一种新型可折叠式婴儿车的制作方法

本发明涉及婴儿车的技术领域，尤其是一种新型可折叠式婴儿车。

背景技术：

婴儿车是一种专为婴儿户外活动提供便利而设计的工具车，婴儿车会给孩子的智力发育带来一定的好处，增加孩子的头脑发育，有各种车型，折叠婴儿车就是众多车型中的一种。

现有的折叠婴儿车多为手动推行、脚踩刹车，在实际使用中存在很多安全隐患，主要有以下几种典型事故：

(1)在斜坡或者其它比较平整的路面，一旦忘记刹车，容易导致婴儿车自由滑行，翻车冲出马路，发生车祸，甚至导致婴儿受伤或者夭折；

(2)家长使用时和人聊天或者一时没有注意，婴儿车被其他人推跑，或者趁家长不注意抱走婴儿；

(3)老人使用现有的婴儿车时，需要人力推行，增加老年人的负担；

(4)任何人在使用时双手必须推车，无法解放双手，在很多日常使用情况下，如果婴儿哭闹，需要抱着婴儿的时候，只能单手抱婴儿单手推车；

(5)现有的婴儿车在台阶等高差比较大的地方很容易出现跌落或翻车等事故问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种无须人力推行、解放双手、使用方便、安全性高的新型可折叠式婴儿车。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型可折叠式婴儿车，具有车体，所述车体上设置有电机驱动系统、智能跟随系统、智能避障系统、 智能防跌落系统、婴儿安全防护系统、动力系统、中心微电脑控制系统、自动充电系统以及手持终端；所述电机驱动系统包括直流有刷电机模块、离合器模块和刹车模块；所述直流有刷电机模块包括直流有刷电机和直流电机驱动电路；所述离合器模块包括离合驱动电路和电磁离合器；所述刹车模块包括得电松锁常闭刹车；所述智能跟随系统包括陀螺仪姿态识别模块、跟随距离检测模块和数据接收模块；所述陀螺仪姿态识别模块包括九轴陀螺仪传感器；所述跟随距离检测模块包括ZIGBEE RSSI值获取和超声波接收器；所述数据接收模块包括ZIGBEE低功耗通讯板；所述智能避障系统包括超声波及红外线障碍物检测模块和障碍算法快速运算处理模块；所述超声波及红外线障碍物检测模块包括超声波传感器和红外距离传感器；所述障碍算法快速运算处理模块包括独立MCU芯片和MCU外围电路；所述智能防跌落系统包括防跌落算法快速运算处理模块和红外线防跌落模块；所述防跌落算法快速运算处理模块包括独立MCU芯片和MCU外围电路；所述红外线防跌落模块包括红外距离传感器；所述婴儿安全防护系统包括车体周边人体热释电红外感应模块、车篮婴儿检测模块、车篮红外栅栏异物入侵检测模块、GPS定位轨迹记录模块、车把指纹认证模块和车体报警模块；所述车体周边人体热释电红外感应模块包括微型人体热释电传感器；所述车篮婴儿检测模块包括微型人体热释电传感器；所述车篮红外栅栏异物入侵检测模块包括微型红外光栅传感器；所述GPS定位轨迹记录模块包括GPS卫星定位模块；所述车把指纹认证模块包括指纹传感器；所述车体报警模块包括高分贝风笛、声光报警器和警示灯；所述动力系统包括动力电池模块、电源管理模块和独立备用供电模块；所述动力电池模块包括三元聚合物动力锂电池；所述电源管理模块包括电源管理电路；所述独立备用供电模块包括三元聚合物动力锂电池和备用电源切换管理电路；所述中心微电脑控制系统包括中心微电脑控制模块和蓝牙通讯模块；所述中心微电脑控制模块包括英特尔微电脑处理器和处理器外围电路；所述蓝牙通讯模块包括蓝牙4.0BLE低功耗通讯模块；所述自动充电系统包括充电电路模块、自动充电引导模块和充电桩模块；所述充电电路模块包括AC-DC大功率充电电路；所述自动充电引导模块包括超声波发射器和红 外线发射器；所述充电桩模块包括接触式充电桩；所述手持终端包括可穿戴结构模块、引导信号模块、报警模块、供电模块和充电装置模块；所述可穿戴结构模块包括可穿戴式手持端；所述引导信号模块包括超声波发射器、ZIGBEE低功耗无线电通讯模块和九轴陀螺仪传感器；所述报警模块包括蜂鸣器和震动报警器；所述供电模块包括微型三元聚合物锂电池；所述充电装置模块包括车体手持端充电座。

