新型智能婴儿车的原理及设计
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传感器 是婴儿 车 的主体部 分 ，是 婴儿车智 能化 的 主要 实现体 。 ２．１ 湿敏传 感 器
（１）相 对湿度 ：是指 被测气 体 中蒸 汽压和 该气体 在相 同温度 下饱 和水 蒸 汽压 的百分 比。
（２）负 特性湿敏 半 导瓷 的导 电机 理 ：当水 在半导 瓷表 面吸 附时 ，就 可从半 导瓷表 面俘 获电子 ，使半导 瓷表 面带负 电 。无 论 半 导 瓷是 Ｐ型还 是 Ｎ 型 ，水 分 子 的附着都 可使其表 面 电势下 降 ，使 半导瓷 的电阻率
婴儿车框架 结构 应该 遵从 稳定 、轻便 、耐用 的设 计 原则 ，因此婴儿 车框 架材 料 主体选 用不 锈钢 ，其他 稳 固部分选 用铝合金材料 。婴儿 车框架 示意图见图 １。
如图 １所示 ，婴 儿车第 一层 由顶部 防辐射 金属屏 蔽壳体 （可 自由升起 放下 ）以及监 控摄像 头组成 ；第 二 层 由垫褥 等 构 成 ， 旨在 让 婴 儿 有 更 舒 适 的生 活 环 境 ；第 三层 由黑 匣子 构 成 ，黑 匣子 里放 置 传 感 电路 、 报警 系统等装 置 。 ２ 婴儿车 的功能 实现
［口一了ｉ （１－ｅ－ｉ￣）］ 。
…
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能力是 有益 的 。 （９） ２ 结 论
利 用弹 性力 学 理 论 对 矩形 带传 动 进 行 了受 力 分
析 ，建 立 了其 附加 摩擦力 的计 算公式 ，通过 该式 可计
算 出带 轮 在 松 、紧 边 交 替 时 出现 的 附 加 摩 擦 力 的大
０ 引 言 现代社 会 的快 节奏 、快 速率 的生活方式 使许 多年
轻 父母照顾 婴儿成 为一 种负 担 ，为 了消 除或 者减 少这 种 负担 ，笔 者设想 了一 种新 型的婴儿 车 ，它可 以时时 监控 婴儿 的行为 ，对婴 儿 的危 险动作 和行为进 行及 时 的反应 、报警 ，并可 以初步诊断 出婴儿发生此种行 为的 原 因，为年轻家 长采取下 一步 的措施提供 重要 的依据 ， 使照顾婴儿轻而易举 。 １ 婴 儿车的框 架结构
第 ６期 （总 第 １６９期 ） ２０１１年 １２月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩＯＮ
文 章 编 号 ：１６７２—６４１３（２０１１）０６—０１８３—０２
Ｎ ｏ．６ ＤｅＣ．
新 型智 能婴 儿 车 的原 理及 设 计
为了让家长能够在婴儿发生问题时能有一个 直观的 了解 ，在产品上加入实时监控系统 以监控婴儿的行 为。
实 时监控 系统 的建 立很 简 单 ，首 先从 网络 上获 取 相关 的软件 （比如微 方 摄像 头 监 控软 件 ）并 将其 安 装 ， 然 后在 婴儿 车顶部 加装 一 枚普 通 的 电脑 摄 像 头 ，最 后 将摄像 头与 电脑相 连 ，就可 以实现 监控功 能 了。 ４ 辐 射的 消除与屏 蔽
（上接 第 １８４页） 输 出，ＩＣ１中电路震 荡工作 ，通 过 引脚 ６产 生交 变 电压 信 号 ，并 通过 Ｖ１放 大后 ，通 过 ＶＤ１触 发 晶 闸管 的 门 极 ，使 晶闸管导通 ，从 而 使报 警 电路 与 电源 响通 ，发 出 报 警 。其 中 ＳＢ为复位 开关 ，摁下 ＳＢ后 晶闸 管 阳极 无 电压 ，报警 电路 不工作 ，从而 使报警 消除 。 ３ 实时监控 系统
掌出版社，２００５．
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂａｂｙ Ｃａｒｒｉａｇｅｓ
ＹＡＮＧ Ｊｕｎ－ｙｉ
（ Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５ｌ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｎｅｗ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂａｂｙ ｃａｒｒ ｉａｇｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｎ ｉｍ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｃｏｍｍ ｏｎ ｂａｂｙ ｃａｒｒｉａｇｅｓ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒｓ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ， ｔＯ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｕｍａｎ ｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂａｂｙ ｃａｒｒｉａｇｅｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｂａｂｙ ｃａｒｒｉａｇｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ．Ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ，ＳＯ ｔｈａｔ ｒｅａｄｅｒｓ ｃａｎ ｍｏｒｅ ｃｌｅａｒｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｓｍ ａ ｒｔ ｓｔｒｏｌｌｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｎｓｏｒｓ；ｓｍａｒｔ ｓｔｒｏｌｌｅｒｓ；ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ； ａｌａｒｍ ｓｙｓｔｅｍ
· １８４ ·
机 械 工 程 与 自 动 化
２０１１年 第 ６期
适 合于 婴儿车 的使 用 。 （５）报警 系统 ：图 ４为 婴儿尿 床报 警电路 图 。
相对湿度／％ １一 ＺｎＯ－Ｌｉ２Ｏ－Ｖ２Ｏ５系 ；２一 Ｓｉ－Ｎ２Ｏ－Ｖ２Ｏ５系 ｝
３－ ＴｉＯ２一ＭｇＯ－Ｃｒ２０３系
图 ２ 几 种 半 导 瓷 湿 敏 负 特 性
图 ３ ＺｎＯ－Ｃｒ Ｏ 湿 敏 传 感 器 结 构
１３ 来自百度文库Ｅ
图 ４ 报 警 电 路 图
如 图 ４所 示 ，湿 敏 电路 由湿 敏 传 感 器 、晶 体 管 ＶＴ１～ＶＴ３、延 时 电容 Ｃ 、电位器 Ｒ 等构成 ；报 警
图 ５ 磁 敏 电 路 图
（２）报警 系统 ：磁敏 电路 的变动 信号通 过放 大器 放大 后 ，激 发 晶 闸管 通 路 ，触 发 响铃 ，达 到 报 警 效 果 。婴儿车 抖动报 警 电路 如 图 ６所示 。
大 学 出版 社 。２００１．
图 ２ 附加 摩 擦 力 分 析
Ｓｔｕｄｙ ０ｆ Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｂｅｌｔ Ｄｒｉｖｅ
ＬＩＵ Ｚｈｏｎｇ
（Ｘｉｎｄａ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ （Ｓｕｚｈｏｕ） Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ ２１５１２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｍ ｏｄｅｌ ｏｆ ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｂｅｌｔ ｄｒｉｖｅ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｍ ｅｃｈａｎｉｃｓ，ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍ ｕｌａ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｂｅｌｔ ｄｒｉｖｅ；ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ； ｅｌａｓｔｉｃ ｍ ｅｃｈａｎｉｃｓ
