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摘要：机器人需求量的迅速增加，使得机器人使用逐渐大众化，而民众审美水平的提升，促进了机器人设计的多样化发展。这使得机器人在家庭使用的重要性日益突出。因此，本文具体分析了婴幼儿产品与智能设计关系，提出自动洗手机器人的概念设计，未来预测及价值分析。
关键词：婴幼儿用品；智能设计；自动洗手机器人
引言：
随着国家二胎政策的实施，伴有婴幼儿的产品千变万化，各式各样，这无形中也促进了机器人行业的发展，随着科技的不断发展进步，一些人工智能机器人相应产生，越来越多的机器人公司进行机器人生产。其中，智能设计如何会直接影响消费者对婴幼儿产品的感受。总之，提高智能设计的功能和创新制造，对机器人的结构和使用功能的提升均有重要作用。基于此，本文对智能设计对婴幼儿产品的影响进行针对性分析，提出自动吸收机器人的概念设计，以及未来预测和价值分析。
1婴幼儿产品与智能设计
1.1.智能设计的产生
设计的本质是创造和创新。设计作为一种创造性活动，实际上是知识的加工和运作。智能设计的出现可以追溯到专家系统技术的最初应用阶段。智能设计的初始形式是使用知识符号推理技术的单一领域——设计专家系统，这对于从信息处理自动化到知识处理自动化的设计自动化技术具有重要意义，而基于设计的专家系统Unif仿真只是为了解决一些设计难题的局部需要而产生的，只是智能设计的初级阶段。
1.2.智能设计的发展趋势
近10年来，计算机集成制造系统（CIMS）的飞速发展，对智能设计提出了新的挑战。在CIMS环境下，产品设计的重要性作为企业生产的关键环节更为突出。为了从根本上增强企业对市场需求的快速响应能力和竞争能力，提高制造业对市场变化和小批量、多品种需求的快速响应能力，实现设计的自动化。提出了更高的要求。
1.3.智能设计对婴幼儿产品影响
一个优秀的产品设计不仅要充分发挥其功能，还要体现设计文化和设计关怀，以及可持续的绿色理念。因此，智能设计在婴幼儿产品中的应用得到了重视。例如，婴儿夜灯这种产品，很多家长要求灯不要耀眼，可以保护婴儿的视力不受伤害，有利于他们的身心健康发展。这种设计的特点是视觉取向和适应性，儿童可以感受到室内环境中的光线逐渐由弱变强，给它们暗适应时间，以避免直接暴露在强光下。智能设计在婴幼儿产品的设计领域发挥着无可替代的作用和不可比拟的价值。
2自动洗手机器人的设计
21.内容简介
自动洗手机器人，如图所示，以减速器及电机、丝杠、温控系统为基础，利用更加先进的机械结构以及传统的机器人进行改进，并且融合多种现代化科学技术，使得在婴幼儿洗手的过程中更加的舒适简洁。主要机械机构分为上中下三个部分，上部主要由一个显示屏用来播放有关儿童的音乐、动画片等等。中间部分由巧妙设计的减速器及电机、丝杠、温控系统，机械臂组成机器人的上半身，用于婴幼儿洗手。
洗手功能，在机械臂与小孩进行互动的同时伴有伸缩功能，手掌为花瓣结构能够进行360度的旋转，手心为一个棒状结构也可以进行360度旋转，其手心内部及棒状结构采用橡胶材质，表面带有毛，便于存水，不伤害到婴幼儿手处的皮肤。婴幼儿的双手抓住手心棒时，花瓣自动闭合，手心处的棒状结构和合并后的花瓣进行360度的旋转，将小孩的全方位的清洗干净。其内部带有小型的烘干机能够将婴幼儿的手进行烘干。音乐功能，在机器人的腹部带有按钮，按下能够播放婴幼儿喜欢的歌曲。视频功能，在机器人的头部装有显示屏，能够播放婴幼儿喜欢的各式各样的动画片。
2.2.工作原理及性能分析
2.2.1 机械臂及机械手工作原理