进一步地，上述技术方案中所述电机驱动系统利用直流电机通过齿轮变速箱产生合适的动力、并通过电机驱动板实现两个后轮的转速及力矩控制；直行时两个后轮的转速一致，转弯时利用左后轮和右后轮的差速，推动前面的两个万向轮按照一定角度转向，实现转弯；电磁离合器设置在电机传动的齿轮变速箱后面，当得电时离合闭合，电机直接驱动车轮；当失电时离合松开，且刹车松开时，车轮可以自由转动，在离合后面设置电磁刹车，当刹车有电时，松开刹车，车轮可以转动；当刹车没电时，闭合刹车，车轮停止运动。

进一步地，上述技术方案中所述智能跟随系统通过ZIGBEE低功耗通讯板与手持终端通讯，接收手持终端九轴陀螺仪传感器的九轴陀螺仪的方向、速度和加速度数据，再通过跟随距离检测模块的超声波接收器、ZIGBEE低功耗通讯板的RSSI强度，发送给中心微电脑控制系统，运算出手持终端的运行轨迹、运行方向及距离并遵照设定规则进行跟随。

进一步地，上述技术方案中所述智能避障系统中的超声波传感器和红外距离传感器分别位于车体的前方和后方，通过超声波传感器和红外距离传感器探测到在行进方向前方的障碍，将数据传送到避障算法快速运算处理模块中的独立MCU芯片进行计算，得出结果驱动婴儿车避开障碍物。

进一步地，上述技术方案中所述智能防跌落系统中红外线防跌落模块的红外距离传感器设置在车体底下四周，以45度角探测车体与地面的距离，实时将距离数据发送到防跌落算法快速运算处理模块，防跌落算法快速运算处理模块运算得出前方地面的高差，当大于设定值时，发出执行指令让婴儿车停止或作出相应的规避措施。

进一步地，上述技术方案中所述婴儿安全防护系统中车体周边人体热释电红外感应模块的微型人体热释电传感器设置在车体四周，实时检测车体周围有无人员靠近；车篮婴儿检测模块模块的微型人体热释电传感器设置在车篮内部，实时监测车篮内有无婴儿；车篮红外栅栏异物入侵检测模块的微型红外光栅传感器设置在车篮内边沿，实时监测有无异物进入车篮；GPS定位轨迹记录模块由GPS传感器和外围电路构成，利用GPS传感器获取当前的位置信息，发送给中央微电脑控制模块，处理好数据后通过蓝牙推送到外部手机APP，并上传到云端服务器、且在APP上绘制出婴儿车的运行轨迹；车把指纹认证模块的指纹传感器用于用户在设置跟随、进入手动模式的安全认证、并利用生物识别技术防止他人擅自推走车辆；车体报警模块分为两级报警级别，一般报警使用声光报警器和警示灯，特别危险使用可发出刺耳警报声提醒的高分贝风笛。

进一步地，上述技术方案中所述动力系统中的动力电池模块由多块三元聚合物动力锂电池组成并负责提供整车电力；电源管理模块的电源管理电路负责充电管理、电源分配以及电池保护；独立备用供电模块中的小型三元聚合物动力锂电池和备用电源切换管理电路组成用于负责在主电源耗尽时给驻车刹车供电。

进一步地，上述技术方案中所述中心微电脑控制系统中的中心微电脑控制模块由英特尔微电脑处理器和处理器外围电路来负责整车的数据运算和转换，根据每个子系统的的数据得出适当的控制指令及处理方法；蓝牙通讯模块中的蓝牙4.0BLE低功耗通讯模块用于和手机连接与外部手机APP通讯。