下 降 。图 ２为负 特性半 导瓷 阻值 与湿 度的关 系 。
（ａ）正视 图
（ｂ）俯视 图
图 １ 婴 儿 车 框 架 示 意 图
（３） 在 实 际 应 用 中 ，我们 可 以选 用 ＺｎＯ—Ｃｒ。Ｏ。 湿 敏元 件 。其 结构是 将多孑Ｌ材 料 的电极烧 结在 多孔 陶 瓷圆 片的两表 面上 ，并焊上 铂 引线 ，然后 将敏感 元件 装 入 有 网 眼 过 滤 的 方 形 塑 料 盒 中 用 树 脂 固 定 。 ＺｎＯ—Ｃｒ。０。湿敏传 感器结 构如 图 ３所示 。
Ｒ 、Ｒ 以及 晶 闸管 构 成 ；报 警 电路 由音 乐集 成 电路
（下转第 １８６页 ）
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机 械 工 程 与 自 动 化
２０１１年 第 ６期
，（１一ｅ ）出一２ 鬻 · ２ Ｅ
一
，一
由式 （９）可发 现 ：当接 触 高度 ｈ和基 准 直 径 ｒ 增 大时 ，附加摩 擦力将 增加 。这对 于提 高带传 动 的承载
（１）磁敏 电阻 ：在磁场 内 ，磁敏 电阻 的阻值会 随 磁场变 化 ，磁 阻 与 磁 感 应 强度 Ｂ 的 平 方 成 正 比。虽 然磁敏 电阻 的灵 敏度 受温度 影 响很大 ，但考 虑到应 用 场所 为生活场 所 ，温度变化 很小 ，因此温度 补偿方 案 可暂不 考虑 。
磁 敏 电路 图如 图 ５所示 ，磁 场竖 直放置 ，其余 部 分水平 放置 ，当婴儿 剧 烈摇 晃 时 ，婴 儿 车 就会 抖 动 ， 从而使 磁场 和磁敏 电阻 Ｒ 、Ｒ。发 生位 移 ，随 着磁 场 的变化 ，两个 磁敏 电阻必 然会 一个磁 阻增 大 ，一 个磁 阻减小 ，从 而使加 在 Ｒ 上 的输 出 电压 发生 变化 。
扬 声 器
图 ６ 婴儿 车 抖 动 报 警 电 路 图
如 图 ６所示 ，磁感应 电路 由电源 ＧＢ、磁敏 电路 、 ＩＣ２、放 大晶体管 Ｖ２、电阻 以及扬 声器构 成 。电路
集 成 电路 ＩＣ１、放 大 晶体 管 Ｖｌ、二 极 管 ＶＤ１、电阻 工作时 ，当婴儿剧烈 晃动婴儿床 ，使得磁敏 电路震荡
件
电路 由语 音集成 电路 ＨＦＣ５２２１、振 荡 电路 Ｒ 、音 频 放 大管 ＶＴ４、扬声器 ＢＬ等 组成 。
其工作原理 如下 ：湿敏 电阻在干燥 的环境 下 电阻值 很 大 ，此 时 ＶＴ１截止 ，ＶＴ２导 通 ，使 得 ＶＤ、ＶＴ３截 止 ， 此 时 ＨＦＣ５２２１由于无高 电平触 发不工作 ，无信号输 出， ＶＴ４截止 ，ＢＬ不发 声 ；当婴儿 尿床 时 ，湿敏 电阻便处 在 潮湿环境下 ，电阻值急剧 变小 ，ＶＴ１导通 ，ＶＴ２截 止 ，电 源经 ＲＰ给 Ｃ１充 电，隔离二极管 ＶＤ和 ＶＴ３导 通 ，此时 ＨＦＣ５２２１受到触发工作 ，从 而产生报警 。 ２．２ 磁 敏 传 感 器
杨 军 艺
（中北 大 学 ， 山 西 太 原 ０３００６１）
摘要 ：介 绍 了 一种 新 型 智 能 婴 儿 车 ， 它 是在 普通 婴 儿 车 的基 础 上 ， 加入 传 感 器 、 监 控 系统 和辐 射屏 蔽 等 设 计 使 婴 儿 车 人 性 化 和 智 能 化 。 主要 从 婴 儿 车 的 结 构 、 功 能 实现 、监 控 系统 原 理 、辐 射 的屏 蔽 这 ４个 方 面 阐 述 了 婴 儿 车 的 设 计 方 案 ， 并 在功 能实 现 中给 出 了 电路 图设 计 ，使 读 者 可 以更 清 楚 地 了解 智 能婴 儿 车 的原 理 。 关 键 词 ：传 感 器 ；智 能婴 儿 车 ； 电路 设 计 ； 报警 系统 中 图 分 类 号 ：ＴＳ９７６．９ 文献 标 识 码 ：Ｂ
由于产 品的功 能必 须 用 电 和各 种 电子 元器 件 ，虽 然产 生的辐 射很小 ，但 是 出于 对 婴儿 健康 着 想 以及 让 产 品更 加人性 化 ，必 须 对产 品产 生 的 电磁 辐 射 进行 过 滤 消除 ，达 到保护婴 儿 的 目的 。
