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基于Arduino的便携式智能温控冲奶器创新设计

发布时间:2018-12-16 16:07:00 文章来源:天津市佳春中学    

李翔宇 杨亚男 任珍珍

摘 要:随着二胎政策放开,婴幼儿冲奶器的市场竞争将变得更加激烈,市场对婴幼儿冲奶器的要求也会更高。结合现今公共场合人流密度大、公共空间及设施有限等现象,设计出一款针对外出环境便携式的婴幼儿冲奶器。

关键词:创新型婴幼儿冲奶器;便携式;温控;智能

中图分类号:TP311.5 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)21-0040-02

Abstract: With the liberalization of the two-child policy, the market competition of infant milk dispensers will become more intense, and the market requirements for infant milk dispensers will be higher. In view of the phenomenon of large crowd density, limited public space and facilities in public places, this paper designed a portable milking device for infants and young children who were out of town.

Keywords: innovative infant milk dispenser; portable; temperature control; intelligence

引言

第一,課题解析。本课题基于“大学生创新创业项目”要求,结合当时社会大背景及政策变化,基于广泛且深入的背景调研和竞品分析,进行此次以用户为中心的便携式婴幼儿冲奶器设计。考虑到现今公共区域有限,设施水平虽然在逐步提高,但仍然存在不完善之处,户外进行冲奶作业不够便捷,便将设计重心放在便携式温控的功能架构上。第二,研究背景。2016年1月1日,二胎政策开始实行。据最新全国人口普查统计数据显示,80、90后父母逐渐成为父母中的主要成员,带来中国婴幼儿市场的进一步火爆,对婴幼儿用品市场带来的改变和影响日益增大。研究表明,80、90后人群对高效、高品质生活的追求相较于其他年龄阶层有较明显的区别。他们更加在意生活的科学和安全,对于孩子的喂养问题,追求更加营养均衡和高质量的喂养方式。据估算在三年的奶粉喂养中,要冲奶约5000次,耗时共计25000分钟。对于年轻父母来说,这无疑是一项繁重的任务。综上,当前婴幼儿冲奶器在已经满足插电情况下冲奶、温奶等功能的基础上,对于满足80、90后群体追求快捷高效生活方式,仍有一定距离。便携式、智能温控等功能架构的进一步改进有极大的市场需求和较好的市场前景。第三,研究现状。虽然目前市场上存在冲奶机类产品,但均为家用式,无法外出携带。而日常生活中,带孩子出门的情况又不可避免。调研显示,当有外出需求时,除了计算出门时间,准备足够量的奶粉,一般还要准备一瓶热水和一瓶冷水以调配适当的水温,准备工作不仅耗时巨大而且物品携带过多造成一定的负担。第四,研究方法和思路。本项目旨在基于Arduino设计出一款便携式智能温控婴幼儿冲奶器,将现有的技术与当前社会中婴幼儿奶粉喂养情况相结合,一方面使奶粉的营养价值最大化,为宝宝的健康成长提供保证,另一方面也进一步简易父母冲奶过程中的繁琐步骤,为居家生活及外出提供更大的便利性。具体研究目标分为以下几点:(1)通过对Arduino技术的研究学习,深入了解其应用范围及是否能更大程度的将其融入到人们的生活当中,优化人们的生活状况,提高生活质量。(2)通过研究去了解是否能将新型环保型材料应用到婴幼儿产品当中,扩宽其应用范围并提高应用价值,且也能使婴幼儿产品得到更大的健康保证。(3)通过用户研究深入了解人们对冲奶器有哪些功能需求及通过研究当前市场上的现有冲奶器,进一步了解其存在的优缺点,结合Arduino技术将冲奶器功能全面化和最优化。(4)通过研究设计在冲奶器体积外形及内部结构上进行优化,提高易携带性和易拆洗性。