进一步地，上述技术方案中所述自动充电系统中的充电电路模块的AC-DC大功率充电电路将市电转换成直流电并用来给婴儿车的动力电池模块充电；自动充电引导模块采用超声波发射器和红外传感器进行导航，让婴儿车在一定范围内找到充电桩并自行充电；充电桩模块的充电桩采用接触式连接方式，当婴儿车在充电桩前面时，接触到充电连接器即可开始充电。

进一步地，上述技术方案中所述手持终端中的可穿戴结构模块采用人体工程学设计；引导信号模块在自动跟随功能下利用超声波发射器不停发射特定频 率的超声波，同时利用ZIGBEE低功耗无线电通讯模块与车体保持在线，通过车体的自动跟随模块运算，得到手持终端与车体之间的距离；利用九轴陀螺仪传感器收集手持终端的运动角度速度和运动轨迹；通过ZIGBEE低功耗无线电通讯模块将这些数据发送给智能跟随模块以便跟随；报警模块利用震动报警器及蜂鸣器、配合外围电路通过ZIGBEE低功耗无线电通讯模块接收车体发送的相关信息、发出震动或声音的报警信号；供电模块的微型三元聚合物锂电池负责给整个手持终端供电；充电装置模块即在车体上有契合手持终端的底座专用充电位。

本发明的有益效果是：通过物联网的思路，采用传感器技术，低功耗无线通信技术，近距离定位技术及电机驱动技术，打造一款可以自动随行、自动停车刹车、轨迹记录、自动防跌落、带有婴儿安全防护、摇篮、自动避障、自动充电并带有一定娱乐功能的电动智能折叠式婴儿车，在不缺失现有婴儿车轻便、可折叠、使用简单舒适功能的基础上，无须人力推行，解放双手，使用方便，安全可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是手机端APP的操作示意。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

见图1和图2，本发明一种新型可折叠式婴儿车，具有车体，所述车体为铝合金材质且带避震功能，车体上设置有电机驱动系统、智能跟随系统、智能避障系统、智能防跌落系统、婴儿安全防护系统、动力系统、中心微电脑控制系统、自动充电系统以及手持终端。

电机驱动系统包括直流有刷电机模块、离合器模块和刹车模块；直流有刷 电机模块包括直流有刷电机和直流电机驱动电路；离合器模块包括离合驱动电路和电磁离合器；刹车模块包括得电松锁常闭刹车。

智能跟随系统包括陀螺仪姿态识别模块、跟随距离检测模块和数据接收模块；陀螺仪姿态识别模块包括九轴陀螺仪传感器；跟随距离检测模块包括ZIGBEE RSSI值获取和超声波接收器；数据接收模块包括ZIGBEE低功耗通讯板。

智能避障系统包括超声波及红外线障碍物检测模块和障碍算法快速运算处理模块；超声波及红外线障碍物检测模块包括超声波传感器和红外距离传感器；障碍算法快速运算处理模块包括独立MCU芯片和MCU外围电路。

智能防跌落系统包括防跌落算法快速运算处理模块和红外线防跌落模块；防跌落算法快速运算处理模块包括独立MCU芯片和MCU外围电路；红外线防跌落模块包括红外距离传感器。

婴儿安全防护系统包括车体周边人体热释电红外感应模块、车篮婴儿检测模块、车篮红外栅栏异物入侵检测模块、GPS定位轨迹记录模块、车把指纹认证模块和车体报警模块；车体周边人体热释电红外感应模块包括微型人体热释电传感器；车篮婴儿检测模块包括微型人体热释电传感器；车篮红外栅栏异物入侵检测模块包括微型红外光栅传感器；GPS定位轨迹记录模块包括GPS卫星定位模块；车把指纹认证模块包括指纹传感器；车体报警模块包括高分贝风笛、声光报警器和警示灯。

动力系统包括动力电池模块、电源管理模块和独立备用供电模块；动力电池模块包括三元聚合物动力锂电池；电源管理模块包括电源管理电路；独立备用供电模块包括三元聚合物动力锂电池和备用电源切换管理电路。

中心微电脑控制系统包括中心微电脑控制模块和蓝牙通讯模块；中心微电脑控制模块包括英特尔微电脑处理器和处理器外围电路；蓝牙通讯模块包括蓝牙4.0BLE低功耗通讯模块。

