多功能兒童成長自助平臺

設(shè)計思路

通過自身的經(jīng)歷和體會，我發(fā)現(xiàn)兒童由于身高原因，在生活、學習中遇到許多尷尬和不便。針對這些尷尬和不便，思考解決方案，發(fā)明設(shè)計一種能夠給兒童提供高度支撐且高度容易識別的自助平臺。同時在這個平臺上融合拓展其他日常生活所需功能。

首先，設(shè)計高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)不僅要提供高度支撐功能，而且高度能夠自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自動升降，這樣就可以滿足不同的行為活動對高度的不同要求，且能夠滿足隨著年齡和身高的增長對高度支撐的動態(tài)需求。

其次，設(shè)計高度辨識系統(tǒng)。這個系統(tǒng)不僅要針對不同年齡段的兒童，在平臺自動調(diào)節(jié)到所需高度時提供某種信號識別，而且這種可供識別的信號還要針對兒童好動的性格，在使用時既能增加平臺使用的趣味性，又能增強兒童在使用時的情緒穩(wěn)定性。

再次，設(shè)計輔助功能系統(tǒng)。解決高度調(diào)節(jié)和高度識別的主要功能后，結(jié)合日常生活所需，增加諸如體重測量、溫度測量等其它輔助功能。

在完成上述三個功能系統(tǒng)模塊化設(shè)計后，最后進行系統(tǒng)集成，完成多功能兒童成長自助平臺的設(shè)計并制作模型試用。

圖1 電動推桿

圖2 電源連接部件圖

圖3 電動推桿遙控器

圖4 音樂芯片圖

圖5 音樂播放器

圖6 反光板

圖7 光電開關(guān)

圖8 電源盒與電源開關(guān)

設(shè)計過程

這種多功能兒童成長自助平臺主要由三個功能系統(tǒng)組成，模塊化設(shè)計后進行功能系統(tǒng)集成，設(shè)計過程分為四個階段。

1. 高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計

高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要實現(xiàn)對平臺高度的需求，并解決其控制的問題。家中的自動升降晾衣架和汽車維修廠的液壓千斤頂給了我設(shè)計靈感。該系統(tǒng)主要由三部分組成：電動推桿、電源連接部件、電動推桿遙控裝置，如圖1～3。設(shè)計時，將自助平臺的頂板鉚固在電動推桿頂端，接通電源后，通過電動推桿遙控裝置控制推桿升降，達到高度自動調(diào)節(jié)目的。

需要說明的是，必須充分考慮平臺的承重量和高度需求，這取決于電動推桿的推動力和高程。設(shè)計過程中，我做了簡單的市場調(diào)查，現(xiàn)有市場上的電動推桿承重量在50～200KG，設(shè)計高程可達到1M，完全能夠滿足兒童的使用要求，可以根據(jù)需求靈活選用型號與數(shù)量。

2. 高度辨識系統(tǒng)設(shè)計

高度辨識系統(tǒng)主要實現(xiàn)對平臺高度的自主識別，并且能針對兒童的性格特點，增加使用過程中的趣味性。設(shè)計靈感主要來自于賓館、酒店、寫字樓的自動感應(yīng)門，以及樓梯間的感應(yīng)燈光；而音樂是兒童情緒最好的“穩(wěn)定劑”。該系統(tǒng)主要由音樂芯片、音樂播放器、反光板、光電開關(guān)、電源連接部件等組成，如圖4～8所示。

設(shè)計時，將光電開關(guān)、音樂芯片、音樂播放器、電源盒、電源開關(guān)等串聯(lián)在一起。其中，光電開關(guān)固定在平臺下方的連接桿上，將反光板間隔固定在平臺側(cè)板上，光電開關(guān)的光源感應(yīng)端與反光板必須水平正對，如圖10中所示。

圖9 平臺頂板

使用過程中，當電動推桿自動升降時，光電開關(guān)跟隨頂板下方的連接桿自動升降，在不同的高度，光電開關(guān)的光源感應(yīng)端與反光板相互作用后，電源間隔開合，實現(xiàn)對音樂播放的自動控制。音樂芯片中儲存不同年齡段兒童所喜歡的音樂，高度不同，音樂有別，根據(jù)播放的音樂類型即可識別所處的高度。

3. 輔助功能系統(tǒng)設(shè)計

輔助功能系統(tǒng)主要是拓展平臺的實用功能，給生活帶來更多的便利。目前，主要增加了體重測量和溫度測量功能，只需對平臺頂板進行改進，內(nèi)設(shè)計重器和溫度感應(yīng)器即可實現(xiàn)。平臺頂板平面如圖9。

4. 繪制圖紙與模型制作

我在輔導老師幫助下，繪制了設(shè)計圖（圖10），對其中的部件組合通過圖紙進行示意；同時，在市場上采購了所需的部件，親手制作了示意模型（圖11）。通過模型演示并試用體會，我設(shè)計的多功能兒童成長自助平臺既能夠自動控制高度，又能夠通過音樂來進行高度識別，不同年齡段和身高的兒童均可適用，給生活和學習帶來方便，并且使用過程中自動播放的音樂更增加了使用的趣味性。

未來優(yōu)化方向

未來，這種多功能兒童成長自助平臺可以從三方面進行優(yōu)化：

1. 關(guān)于電源供應(yīng)，由于條件所限，我目前設(shè)計的平臺還只是外接電源，未來可以考慮采用內(nèi)置蓄電池的方式，定期充電，隨處可用，以避免沒有固定電源接口而無法使用的問題。

2. 關(guān)于外觀外型，由于條件所限且為了直觀表達，我設(shè)計制作的只是示意模型，平臺側(cè)板應(yīng)采用可折疊材料，這樣在平臺頂板升降時可以自由伸縮，平臺內(nèi)部始終是封閉空間；同時，未來的實際產(chǎn)品可以根據(jù)需要，在外觀顏色、形狀、尺寸大小等方面靈活設(shè)計，增加美觀度。

3. 關(guān)于功能拓展，該平臺設(shè)計盡管針對的是兒童，其實成人也可以使用，亦可直接作為凳子、梯子來使用，未來可以根據(jù)需要，增加更多功能，比如室內(nèi)濕度測量、室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測、兒童身高測量等，給生活帶來更多便利。

圖10 多功能兒童成長自助平臺設(shè)計圖

圖11 多功能兒童成長自助平臺模型圖

體會與收獲

在日常生活和學習中遇到的尷尬和不便，思考其原因，從而產(chǎn)生設(shè)計發(fā)明多功能兒童成長自助平臺的想法，到研究設(shè)計并親自制作示意模型，我學會了很多知識，體會到主動思考和自己動手的樂趣，感受到作為一名小小產(chǎn)品設(shè)計師的成就。在研究設(shè)計過程中，我和輔導老師、和父母一起探討交流，他們給了我很多好的建議，經(jīng)常以提問題的形式來啟發(fā)我，讓我自己主動思考，讓我自己動手，也增加了我學習知識、尋找答案的樂趣，增加了自己動手的能力。我相信只要在生活中用心觀察，積累如識，多有發(fā)明創(chuàng)造，就一定能使我們的生活變得更加便利和美好。