采用 接地 的金属屏 蔽壳 体使得 干扰源发 出的 电力 线最 终被终 止 于屏蔽 体 ，从 而切 断 了干扰 源 和 被屏 蔽 元 件 的电力线 铰链 ，其本 质 是 由于外 加 电场 的作 用使 得屏 蔽体 内形成 一个 大 小相 同方 向相反 的 附 加 电场 ， 从 而抵 消干扰 电场 的作用 。因此在 各传感 器 的实效 主 体 上加入 一层很 薄 的金 属 网 ，它 位 于 婴儿 车 与 辐 射产 生 体之 间 ，并 与婴儿 车底 部相 连接地 ，从而 可 以消除 或 者减 少产 生 的电场辐 射 。 ５ 结束语
（４）ＺｎＯ－Ｃｒ。Ｏ。湿敏 元件 能连续 地 测量 湿度 ，而 且 无需 加热 除 污装 置 ，其 功 耗低 、成 本小 、体积 小 ，
收 稿 日期 ：２０１１－０５—１８；修 回 日期 ：２０１１—０６—２３ 作 者 简 介 ：杨 军 艺 （１９８８一），男 ，山西 临 汾 人 ，本 科 在读 ，专 业 为 机 械 电子 工 程 。
本文通 过文 字和 图形简 要地叙述 了新 型智能 婴儿 车 的主要 结构及 功能 特 点 ，智 能地 完 成对 婴 儿 的 实 时 监 视并做 出相应 的反应 ，既避 免 了婴 儿发 生危 险 ，也 大 大 减少 了家长 的负 担 。在 此基 础 上 ，增 加 了实 时 监控 和 电磁屏 蔽 的设 计 ，使 产 品更 加人性 化 ，进 一步地 使产 品起到全 方位保 护婴 儿 的作 用 。 参考文献 ： ［１］ 张洪润，张亚凡．传感技术与应用教程［Ｍ］．北京：清华大
小 。在实际 设计 和安装 中可 以通过增 加接触 高度 、基
准直 径 、包 角和摩 擦 系数 的方 法来 增 加 附 加摩 擦 力 ，
进一 步提高 带传 动的 承载能力 。
参 考 文 献 ：
［１］ 濮 良贵，纪名 刚．机 械设计 ［Ｍ］．北京 ：高等教 育 出版社 ，
２００１．
［２］ 江理平 ，唐 寿高 ，王俊 民．工程 弹性力学 ［Ｍ］．上海 ：同济
（１）相 对湿度 ：是指 被测气 体 中蒸 汽压和 该气体 在相 同温度 下饱 和水 蒸 汽压 的百分 比。
（２）负 特性湿敏 半 导瓷 的导 电机 理 ：当水 在半导 瓷表 面吸 附时 ，就 可从半 导瓷表 面俘 获电子 ，使半导 瓷表 面带负 电 。无 论 半 导 瓷是 Ｐ型还 是 Ｎ 型 ，水 分 子 的附着都 可使其表 面 电势下 降 ，使 半导瓷 的电阻率
婴儿车框架 结构 应该 遵从 稳定 、轻便 、耐用 的设 计 原则 ，因此婴儿 车框 架材 料 主体选 用不 锈钢 ，其他 稳 固部分选 用铝合金材料 。婴儿 车框架 示意图见图 １。
如图 １所示 ，婴 儿车第 一层 由顶部 防辐射 金属屏 蔽壳体 （可 自由升起 放下 ）以及监 控摄像 头组成 ；第 二 层 由垫褥 等 构 成 ， 旨在 让 婴 儿 有 更 舒 适 的生 活 环 境 ；第 三层 由黑 匣子 构 成 ，黑 匣子 里放 置 传 感 电路 、 报警 系统等装 置 。 ２ 婴儿车 的功能 实现
［口一了ｉ （１－ｅ－ｉ￣）］ 。
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能力是 有益 的 。 （９） ２ 结 论
利 用弹 性力 学 理 论 对 矩形 带传 动 进 行 了受 力 分
析 ，建 立 了其 附加 摩擦力 的计 算公式 ，通过 该式 可计
算 出带 轮 在 松 、紧 边 交 替 时 出现 的 附 加 摩 擦 力 的大
０ 引 言 现代社 会 的快 节奏 、快 速率 的生活方式 使许 多年
轻 父母照顾 婴儿成 为一 种负 担 ，为 了消 除或 者减 少这 种 负担 ，笔 者设想 了一 种新 型的婴儿 车 ，它可 以时时 监控 婴儿 的行为 ，对婴 儿 的危 险动作 和行为进 行及 时 的反应 、报警 ，并可 以初步诊断 出婴儿发生此种行 为的 原 因，为年轻家 长采取下 一步 的措施提供 重要 的依据 ， 使照顾婴儿轻而易举 。 １ 婴 儿车的框 架结构