自动充电系统包括充电电路模块、自动充电引导模块和充电桩模块；充电电路模块包括AC-DC大功率充电电路；自动充电引导模块包括超声波发射器和红外线发射器；充电桩模块包括接触式充电桩。

手持终端包括可穿戴结构模块、引导信号模块、报警模块、供电模块和充电装置模块；可穿戴结构模块包括可穿戴式手持端；引导信号模块包括超声波发射器、ZIGBEE低功耗无线电通讯模块和九轴陀螺仪传感器；报警模块包括蜂鸣器和震动报警器；供电模块包括微型三元聚合物锂电池；充电装置模块包括车体手持端充电座。

电机驱动系统利用直流电机通过齿轮变速箱产生合适的动力、并通过电机驱动板实现两个后轮的转速及力矩控制；直行时两个后轮的转速一致，转弯时利用左后轮和右后轮的差速，推动前面的两个万向轮按照一定角度转向，实现转弯；电磁离合器设置在电机传动的齿轮变速箱后面，当得电时离合闭合，电机直接驱动车轮；当失电时离合松开，且刹车松开时，车轮可以自由转动，在离合后面设置电磁刹车，当刹车有电时，松开刹车，车轮可以转动；当刹车没电时，闭合刹车，车轮停止运动，该刹车装置有小型锂电池作为备用独立供电，当主体没电时一样生效。

智能跟随系统通过ZIGBEE低功耗通讯板与手持终端通讯，接收手持终端九轴陀螺仪传感器的九轴陀螺仪的方向、速度和加速度数据，再通过跟随距离检测模块的超声波接收器、ZIGBEE低功耗通讯板的RSSI强度，发送给中心微电脑控制系统，运算出手持终端的运行轨迹、运行方向及距离并遵照设定规则进行跟随。

智能避障系统中的超声波传感器和红外距离传感器分别位于车体的前方和后方，通过超声波传感器和红外距离传感器探测到在行进方向前方的障碍，将数据传送到避障算法快速运算处理模块中的独立MCU芯片进行计算，得出结果驱动婴儿车避开障碍物，达到避障的目的；在手动模式下该系统一样生效，可以有效防止婴儿车和前方或者后方物体撞击。

智能防跌落系统中红外线防跌落模块的红外距离传感器设置在车体底下四周，以45度角探测车体与地面的距离，实时将距离数据发送到防跌落算法快速运算处理模块，防跌落算法快速运算处理模块运算得出前方地面的高差，当大于设定值时，发出执行指令让婴儿车停止或作出相应的规避措施。在手动模式 下该系统一样生效，可以有效防止婴儿车遇到高差大的地面路面发送翻车危险。

婴儿安全防护系统中车体周边人体热释电红外感应模块的微型人体热释电传感器设置在车体四周，实时检测车体周围40cm有无人员靠近；车篮婴儿检测模块模块的微型人体热释电传感器设置在车篮内部，实时监测车篮内有无婴儿；车篮红外栅栏异物入侵检测模块的微型红外光栅传感器设置在车篮内边沿，实时监测有无异物进入车篮；GPS定位轨迹记录模块由GPS传感器和外围电路构成，利用GPS传感器获取当前的位置信息，发送给中央微电脑控制模块，处理好数据后通过蓝牙推送到外部手机APP，并上传到云端服务器、且在APP上绘制出婴儿车的运行轨迹；车把指纹认证模块的指纹传感器用于用户在设置跟随、进入手动模式的安全认证、并利用生物识别技术防止他人擅自推走车辆；车体报警模块分为两级报警级别，一般报警使用声光报警器和警示灯，特别危险使用可发出刺耳警报声提醒的高分贝风笛。

动力系统中的动力电池模块由多块三元聚合物动力锂电池组成并负责提供整车电力；电源管理模块的电源管理电路负责充电管理、电源分配以及电池保护；独立备用供电模块中的小型三元聚合物动力锂电池和备用电源切换管理电路组成用于负责在主电源耗尽时给驻车刹车供电。