机器人拥有两个机械臂，当婴幼儿洗手的功能的同时，可以通过机械臂自动调节机器人和小孩之间的距离和高度，将婴幼儿的双手抓住手心棒的同时，花瓣将其手牢牢地裹住，并进行360度的旋转，将婴幼儿的双手清洁干净。机械臂的本体拥有四个自由多即可有四个独立的关节可运动。手机终端使用蓝牙实现与51单片机串口蓝牙的通信。机械臂的动作分配采用了无人工干预的全制动分配联动算法，使控制变得相当简单。机械臂顶部装有嵌入式Openwrt系统的ARM控制板，手机电脑等终端设备直接连入网即可与此控制板通信。同时夹头的上方也安放一颗720P的高清摄像头并且使用常见的USB线与ARM控制板连接，最高可以以30帧的流畅度将采集到的现场的图像信息通过Openwrt的ARM控制板回传到控制终端。
2.2.2 转动装置工作原理
由一个减速电机带动花瓣形状的和手心棒结构进行360度的旋转，通过手机上特有的APP和机器人之间的遥控，运用转动机器的旋转，巧妙设计的一个清理装置，可以实现对婴幼儿双手的全方位的清洁。
2.2.3控制原理
该模型控制系统为：嵌入式Openwrt系统的ARM控制板，手机电脑等终端设备直接连入网即可与此控制板通信。同时夹头的上方也安放一颗720P的高清摄像头并且使用常见的USB线与ARM控制板连接，最高可以以30帧的流畅度将采集到的现场的图像信息通过Openwrt的ARM控制板回传到控制终端。机械臂的本体拥有四个自由多即可有四个独立的关节可运动。手机终端使用蓝牙实现与51单片机串口蓝牙的通信。
3创新点及应用：
（1）与传统的洗手方式不同，我们的无需人工动手接水、倒水进行洗手，直接按下遥控便
（2）可实行机器人和婴幼儿人机互动进行洗手。
（2）机器人手心内部设有烘干机，橡胶材质，手心毛茸茸，不会伤害小孩手的皮肤，婴幼儿洗完手后直接机器烘干，无需用毛巾擦干。
（3）我们在机器人手心设计了温控系统，当婴幼儿握住手心杆的时候，可以保证机器人手心内部水温恒定，增强吸收的舒适度。
（4）将机器人手臂伸缩，机器人手旋转，手心杆旋转，减速器、丝杠、温控系统这些功能进行一体化设计，极大地方便了一些行动不太方便的消费者。
4未来预测与价值分析
随着人类科学技术的发展，祖国在2020实现了全面小康。机器人工业正变得越来越受欢迎。家用机器人是人类的专用機器人，主要从事家居服务、维修、运输、清洁、监控等工作。根据联合国欧洲经济委员会（UNECE）和国际机器人协会（International Robotics Association）的统计，到2007年底，已经有410万家用服务机器人进入人们的生活（主要是地板清洁机器人）。在中国，家庭智能机器人作为一个新兴快速发展的产业，已经成为第十一个五年计划的重点。目前市场没有发现 《“全自动”婴幼儿洗手机器人》，市场前景非常的光明。
备注：本文素材来自于辽宁科技大学2018年大学生创新创业训练计划项目，项目编号：201810146287。
关键词：婴幼儿用品；智能设计；自动洗手机器人
引言：
随着国家二胎政策的实施，伴有婴幼儿的产品千变万化，各式各样，这无形中也促进了机器人行业的发展，随着科技的不断发展进步，一些人工智能机器人相应产生，越来越多的机器人公司进行机器人生产。其中，智能设计如何会直接影响消费者对婴幼儿产品的感受。总之，提高智能设计的功能和创新制造，对机器人的结构和使用功能的提升均有重要作用。基于此，本文对智能设计对婴幼儿产品的影响进行针对性分析，提出自动吸收机器人的概念设计，以及未来预测和价值分析。
1婴幼儿产品与智能设计
1.1.智能设计的产生