第 ６期 （总 第 １６９期 ） ２０１１年 １２月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩＯＮ
文 章 编 号 ：１６７２—６４１３（２０１１）０６—０１８３—０２
Ｎ ｏ．６ ＤｅＣ．
新 型智 能婴 儿 车 的原 理及 设 计
为了让家长能够在婴儿发生问题时能有一个 直观的 了解 ，在产品上加入实时监控系统 以监控婴儿的行 为。
实 时监控 系统 的建 立很 简 单 ，首 先从 网络 上获 取 相关 的软件 （比如微 方 摄像 头 监 控软 件 ）并 将其 安 装 ， 然 后在 婴儿 车顶部 加装 一 枚普 通 的 电脑 摄 像 头 ，最 后 将摄像 头与 电脑相 连 ，就可 以实现 监控功 能 了。 ４ 辐 射的 消除与屏 蔽
（上接 第 １８４页） 输 出，ＩＣ１中电路震 荡工作 ，通 过 引脚 ６产 生交 变 电压 信 号 ，并 通过 Ｖ１放 大后 ，通 过 ＶＤ１触 发 晶 闸管 的 门 极 ，使 晶闸管导通 ，从 而 使报 警 电路 与 电源 响通 ，发 出 报 警 。其 中 ＳＢ为复位 开关 ，摁下 ＳＢ后 晶闸 管 阳极 无 电压 ，报警 电路 不工作 ，从而 使报警 消除 。 ３ 实时监控 系统
掌出版社，２００５．
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂａｂｙ Ｃａｒｒｉａｇｅｓ
ＹＡＮＧ Ｊｕｎ－ｙｉ
（ Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５ｌ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｎｅｗ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂａｂｙ ｃａｒｒ ｉａｇｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｎ ｉｍ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｃｏｍｍ ｏｎ ｂａｂｙ ｃａｒｒｉａｇｅｓ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒｓ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ， ｔＯ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｕｍａｎ ｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂａｂｙ ｃａｒｒｉａｇｅｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｂａｂｙ ｃａｒｒｉａｇｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ．Ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ，ＳＯ ｔｈａｔ ｒｅａｄｅｒｓ ｃａｎ ｍｏｒｅ ｃｌｅａｒｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｓｍ ａ ｒｔ ｓｔｒｏｌｌｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｎｓｏｒｓ；ｓｍａｒｔ ｓｔｒｏｌｌｅｒｓ；ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ； ａｌａｒｍ ｓｙｓｔｅｍ
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机 械 工 程 与 自 动 化
２０１１年 第 ６期
适 合于 婴儿车 的使 用 。 （５）报警 系统 ：图 ４为 婴儿尿 床报 警电路 图 。
相对湿度／％ １一 ＺｎＯ－Ｌｉ２Ｏ－Ｖ２Ｏ５系 ；２一 Ｓｉ－Ｎ２Ｏ－Ｖ２Ｏ５系 ｝
