动齿轮26转动，转动齿轮26可以带动啮合连接在转动齿轮26上的移动齿条28进行相对的移动，顺时针旋转可以使放置架24之间的空间变小，逆时针旋转能够使放置架24之间的空间变大，从而能够容纳体型较壮的婴儿，当婴儿的身高相对较高时，可以使用螺栓31将第一支架3和第二支架32先进行分离，再将第二支架32向下移动，使之移动到下一个限位孔30的位置后，同时使用螺栓31将其旋紧，使之能够适用于不同身高的婴儿。
所述收卷件9包括安装在放置架24外侧的弧形防撞外壳33，所述弧形防撞外壳33内的一侧固定连接有驱动电机34，所述驱动电机34的输出端固定连接有收卷轴35，所述放置架24上开设有方形通孔36，所述限位带的一端穿过方形通孔36固定连接在收卷轴35上，需要说明的是，拉力传感器7和收卷件9是避免婴儿摔倒的执行件，首先是当婴儿即将进行摔倒时，婴儿的重力向下，使拉力传感器7受到的拉力变大，从而使拉力传感器7向控制器8发射信号，控制器8在接收到信号时，控制驱动电机34的单机片，使驱动电机34输出端进行顺时针进行运转，从而收紧限位带25，来将婴儿向上拉起，避免其在使用的过程中摔倒，在将婴儿拉起后，使用拉力传感器7可以检测到拉力正常，再将信号传递给控制器8，使控制器8来驱动电机34进行反转，使其能够缓慢将婴儿放下，使其能够进行正常的行走。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：包括学步车主体(1)，所述学步车主体(1)的两侧均固定连接有支撑架(2)，所述支撑架(2)的中间位置设置有第一支架(3)，所述第一支架(3)内安装有第二支架(31)，所述第二支架(31)上固定连接有座位(4)，所述座位(4)的两侧均连接有限位带(25)，所述座位(4)上方设置有迅速识别学步自动跟随和运动过程中防止摔倒的防护组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述学步车主体(1)由U形支撑底座(12)和弧形底盘(13)组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述第一支架(3)和第二支架(31)上开设有多组用来便于调节高度的限位孔(30)，所述限位孔(30)内有用于将所述第二支架(31)固定在第一支架(3)上的螺栓(32)。
4.根据权利要求1所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述防护组件(5)包括安装在学步车主体(1)上用来防止婴儿摔倒的加固架(6)，所述加固架(6)远离学步车主体(1)的一端固定连接在支撑架(2)中部，且加固架(6)的顶部设置有拉力传感器(7)，所述拉力传感器(7)电性连接到控制器(8)，且所述拉力传感器(7)电性连接在座位(4)上。
5.根据权利要求4所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述防护组件(5)还包括报警模块(23)，所述报警模块(23)包括报警喇叭，所述报警模块(23)由控制器(8)控制。
6.根据权利要求1所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述座位(4)包括用来放置婴儿的放置架(24)，所述放置架(24)的远离第二支架(31)一端两侧均与收卷件(9)固定连接，所述放置架(24)的横向两侧均固定连接有用来防止伤害婴儿皮肤的柔性垫(10)，所述放置架(24)靠近第二支架一端设置有转动齿轮(26)，所述转动齿轮(26)的一侧穿过放置架(24)的外壁通过转轴固定连接有便于用来进行调节的旋钮(27)，且所述转动齿轮(26)的上下两端均连接有和转动齿轮啮合的移动齿条(28)，所述第二支架(31)下端开设有与移动齿条(28)相对应的滑道(29)。
7.根据权利要求6所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述收卷件(9)包括安装在放置架(24)外侧的弧形防撞外壳(33)，所述弧形防撞外壳(33)内的一侧固定连接有驱动电机(34)，所述驱动电机(34)的输出端固定连接有收卷轴(35)，所述放置架(24)上开设有方形通孔(36)，所述限位带(25)的一端穿过方形通孔(36)固定连接在收卷轴(35)上。
8.根据权利要求1所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述学步车主体(1)的底部设置有不影响婴儿学步姿势的跟踪定位模块(11)，所述跟踪定位模块(11)包括超声波传感器(15)、无线距离模块(16)和驱动模块(17)。
9.根据权利要求4、8所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述无线距离模块(16)包括定位仪(18)和距离传感器(19)，所述定位仪(18)无线连接在控制器(8)上，所述距离传感器(19)的电信号传递给控制器(8)的单片机微型控制器(20)。
10.根据权利要求4、8所述的一种基于超声波的婴儿学步车，其特征在于：所述驱动模块(17)包括安装在学步车主体(1)上的多组麦克纳姆轮(21)，多组所述麦克纳姆轮(21)的一侧均固定连接有与其相匹配的步进电机(22)，且多组麦克纳姆轮(21)均对称分布，所述步进电机(22)电性连接在控制器(8)上。
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