儿童手推车的艺术状态: 儿童手推车中的设计概述和人体工程学的创新外文翻译资料

 2022-08-14 02:08

State of the art baby strollers: Design review and the innovations of an ergonomic baby stroller

Abstract: The current work is an attempt to design and fabricate an ergonomic baby stroller with the latest state of the art features. A review on the design of baby strollers in the previous years was done ranging from the year 1980 to 2014. Based on the review it was found out that the idea of a foldable frame emerged since the early 1980s where people started to prioritize space saving. The use of electronics devices in strollers has not been properly implemented due to the bulkiness of the battery and the clutter mess of wires. Infantrsquo;s safety and comfort has always been the number one priority by designing a seat that is contoured to a babyrsquo;s spine, ultimately making babyrsquo;s growth much safer. In lieu of the current work, a harmonious prototype design was fabricated using Rapid Prototyping system. The idea was to fuse the usage of electronics with the stroller by inventing modular “plug and play” attachment devices that provide customizability to baby strollers which include headlights and cooling fan attachments. Besides that, the latest state of the art designs of the ergonomic baby stroller such as a ventilated back rest, on-board rocking baby chair, bidirectional push handle with ergonomic grip support, frame with integrated hooks for storing different types of “plug and play” attachments and hooks for attaching the foldable stroller to a typical standard shopping cart were implemented.

Subjects: Bioscience; Ergonomics amp; Human Factors; Musculosketletal Disorders - Ergonomics;

Technology; Design

Keywords: baby stroller; ergonomics; material selection; multi-functional; future developments

1. Introduction

There is significant design knowledge of baby strollers since 1980 to 2014, in which, is reviewed to identify flaws and advantages of each design. There are many methods used to transport babies around and it varies among different cultures and countries. The idea of infant transportation emerges as multitasking and convenience becomes a necessity in parentrsquo;s everyday lives. Having an infant transportation made it easier for parents as babies are no longer needed to be carried by the parents or sit on top of their parentsrsquo; back. Babies that are lacking the ability to support their head still and upright are usually carried with slings. Cradleboards are popular among Native Americans to keep babies secure and comfortable (Garrett, McElroy, amp; Staines, 2002).

2. History

The early stroller was developed by William Kent in 1733. William Kent designed the stroller to be clam shaped and it was richly decorated and meant to be driven by a small animal such as a goat. Benjamin Potter Crandall saw the potential of this and was the first person in America to sell baby strollers commercially in 1830s. His son, Jesse Armour Crandall further improves the design by adding brake to carriages, designing a frame that is foldable, and a frame that receives devices such as an umbrella (Amato, 2004).

Baby strollers that were built in the old days were usually made of wood and wicker with brass joint as seen in Figure 1. Those strollers are sometimes heavily decorated with carvings making it as a canvas for the work of art. Baby strollers then are usually named after a royal family such as Balmoral. In 1889, William Richardson design the first reversible baby stroller where the pusher can choose to face the baby or to face away from the baby. In order for this to be possible, the seat of the stroller is reversible. Richardson designed each wheel to move separately so the stroller can be easily be maneuvered. In 1920, prams are very popular with the advantage of larger wheels and the implementations of braking system into prams. The prams are deeper so the baby will have difficulty to climb out. The frame is also sturdier, lighter, and safer thanks to the improvement of designs over the years (Amato, 2004; Wall-Scheffler, Geiger, amp; Steudel-Numbers, 2007). In 1965, Owen Maclaren designed a light stroller where light material such aluminium is used as the frame. His design was then mass produced and more light strollers are available for people worldwide (Wall-Scheffler et al., 2007). In 1970, a more basic baby strollers was preferred that has a detachable seat (Amato, 2004; Wall-Scheffler et al., 2007).

3.30. Year 2010

In Figure 32(a), Richard E. Cone II designed a foldable baby stroller that can be folded into a compact size. The members of the front wheels and the rear wheels are connected together and pivot about the mid frame. The rear wheels swivel towards the front wheels and the structure can be collapsed down. The handle also collapses and the stroller is in folded position (Cone, 2010).

In Figure 32(b), Hung-Chung Hou designed a baby stroller frame with a simple oval shaped frame. The frame is held upwards with a scissor mechanism that links the lower frame with the oval frame. The lower frame connects the front wheels to the rear wheels. Disengaging the scissor mechanism will allow the stroller to collapse down. The structure of the stroller is simplified and the cost for manufacture will be less (Hou, 2010).