３－ ＴｉＯ２一ＭｇＯ－Ｃｒ２０３系
图 ２ 几 种 半 导 瓷 湿 敏 负 特 性
图 ３ ＺｎＯ－Ｃｒ Ｏ 湿 敏 传 感 器 结 构
１３ 来自百度文库Ｅ
图 ４ 报 警 电 路 图
如 图 ４所 示 ，湿 敏 电路 由湿 敏 传 感 器 、晶 体 管 ＶＴ１～ＶＴ３、延 时 电容 Ｃ 、电位器 Ｒ 等构成 ；报 警
图 ５ 磁 敏 电 路 图
（２）报警 系统 ：磁敏 电路 的变动 信号通 过放 大器 放大 后 ，激 发 晶 闸管 通 路 ，触 发 响铃 ，达 到 报 警 效 果 。婴儿车 抖动报 警 电路 如 图 ６所示 。
大 学 出版 社 。２００１．
图 ２ 附加 摩 擦 力 分 析
Ｓｔｕｄｙ ０ｆ Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｂｅｌｔ Ｄｒｉｖｅ
ＬＩＵ Ｚｈｏｎｇ
（Ｘｉｎｄａ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ （Ｓｕｚｈｏｕ） Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ ２１５１２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｍ ｏｄｅｌ ｏｆ ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｂｅｌｔ ｄｒｉｖｅ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｍ ｅｃｈａｎｉｃｓ，ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍ ｕｌａ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｂｅｌｔ ｄｒｉｖｅ；ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ； ｅｌａｓｔｉｃ ｍ ｅｃｈａｎｉｃｓ
下 降 。图 ２为负 特性半 导瓷 阻值 与湿 度的关 系 。
（ａ）正视 图
（ｂ）俯视 图
图 １ 婴 儿 车 框 架 示 意 图
（３） 在 实 际 应 用 中 ，我们 可 以选 用 ＺｎＯ—Ｃｒ。Ｏ。 湿 敏元 件 。其 结构是 将多孑Ｌ材 料 的电极烧 结在 多孔 陶 瓷圆 片的两表 面上 ，并焊上 铂 引线 ，然后 将敏感 元件 装 入 有 网 眼 过 滤 的 方 形 塑 料 盒 中 用 树 脂 固 定 。 ＺｎＯ—Ｃｒ。０。湿敏传 感器结 构如 图 ３所示 。
Ｒ 、Ｒ 以及 晶 闸管 构 成 ；报 警 电路 由音 乐集 成 电路
（下转第 １８６页 ）
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机 械 工 程 与 自 动 化
２０１１年 第 ６期
，（１一ｅ ）出一２ 鬻 · ２ Ｅ
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由式 （９）可发 现 ：当接 触 高度 ｈ和基 准 直 径 ｒ 增 大时 ，附加摩 擦力将 增加 。这对 于提 高带传 动 的承载
（１）磁敏 电阻 ：在磁场 内 ，磁敏 电阻 的阻值会 随 磁场变 化 ，磁 阻 与 磁 感 应 强度 Ｂ 的 平 方 成 正 比。虽 然磁敏 电阻 的灵 敏度 受温度 影 响很大 ，但考 虑到应 用 场所 为生活场 所 ，温度变化 很小 ，因此温度 补偿方 案 可暂不 考虑 。
磁 敏 电路 图如 图 ５所示 ，磁 场竖 直放置 ，其余 部 分水平 放置 ，当婴儿 剧 烈摇 晃 时 ，婴 儿 车 就会 抖 动 ， 从而使 磁场 和磁敏 电阻 Ｒ 、Ｒ。发 生位 移 ，随 着磁 场 的变化 ，两个 磁敏 电阻必 然会 一个磁 阻增 大 ，一 个磁 阻减小 ，从 而使加 在 Ｒ 上 的输 出 电压 发生 变化 。
扬 声 器
图 ６ 婴儿 车 抖 动 报 警 电 路 图
