適用于兒童乘坐的動力行李箱的研究

周鑫　宋智威　宋潤偉　鐘力　張寒　崔娜娜

摘要：出行是生活中必要的組成部分，但出行卻無法避免攜帶行李帶來的不便，尤其是懷抱兒童的旅客?？涩F(xiàn)有技術(shù)及市面上的行李箱均無法解決帶小孩的旅客出行不方便的問題；并且市面上行李箱的小件貯藏區(qū)多為袋式空間，同時這些行李箱使用時會較為費力。本文研制了一種新型兒童乘坐型動力行李箱，通過兒童安全座椅、小儲物區(qū)和動力部的設(shè)置，有效增加行李箱的兒童乘坐、方便拿取物品、電機驅(qū)動、手動控制的功能，具有兒童乘坐安全性高舒適度好、拿取物品便捷、省力的特點。

關(guān)鍵詞：兒童安全座椅 動力部 便捷出行 儲物區(qū) 設(shè)計

引言

目前國內(nèi)市場中的行李箱功能較為單一。存在如下缺陷：（1）大多行李箱只具有儲存物品的功能，有的為一個儲存腔體，有的設(shè)置有內(nèi)外兩個腔體，一個儲存腔體的行李箱存在放置混亂、拿取不便的問題；內(nèi)外兩個腔體的行李箱一般外腔體比較低矮，無法放置水杯、洗漱用品等較厚的常用物品；（2）部分產(chǎn)品通過在箱體上設(shè)置一個凹槽給兒童乘坐，增加攜帶兒童的功能，但是這種凹槽一般比較淺，存在較大的安全隱患，且會減小腔體的體積，減弱了行李箱的儲物功能；（3）雖然也有極少產(chǎn)品設(shè)置了兒童座椅，但是其行李箱的行走方式只能直立行走。且只能通過人力推動來前進(jìn)或者后退，較為費力。因此，研發(fā)一種能夠安全攜帶兒童，拿取常用物品更為方便，且更為省力的新型行李箱是十分必要的。

一、動力行李箱的工作原理與設(shè)計方案

研制的兒童乘坐型動力行李箱，包括豎直行走定向輪、主動輪、從動輪、兒童安全座椅、動力部、主儲物區(qū)和小儲物區(qū)，其中，豎直行走定向輪四個，放于主儲物區(qū)的豎直底部四角；主動輪兩個，位于主儲物區(qū)的平放底部下端，從動輪兩個，位于主儲物區(qū)的平放底部上端。兒童安全座椅通過螺紋螺母固定在主儲物區(qū)的箱蓋上，動力部設(shè)于主儲物區(qū)的后部，為一單獨的空間。小儲物區(qū)設(shè)于主儲物區(qū)的前部，主儲物區(qū)的箱蓋鉸鏈側(cè)通過合頁與行李箱的框架相連。兒童乘坐型動力行李箱如圖1所示。

二、動力行李箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計

動力部內(nèi)設(shè)有電機支架、主動帶輪、傳動帶、從動帶輪、傳動軸、直流減速電機、單片機控制系統(tǒng)和鋰電池。直流減速電機通過電機支架固定在行李箱框架上，主動帶輪設(shè)于直流減速電機的頂部中端。從動帶輪設(shè)于傳動軸的中部，傳動帶的一端套設(shè)在主動帶輪上，傳動帶的另一端套設(shè)在從動帶輪上，傳動軸的兩端分別套設(shè)于兩個軸承中，兩個軸承通過兩個軸承支架與主動軸相連，鋰電池通過單片機控制系統(tǒng)與電機相連，直流減速電機驅(qū)動行李箱前進(jìn)，且分為五個擋位以適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

兒童安全座椅包括推桿部、安全帶、棘輪鏈接部和座椅靠背，推桿部的兩端通過銷裝于兒童安全座椅的中部。兩條安全帶交叉布置在座椅靠背上，棘輪鏈接部設(shè)于座椅靠背的底部，有效保護(hù)了兒童的安全。

棘輪鏈接部包括止動棘爪、棘輪和主動棘爪，動棘爪位于止動棘爪的中部，棘輪上設(shè)有五個可調(diào)檔位，止動棘爪的棘爪端與五個可調(diào)檔位相卡合，止動棘爪的橫桿端套安裝在座椅靠背的底部框架上。推桿部的前端推桿把手上裝有手動控制器，基于單片機的手動控制器控制兩個主動輪的前進(jìn)和剎車，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境。行李箱框架如圖2所示。

三、兒童乘坐型動力行李箱工作方式

當(dāng)行李箱為平放時，主動輪轉(zhuǎn)動將帶動整個行李箱前進(jìn)；而當(dāng)行李箱豎直放置時，萬向輪將在人力的推動下帶動行李箱前進(jìn)。平放時可以使用兒童安全座椅，安全座椅的海綿結(jié)構(gòu)既可給兒童舒適的乘坐體驗又可以起到減震作用：安全座椅與鋁合金框架采用專用螺栓連接固定在框架上。而安全座椅上的安全帶可以保證兒童在遇到急停時不會受到傷害，從而有效保護(hù)兒童的安全。初代樣機圖如圖三所示。