In Figure 32(c), Michael L. Longenecker and Bruce L. Williams designed a foldable baby stroller where the seat is detachable from the stroller frame. The angle of the seat is also adjustable whether it is in folded or opened position. The stroller can be folded with one hand. The handle of the stroller can be extended upwards (Longenecker amp; Williams, 2010).

3.31. Year 2011

In Figure 33(a), Shun-Min Chen and Zhi-Ren Zhong designed a collapsible baby stroller where the frames are stacked in parallel manner. The seat is fixed and has a small table fo

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儿童手推车的艺术状态: 儿童手推车中的设计概述和人体工程学的创新

摘要:当前的工作是设计和制造一种符合人体工程学的婴儿车,并且要具有最新的艺术特点。从1980年到2014年,笔者对前几年婴儿车的设计进行了回顾。在以前概况的基础上发现,可折叠框架的想法出现在20世纪80年代早期,那时人们开始优先考虑节省空间。因为笨重的电池和杂乱的电线,电子设备在婴儿车的使用还没有得到适当的实施。婴儿的安全和舒适一直是婴儿车设计优先考虑的因素,设计的座椅是根据婴儿的脊柱轮廓设计的,这样能使婴儿的成长更安全。为了代替目前的工作,一个和谐的原型设计被制造使用快速原型系统。这个想法是通过发明模块化的“即插即用”附件装置来融合电子产品和婴儿车的使用,该附加装置为婴儿车提供了可定制性,包括车头灯和冷却风扇附件。除此之外,最新最先进的设计符合人体工程学的婴儿推车,如通风的供休息的椅背,车载的可摇晃婴儿椅子,可双向推的具有动人体工程学支撑的手柄,有综合钩子的骨架可以存储不同类型的“即插即用”的附件和可以实现将可折叠婴儿车附加到典型标准购物车的挂钩。

主题:生物科学;人机工程学与人的因素;肌肉-人体工程学; 技术;设计

关键词:婴儿推车;人体工程学;材料选择;多功能;未来的发展

1.介绍

从1980年到2014年,有大量的婴儿车的设计知识,仔细看过这些资料之后,确定了每一个设计的缺陷和优势。运送婴儿的方法有很多,不同的文化和国家有不同的方法。随着多任务处理和便利成为父母日常生活的必需品,婴儿交通的概念应运而生。有了婴儿交通工具后,父母更方便了,因为婴儿不再需要由父母抱着或坐在父母的背上。缺乏支撑头部的能力的婴儿通常用吊索吊起。摇篮板在美国原住民中很流行,以保证婴儿的安全和舒适(Garrett, McElroy,amp; Staines, 2002)。

2.历史

早期的婴儿车是由威廉·肯特在1733年发明的。威廉·肯特(William Kent)将婴儿车设计成蛤状,并进行了丰富的装饰,目的是让山羊等小动物来驾驶。本杰明·波特·克兰德尔(Benjamin Potter Crandall)看到了这种车的潜力,并在19世纪30年代成为美国第一个将婴儿车商业化销售的人。他的儿子杰西·阿默尔·克兰德尔(Jesse Armour Crandall)进一步改进了设计,在马车上增加了刹车,设计了一个可折叠的框架,以及一个可以收纳雨伞等装置的框架(阿马托,2004年)。

在过去,婴儿车通常是由木材和柳条制成,并与黄铜连接,如图1所示。这些婴儿车有时会被大量的雕刻装饰,作为艺术作品的画布。婴儿车通常以王室的名字命名,如巴尔莫勒尔(Balmoral)。1889年,威廉·理查森(William Richardson)设计了第一辆可逆婴儿车,推婴儿车的人可以选择面对婴儿,也可以选择背对婴儿。为了使这成为可能,婴儿车的座位是可逆的。理查森设计的每个车轮单独移动,使婴儿车可以很容易地操纵。1920年,婴儿车凭借车轮较大的优势和制动系统在婴儿车中的应用而大受欢迎。婴儿车较深,婴儿很难爬出来。由于多年来设计的改进,框架也更坚固、更轻、更安全(阿马托,2004;Wall-Scheffler, Geiger, amp; Steudel-Numbers, 2007)。1965年,Owen Maclaren设计了一款轻型婴儿车,车架采用了轻质材料,如铝。他的设计是大规模生产和更多的轻型婴儿车可供世界各地的人(Wall-Scheffler et al., 2007)。在1970年,更基本的婴儿车是首选,有一个可拆卸的座位(阿马托,2004;Wall-Scheffler等人,2007)。