如 图 ６所示 ，磁感应 电路 由电源 ＧＢ、磁敏 电路 、 ＩＣ２、放 大晶体管 Ｖ２、电阻 以及扬 声器构 成 。电路
集 成 电路 ＩＣ１、放 大 晶体 管 Ｖｌ、二 极 管 ＶＤ１、电阻 工作时 ，当婴儿剧烈 晃动婴儿床 ，使得磁敏 电路震荡
件
电路 由语 音集成 电路 ＨＦＣ５２２１、振 荡 电路 Ｒ 、音 频 放 大管 ＶＴ４、扬声器 ＢＬ等 组成 。
其工作原理 如下 ：湿敏 电阻在干燥 的环境 下 电阻值 很 大 ，此 时 ＶＴ１截止 ，ＶＴ２导 通 ，使 得 ＶＤ、ＶＴ３截 止 ， 此 时 ＨＦＣ５２２１由于无高 电平触 发不工作 ，无信号输 出， ＶＴ４截止 ，ＢＬ不发 声 ；当婴儿 尿床 时 ，湿敏 电阻便处 在 潮湿环境下 ，电阻值急剧 变小 ，ＶＴ１导通 ，ＶＴ２截 止 ，电 源经 ＲＰ给 Ｃ１充 电，隔离二极管 ＶＤ和 ＶＴ３导 通 ，此时 ＨＦＣ５２２１受到触发工作 ，从 而产生报警 。 ２．２ 磁 敏 传 感 器
杨 军 艺
（中北 大 学 ， 山 西 太 原 ０３００６１）
摘要 ：介 绍 了 一种 新 型 智 能 婴 儿 车 ， 它 是在 普通 婴 儿 车 的基 础 上 ， 加入 传 感 器 、 监 控 系统 和辐 射屏 蔽 等 设 计 使 婴 儿 车 人 性 化 和 智 能 化 。 主要 从 婴 儿 车 的 结 构 、 功 能 实现 、监 控 系统 原 理 、辐 射 的屏 蔽 这 ４个 方 面 阐 述 了 婴 儿 车 的 设 计 方 案 ， 并 在功 能实 现 中给 出 了 电路 图设 计 ，使 读 者 可 以更 清 楚 地 了解 智 能婴 儿 车 的原 理 。 关 键 词 ：传 感 器 ；智 能婴 儿 车 ； 电路 设 计 ； 报警 系统 中 图 分 类 号 ：ＴＳ９７６．９ 文献 标 识 码 ：Ｂ
由于产 品的功 能必 须 用 电 和各 种 电子 元器 件 ，虽 然产 生的辐 射很小 ，但 是 出于 对 婴儿 健康 着 想 以及 让 产 品更 加人性 化 ，必 须 对产 品产 生 的 电磁 辐 射 进行 过 滤 消除 ，达 到保护婴 儿 的 目的 。
采用 接地 的金属屏 蔽壳 体使得 干扰源发 出的 电力 线最 终被终 止 于屏蔽 体 ，从 而切 断 了干扰 源 和 被屏 蔽 元 件 的电力线 铰链 ，其本 质 是 由于外 加 电场 的作 用使 得屏 蔽体 内形成 一个 大 小相 同方 向相反 的 附 加 电场 ， 从 而抵 消干扰 电场 的作用 。因此在 各传感 器 的实效 主 体 上加入 一层很 薄 的金 属 网 ，它 位 于 婴儿 车 与 辐 射产 生 体之 间 ，并 与婴儿 车底 部相 连接地 ，从而 可 以消除 或 者减 少产 生 的电场辐 射 。 ５ 结束语
（４）ＺｎＯ－Ｃｒ。Ｏ。湿敏 元件 能连续 地 测量 湿度 ，而 且 无需 加热 除 污装 置 ，其 功 耗低 、成 本小 、体积 小 ，
收 稿 日期 ：２０１１－０５—１８；修 回 日期 ：２０１１—０６—２３ 作 者 简 介 ：杨 军 艺 （１９８８一），男 ，山西 临 汾 人 ，本 科 在读 ，专 业 为 机 械 电子 工 程 。
本文通 过文 字和 图形简 要地叙述 了新 型智能 婴儿 车 的主要 结构及 功能 特 点 ，智 能地 完 成对 婴 儿 的 实 时 监 视并做 出相应 的反应 ，既避 免 了婴 儿发 生危 险 ，也 大 大 减少 了家长 的负 担 。在 此基 础 上 ，增 加 了实 时 监控 和 电磁屏 蔽 的设 计 ，使 产 品更 加人性 化 ，进 一步地 使产 品起到全 方位保 护婴 儿 的作 用 。 参考文献 ： ［１］ 张洪润，张亚凡．传感技术与应用教程［Ｍ］．北京：清华大
小 。在实际 设计 和安装 中可 以通过增 加接触 高度 、基
准直 径 、包 角和摩 擦 系数 的方 法来 增 加 附 加摩 擦 力 ，
进一 步提高 带传 动的 承载能力 。
参 考 文 献 ：
［１］ 濮 良贵，纪名 刚．机 械设计 ［Ｍ］．北京 ：高等教 育 出版社 ，
２００１．
［２］ 江理平 ，唐 寿高 ，王俊 民．工程 弹性力学 ［Ｍ］．上海 ：同济