1 婴幼儿冲奶器创新设计研究

1.1 课题

以婴幼儿冲奶器为主要设计对象,充分考虑用户研究学知识,从用户的角度出发,以便携式智能为空为创新点,设计出一款适用于外出情景实用的婴幼儿冲奶器。

1.2 市场竞品调研分析

市场调研主要从两个方向着手:功能需求。发现市场的当前需求和潜在需求,通过搜集资料发现目前市场上现有婴幼儿冲奶器分为两种:(1)主打快捷冲奶;主要功能为加热,保温,储存奶粉。一般为插电式,体积中等,使用环保PP等材料,配色一般主体选用白色,与蓝色、粉色等颜色进行搭配。外形多为圆润或圆角方体。工作原理类似咖啡机,主打快捷、随时冲奶。(2)消毒、保温、加热一体多功能冲奶器;主要功能为蒸汽消毒奶瓶,加热奶液和恒温冲奶。一般为插电式,体积较大,使用环保PP等材料,配色较为多样,外形多为圆体,工作原理类似蒸汽锅,主打多功能于一体的家用型电器。竞品分析。目前,婴幼儿冲奶器有很多优秀的品牌,国内有海尔等,由于产品体量感较小,外国品牌竞争力相较于国产品牌并没有明显优势。因此,接下来需要搜集相关资料,了解各品牌的特点,包括历史、发展趋势、竞品研究等方面的信息,再进一步进行竞品分析。将国内外产品与其他品牌进行SWOT分析,得出如下结论:S:概念新颖;符合环境现状;能为宝宝提供更好的呵护;减少婴幼儿呼吸道问题。W:经验不足;便携性与功能难以平衡。O:80、90后父母热衷带孩子外出或体验现代化生活,而外出条件有限;家长加大对婴幼儿产品的投入。T:目前市场上现有具有便携性冲奶器较少,竞争力较小。

1.3 用户调研及数据分析

婴幼儿冲奶器作为母婴产品,其用户分为两大类,一是显性用户,为婴幼儿,二购买及使用者,为成人。在设计产品时要全方位的考虑这两种用户的使用需求及特性,使用户研究更加全面深入,为后期设计做好保障。具体如下:婴幼儿:研究其对于奶粉的健康营养需求及其所能接受的最佳温度。研究其单次奶粉需求量和时间段内需求次数。成人:研究其在选用冲奶器时会考虑的各方面需求因素所占比例。调研其在具体使用过程中所遇到的各方面问题(如功能与人机尺度问题)。调研其在出行时一般所需携带的婴幼儿奶粉量及可能会遇到的各方面问题。对用户群体进行划分之后,我们的核心目标用户确定为新中产阶级新生代父母,年龄分布在20-40,潜在用户为新中产阶级家庭的中老年。该类用户一般居住环境在中小高层居民区,每月会有1-3次与家人一同出游的计划,出游地点一般为商圈、公园、文化创意区如书店等地。除了某些高档商圈内有专门的母婴室之外,大多数商圈内只有公共卫生间属于相对较私密的环境,但由于人流密度大、卫生环境等问题,冲奶在此地显然不够合适和方便。相比之下,公园相对活动区域较为宽敞,进行冲奶操作的时间与空间可操作性较大,但是相对来说卫生条件无法保障,且几乎无辅助设施用于放置杯子等物品。以用户为研究对象,根据调研需求,对一位1岁男宝宝的母亲进行了一天的跟踪调研,总结出一张全家一起公园出行的用户行为地图:早上——起床、洗漱,给宝宝穿衣服,准备好两个水壶,一个为空水壶,预备冲奶用,另一个装满热水。携带足够的奶粉,以及奶瓶、搅拌勺、口水巾等工具。将给宝宝冲奶所需的所有工具收集到一个登山包里,放置到车后座上。除此之外,还携带了其余两位成年人所需要的水杯、面包和水果等食物、毛巾、遮阳伞等等物品。放置到后备箱中。上午——开车到达目的地,将宝宝冲奶使用的物品从车后座取出,将宝宝背在胸前,开始游玩。一小时后——宝宝开始哭闹,父母找到一处空地,二人席地而坐,将物品放下,打开背包拿出冲奶工具,将水倒入奶瓶,拿出携带的奶粉,用搅拌勺定量将奶粉舀入奶瓶,盖上奶瓶盖子后,撕下少许保鲜膜蒙在奶嘴处,按住奶嘴将奶瓶上下摇晃,将牛奶摇匀。滴少许牛奶在手背上,确认温度合适后,给小宝宝喂奶。之后,将使用过的勺子、奶瓶等,用携带的矿泉水简单冲洗,用手帕擦干。整理完所有物品后继续游玩。整个过程从开始到结束耗时约30分钟。中午——父母二人在一处空地坐下吃午餐并稍作休息,重复上述冲奶过程,整个午餐时间耗时约1小时。下午——继续游玩约两小时,期间重复冲奶过程2次。返程——将物品放置在车内,开车到家、停车,将婴儿用品从车后座去下,抱着宝宝进入小区、上楼到家后--将宝宝安置好,将奶瓶等物品从包中取出,认真清洗,物归原位。在整个过程中我们发现,冲奶过程中所需使用的物品种类较多,较繁杂。冲泡过程较为耽误时间,且在一人带宝宝出行的情况下较为困难。迫切需要对于冲奶器的奶粉携带、热水储存、冲奶、加热等多个环节于一体的设计。