中心微电脑控制系统中的中心微电脑控制模块由英特尔微电脑处理器和处理器外围电路来负责整车的数据运算和转换，根据每个子系统的的数据得出适当的控制指令及处理方法；蓝牙通讯模块中的蓝牙4.0BLE低功耗通讯模块用于和手机连接与外部手机APP通讯。

自动充电系统中的充电电路模块的AC-DC大功率充电电路将市电转换成直流电并用来给婴儿车的动力电池模块充电；自动充电引导模块采用超声波发射器和红外传感器进行导航，让婴儿车在一定范围内找到充电桩并自行充电；充电桩模块的充电桩采用接触式连接方式，当婴儿车在充电桩前面时，接触到充电连接器即可开始充电。

手持终端中的可穿戴结构模块采用人体工程学设计，体积很小，可以夹在领子，或者加上挂绳佩戴在身上，所有手持终端的模块都装配在里面。引导信 号模块在自动跟随功能下利用超声波发射器不停发射特定频率的超声波，同时利用ZIGBEE低功耗无线电通讯模块与车体保持在线，通过车体的自动跟随模块运算，得到手持终端与车体之间的距离；利用九轴陀螺仪传感器收集手持终端的运动角度速度和运动轨迹；通过ZIGBEE低功耗无线电通讯模块将这些数据发送给智能跟随模块以便跟随；报警模块利用震动报警器及蜂鸣器、配合外围电路通过ZIGBEE低功耗无线电通讯模块接收车体发送的相关信息、发出震动或声音的报警信号；供电模块的微型三元聚合物锂电池负责给整个手持终端供电；充电装置模块即在车体上有契合手持终端的底座专用充电位，随插随充保证手持终端的续航能力。

其中，手机APP，编写一个手机APP，安装在客户的智能手机系统，如安卓或者IOS上，车体的蓝牙模块，实现与车体的通讯，可以在APP上设置婴儿车的相关参数，显示报警信息，绘制轨迹记录等功能。

本发明一种新型可折叠式婴儿车主要有以下几种功能：

一、自动跟随功能：利用手持终端发出低功率无线信号与车体系统通讯及利用ZIGBEE无线信号的RSSI值，利用近场定位算法，测算出手持终端与车体的之间的距离；同时利用手持终端的超声波发生器发出特定频率的超声波，车体的超声波传感器进行接收，测算出可视情况下手持终端与车体的之间的距离。再通过ZIGBEE无线通讯技术将手持终端的速度，走动轨迹，位置发送到车体，车体的中央微电脑模块通过跟随算法计算出车体与手持端的相对运动轨迹，进行跟随。此功能有一定速度限制，仅限制以慢跑以下的速度，当超过一定速度值，系统会判定为对婴儿安全有害时停止跟随，原地锁止刹车，并在手持端和车体发出报警及向制定用户发送定位信息。

二、自动避障功能：利用超声波传感器，和红外线距离传感器测量障碍物的大小，与车体的距离，将获得的障碍物数据传送给中央微电脑控制模块，中央微电脑控制模块通过自动避障算法，得出避障方式，避障轨迹，小车自自动跟随的情况下，按照中央微电脑控制模块的给出的避障方式，避障轨迹运行，避障方式分为绕行，停止，当得出的避障方式为停止时，即无法绕行时，小车 原地停止，感知障碍物离开，或者人工干预，一旦停止，同时在手持终端进行震动和声音报警。在手动模式下该功能一样有效，当前方或后方的传感器感应到前方有障碍物时，会在障碍物前30cm距离时自动原地刹车并通过车体报警模块、和手持终端报警模块发出报警信息。

三、自动防跌落功能：在婴儿车自动跟随或者手动推行的过程中，利用装置在车体下方的红外线防跌落模块，红外线防跌落模块的红外线传感器装置在车体底下四周的，以45度角探测车体与地面的距离，实时将距离数据发送到防跌落算法快速运算处理模块，防跌落算法快速运算处理模块运算得出前方地面的高差，大于设定值时，发出执行指令，让婴儿车后退一定距离(距离由智能避障系统数据及红外线防跌落模块数据通过防跌落算法快速运算处理模块运算得出)，然后原地锁止刹车，并通过车体报警模块，和手持终端报警模块发出报警信息。提醒用户进行人工干预。