3.30 2010年

在图32(a)中,Richard E. Cone II设计了一个可折叠的婴儿车,可以折叠成一个紧凑的尺寸。前轮和后轮的部件连接在一起,围绕中间框架旋转。后轮转向前轮,结构可能会倒塌。把手也崩溃和婴儿车在折叠位置(锥,2010年)。

在图32(b)中,Hou Hung-Chung设计了一个简单的椭圆形框架的婴儿车框架。框架由一个连接下框架和椭圆框架的剪刀机构向上支撑。下部框架连接前轮和后轮。剥离剪刀机构将使婴儿车崩溃下来。婴儿车结构简化,制造成本降低(Hou, 2010)。

图32 2010年儿童手推车设计

在图32(c)中,Michael L. Longenecker和Bruce L. Williams设计了一个可折叠的婴儿车,从婴儿车的框架中可以拆卸阀座。座椅的角度也可以调整,不管它是折叠的还是打开的位置。婴儿车一只手可以折叠。婴儿车的手柄可以向上扩展(Longenecker amp; Williams,2010)。

3.31 2011年

在图33(a)中,Chen shu - min和Zhong Zhi-Ren设计了一种可折叠的婴儿车,框架以平行方式堆叠。座位是固定的,有一个小桌子为婴儿位于前面的座位。小桌子上放着小东西,如玩具和盘子。婴儿车折叠与后轮折叠对前轮和处理也折叠对前轮。手柄的设计目的是接收一个杯架(Chen amp; Zhong, 2011)。

图33 2011年的儿童手推车设计

在图33(b)中,Richard E. Cone II设计了一款带有固定座椅和脚踏板的轻型可折叠婴儿车。婴儿车从一侧折叠到另一侧,两个把手相接。前轮可以原地旋转,后轮有固定的旋转。婴儿车可以进一步折叠与后轮支持朝前轮摆动(锥,2011年)。

在图33(c)中,叶传明设计了婴儿车的刹车机构。把手是双向的,在这里,推的人可以选择面对婴儿或面向前方。制动机构的执行机构在手柄上,它沿着手柄滑动,并拉动一系列的电线。然后电线就会启动刹车装置。制动机制的工作,无论推动器面对(叶,2011)。

3.32 2012年

在图34(a)中,Ward Fritz、Andrew W. Marsden、Walter S. Bezaniuk和Joe Langley设计了一款婴儿车,包括一个安装底座和一个安装底座上的婴儿座椅。婴儿车的底座包括轮子和可折叠的框架,用于携带婴儿座椅(Fritz, Marsden, Bezaniuk, amp; Langley, 2012)。

图34 2012年的儿童手推车设计

在图34(b)中,Michael L. Longenecker和Jeff G. Greger设计了一个可移动座椅的三维折叠婴儿车。座椅在第一个位置(座椅固定在婴儿车上)和第二个位置(便于折叠)之间移动。婴儿车还有一个可调节的靠背,可以单手操作(Longenecker amp; Greger, 2012)。

在图34(c)中,Derek Saville、Daniel Newhard、Nico Michler、Christian Busse和Bianca Fleischer设计了一款婴儿车,其把手和座椅的高度可以调节。高度调整可以通过解锁车架侧面的锁扣来实现。车架的底部支撑着四组车轮,前轮可以转动(Saville, Newhard, Michler, Busse, amp; Fleischer, 2012)。

3.33 2013年

在图35(a)中,李道昌设计了一款可以和汽车座椅一起使用的婴儿车。婴儿车座椅可以设置成直立的,可以放置在汽车座椅面向前方的汽车椅子上。婴儿车座椅也可以设置在拉长和平坦的地方,可以放在汽车座椅上,面向侧面。所述婴儿车座椅包括延伸至所述婴儿车座椅之外并高于所述婴儿车座椅的支撑架(Li, 2013)。

在图35(b)中,Chen Shun-Min和Xiao- hong Xiao设计了一辆婴儿车,可以和汽车座椅一起使用。脚踏板是可移动的,它位于两侧两个结构之间。锁紧装置位于侧杆部分之间。该婴儿车包括一个角度限制机构和一个执行机构,以激活角度限制机构,以便脚踏板可以竖立(陈晓,2013)。

在图35(c)中,陈顺民和李建群设计了一种可折叠的婴儿车,它可以折叠成一个紧凑的尺寸。因此,后框架侧枢轴向后腿。框架包括位于后框架侧杆部分底部末端的两个关节,包括两个锁存机构。锁存机构能够将框架锁定在展开或折叠的位置(Chen amp; Li, 2013)。