1.4 设计物品转化

根据调研结果,分析数据等内容,进行头脑风暴,设计不同的解决方法以达到最终的设计目标,并通过故事版、手绘草图、角色扮演、草图制作等可视化辅助方案呈现,推敲设计可行性。(1)技术研究。本研究项目是基于Arduino技术进行的开发设计,通过研究将现有的技术与产品设计相结合,增强智能性与功能性。技术与功能性结合研究:在进行产品设计时,通过对Arduino技术的学习研究使产品功能更加智能与完善。技术与人机及使用者心理结合研究:使用者的心理分析与人机分析是在产品设计中所要考虑的重要方面,通过Arduino技术将功能与使用方式更优化,保证使用者的使用方便与舒适性。(2)材料与工艺研究。材料健康环保性研究:在选取材料时,需结合婴幼儿成长健康因素及材料的环保性,进行多方面考虑。材料特性及加工工艺研究:在结合人机、形态、材质、结构等方面因素,通过对材料特性与加工工艺的研究,选取最为适合的材料和加工方式。根据以上调研结论,进行实际的便携式智能温控婴幼儿冲奶器创新设计,使成为一款具有可持续使用性、良好的互动性、功能性、便利性、安全性的新型婴儿产品。

1.5 设计产品展示

确定设计思路之后,将前期绘制的草图通过3D建模软件建成产品绘制出来,最终形成建模方案。整体冲奶器结构简洁美观,配色高雅大气,同时在瓶身上部增加储存奶粉装置,旋转该装置可释放奶粉,让奶粉下落到下方瓶体中。瓶底处可以与外界加热底座结合起来,底座使用电池功能,保证在无电源情况下仍可使用。连接底座后打开底座开关,可以对瓶内液体进行加热。加热温度一般为37°,时间在15分钟左右。整体结构非常整体,便携性高,可操作性强,方便外出携带。

2 结束语

文中通过市场调研和用户调研以及对冲奶器的一系列分析,探索出设计方向,并确定设计方案。本项目的研究成果可投放于实际的市场销售中,满足当前父母外出对于冲泡奶粉的实际需求,达到了外出冲泡奶粉快速、科学、简单的追求标准,为婴幼儿产品研发提供了新思路。

参考文献:

[1]邢向楠,崔岩梅,李涛,等.基于透射法的能见度测量装置设计与實验研究[J].计测技术,2011(03).

[2]谭浩波,陈欢欢,吴兑,等.Model6000型前向散射能见度仪性能评估及数据订正[J].热带气象学报,2010(06).

科技创新与应用 2018年21期

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