四、婴儿安全防护功能：该功能主要通过婴儿安全防护系统实现。车体周边人体热释电红外感应模块的人体热释电传感器装置在婴儿车车体四周，实时检测车体周围40cm有无人员靠近。车篮婴儿检测模块模块的微型人体热释电传感器装置在车篮内部，实时监测车篮内有无婴儿。车篮红外栅栏异物入侵检测模块的微型红外光栅传感器装置在车篮内边沿，实时监测有无异物进入车篮。GPS轨迹记录模块配合手机APP绘制出婴儿车的运行轨迹。车指纹认证模块的指纹传感器用于用户在设置跟随，进入手动模式的安全认证，利用生物识别技术防止他人擅自推走车辆。车体报警模块，由高分贝风笛，声光报警器，警示灯组成，分为两级报警级别，一般报警使用声光报警器，警示灯。特别危险使用高分贝风笛，发出刺耳的警报声提醒。

五、自动驻车刹车功能：本方案婴儿车带有失电闭锁刹车，在手动模式下，当用户手离开推把时，刹车生效，原地刹车，自动驻车刹车无需人工干预，如果要继续推行则只需将手放到推把上通过安全认证后即可推行。在动力系统电源耗尽时改刹车功能一样有效，独立备用供电模块将继续为此功能提供电力支持，独立备用供电模块可以为该功能提供3小时续航。当系统故障，或者人为 破坏导致所有电子设备失效的情况下，该刹车一样有效，会原地锁止刹车，不会像现有婴儿车一样自由滑行。

六、轨迹记录功能：主要利用婴儿安全防护系统的GPS定位轨迹记录模块实现，利用GPS传感器获取当前的位置信息，结合婴儿安全防护系统及智能跟随系统的其他事件信息，实时发送给中央微电脑模块，处理好数据后通过蓝牙推送到手机APP，并上传到云端服务器，在APP上绘制出婴儿车的运行轨迹及运行过程中的事件信息，例如：当前位置下，车内有无婴儿，当前的行进方向，加速度，速度等信息。以供用户在时候进行追溯。

七、手动模式功能：手动模式功能及还原现有折叠婴儿车的原始功能，在婴儿车静止或者自动跟随模式运行的情况下，婴儿车进入手动推行的模式。在自动随行的过程中，利用婴儿安全防护系统和智能避障系统的数据，感知有人体靠近车体周围40cm时，自动跟随功能停止，保持车体刹车，通过车体报警模块，和手持终端报警模块发出报警信息，此时人手搭上手推把手时，提示解锁，进行指纹识别，安全认证通过后，离合打开，转向和驱动装置进入自由状态，还原普通手推车功能，人力推进，但是婴儿防护系统不会关闭，避障功能及防跌落功能打开，自动自动驻车刹车功能功能打开，人手离开推把时原地刹车。

八、摇篮功能：该功能主要通过智能避障系统，自动跟随系统的陀螺仪姿态识别模块实现，当手持端或车体设定为摇篮模式后，进入摇篮功能，摇篮功能分为自动摇篮和手动摇篮两种功能；自动摇篮功能：利用智能避障系统，自动跟随系统的陀螺仪姿态识别模块的数据，推送到中心微电脑控制系统，中心微电脑控制系统按照特定算法发出控制指令，让婴儿车以前后舒适速度前进后退。手动摇篮功能：跟随前方或后方运动标的物的速度和方向前后移动，限制移动距离2M，限制一定速度。该功能下，智能避障系统及智能防跌落系统同时有效。

九、自动充电功能：该功能主要通过自动充电系统实现，自动充电系统的自动充电引导模块，采用超声波发射器和红外传感器进行导航，让婴儿车在一定范围内找到充电桩，自行充电。充电桩模块是一个特别设计的充电桩采用接 触式连接方式，当婴儿车在充电桩前面，接触到充电连接器，即可开始充电。自动充电系统的充电电路模块与充电桩是可拆卸连接，当用户需要外出旅行时可以将充电电路模块轻松拆下，与婴儿车一起携带，不在家时，可以利用充电电路模块的插头插进车体的电源插座进行手动充电。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。