3.34 2014年

在图36 (a)中,哈特菲尔德蕾切尔·戴维斯和妮可Tena照明系统设计婴儿推车,使用户能够直接集成和模块化的照明元素与环保实践生产有用的产品,其功能满足安全水平和符合法定计划其他轮式车辆,保证行人和其他车辆用户的可见性。车灯放在婴儿车的前部和两侧(Hatfield amp; Tena, 2014)。

图35 2013年的儿童手推车设计

图36 2014年的儿童手推车设计

在图36(b)中,Derek Conrad和Jung Tsai Chena设计了一个婴儿车,也是一个汽车座椅。该婴儿车具有框架结构,包括座椅安装和推柄。座椅安装框架有四个边,形成一个矩形。座椅是附加到框架与一系列的皮带,围绕安装框架。支撑带很容易纵向调节(Conrad amp; Chen, 2014)。

在图36(c)中,Johan Adolfsson和David Thalen设计了一个带有额外支架的婴儿车来支撑婴儿车,并允许婴儿车保持静止。机架可与机架底部的执行机构接合或分离。支架向下伸出,将婴儿车稍微抬高一点(Adolfsson amp; Thalen, 2014)。

4. 对于之前年份的设计总结

从1980年至2014年的文献调查分析,可以得出几点重要的结论

重点介绍了婴儿车的设计与开发。它们如下:

  • 人体工程学设计自1980年开始实施。
  • 早期的设计更多地关注于移动和运输的能力。
  • 机动性提高与旋转车轮。
  • 早期的可折叠性使用了太多的可移动部件,被认为是不可靠的,而且经常出现故障。
  • 座椅可拆卸,可作为汽车座椅使用。
  • 使婴儿感到舒适的特征,如阴影或天篷是常见的和必要的。
  • 座椅对婴儿来说不符合人体工程学。
  • 机动推车有利于推车机,但牺牲了折叠性和储存期间的便利。
  • 婴儿车里的电子设备没有正确安装,因为电池是附着在车架上的。
  • 婴儿车的电子功能缺乏多样性。

5. 前几年设计的主要发现

在1988年,J. Camille Tucker和Klaus D. Weiswurm设计了一种可以转换成汽车座椅的婴儿车,而不需要座椅分离(Tucker amp; Weiswurm, 1988)。这个项目的灵感来自于使用现成的设备,比如汽车安全带。

在2000年,Joan Rura设计了一种安装在树冠顶部的冷却机构的婴儿车(Rura, 2000)。这个设计的灵感是通过增加风扇等设备来提高宝宝的舒适感。

在2002年,Simon Suh设计了一种装置支架,固定在婴儿车的车架上(Suh, 2002)。这个设计的灵感是为婴儿车配备各种设备。

2004年,Wayne H. Hanson、Wade M. Wolf和William B. Phelps设计了适合残疾儿童使用的婴幼车和婴幼车底座(Hanson, 2004)。从这个设计的灵感是婴儿车的能力,以适应各种类型的身体。

2014年,Rachelle Davis Hatfield和Nicole Tena为婴儿车设计了照明系统(Hatfield amp; Tena, 2014)。这个设计的灵感来自于婴儿车在黑暗区域使用的能力。

6. 提出了最先进的多用途人体工程学婴儿车

正如前一节所看到的,现有的婴儿车设计还远远不够完美。一辆婴儿车的功能不能满足每个人的需要。然而,有一些潜在的方法来改进现有的婴儿车的设计。假设婴儿是2到3岁。

6.1 座位

座位是这个设计项目中最重要的部分。它是婴儿舒适的关键,也是婴儿推车的人体工程学因素。座椅是雕刻的,所以它遵循的形状,婴儿的脊椎,并提供腰椎的支持,如图37所示。5点约束系统选用快速释放扣。图38显示,这个座位是穿孔的,所以婴儿的背部可以“呼吸”,让空气自由进出。这有助于冷却婴儿与座椅接触的皮肤。

阀座两侧的凹槽用作放置附件的槽,如图39所示。在图39中显示了一个虚拟附件,用于可视化附件的放置。有许多不同类型的附件。最基本的是风扇和车头灯附件。如图40所示,风扇附件由两个电池供电的风扇组成,以帮助在炎热的天气里给婴儿降温。风扇有很好的保护,而且开口是烤的,所以如果婴儿决定在风扇旋转时伸出手,它不会伤害到婴儿。图41所示的树冠可以保护婴儿免受强烈的阳光照射,而且它是可拆卸的。它可以向前扩展以使用它。它也可以缩回和分离的华盖是没有必要的。图42显示了用于夜间行走的前灯附件。它是电池操作和明

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