设计的本质是创造和创新。设计作为一种创造性活动，实际上是知识的加工和运作。智能设计的出现可以追溯到专家系统技术的最初应用阶段。智能设计的初始形式是使用知识符号推理技术的单一领域——设计专家系统，这对于从信息处理自动化到知识处理自动化的设计自动化技术具有重要意义，而基于设计的专家系统Unif仿真只是为了解决一些设计难题的局部需要而产生的，只是智能设计的初级阶段。
1.2.智能设计的发展趋势
近10年来，计算机集成制造系统（CIMS）的飞速发展，对智能设计提出了新的挑战。在CIMS环境下，产品设计的重要性作为企业生产的关键环节更为突出。为了从根本上增强企业对市场需求的快速响应能力和竞争能力，提高制造业对市场变化和小批量、多品种需求的快速响应能力，实现设计的自动化。提出了更高的要求。
1.3.智能设计对婴幼儿产品影响
一个优秀的产品设计不仅要充分发挥其功能，还要体现设计文化和设计关怀，以及可持续的绿色理念。因此，智能设计在婴幼儿产品中的应用得到了重视。例如，婴儿夜灯这种产品，很多家长要求灯不要耀眼，可以保护婴儿的视力不受伤害，有利于他们的身心健康发展。这种设计的特点是视觉取向和适应性，儿童可以感受到室内环境中的光线逐渐由弱变强，给它们暗适应时间，以避免直接暴露在强光下。智能设计在婴幼儿产品的设计领域发挥着无可替代的作用和不可比拟的价值。
2自动洗手机器人的设计
21.内容简介
自动洗手机器人，如图所示，以减速器及电机、丝杠、温控系统为基础，利用更加先进的机械结构以及传统的机器人进行改进，并且融合多种现代化科学技术，使得在婴幼儿洗手的过程中更加的舒适简洁。主要机械机构分为上中下三个部分，上部主要由一个显示屏用来播放有关儿童的音乐、动画片等等。中间部分由巧妙设计的减速器及电机、丝杠、温控系统，机械臂组成机器人的上半身，用于婴幼儿洗手。
洗手功能，在机械臂与小孩进行互动的同时伴有伸缩功能，手掌为花瓣结构能够进行360度的旋转，手心为一个棒状结构也可以进行360度旋转，其手心内部及棒状结构采用橡胶材质，表面带有毛，便于存水，不伤害到婴幼儿手处的皮肤。婴幼儿的双手抓住手心棒时，花瓣自动闭合，手心处的棒状结构和合并后的花瓣进行360度的旋转，将小孩的全方位的清洗干净。其内部带有小型的烘干机能够将婴幼儿的手进行烘干。音乐功能，在机器人的腹部带有按钮，按下能够播放婴幼儿喜欢的歌曲。视频功能，在机器人的头部装有显示屏，能够播放婴幼儿喜欢的各式各样的动画片。
2.2.工作原理及性能分析
2.2.1 机械臂及机械手工作原理
机器人拥有两个机械臂，当婴幼儿洗手的功能的同时，可以通过机械臂自动调节机器人和小孩之间的距离和高度，将婴幼儿的双手抓住手心棒的同时，花瓣将其手牢牢地裹住，并进行360度的旋转，将婴幼儿的双手清洁干净。机械臂的本体拥有四个自由多即可有四个独立的关节可运动。手机终端使用蓝牙实现与51单片机串口蓝牙的通信。机械臂的动作分配采用了无人工干预的全制动分配联动算法，使控制变得相当简单。机械臂顶部装有嵌入式Openwrt系统的ARM控制板，手机电脑等终端设备直接连入网即可与此控制板通信。同时夹头的上方也安放一颗720P的高清摄像头并且使用常见的USB线与ARM控制板连接，最高可以以30帧的流畅度将采集到的现场的图像信息通过Openwrt的ARM控制板回传到控制终端。
2.2.2 转动装置工作原理
由一个减速电机带动花瓣形状的和手心棒结构进行360度的旋转，通过手机上特有的APP和机器人之间的遥控，运用转动机器的旋转，巧妙设计的一个清理装置，可以实现对婴幼儿双手的全方位的清洁。
2.2.3控制原理
该模型控制系统为：嵌入式Openwrt系统的ARM控制板，手机电脑等终端设备直接连入网即可与此控制板通信。同时夹头的上方也安放一颗720P的高清摄像头并且使用常见的USB线与ARM控制板连接，最高可以以30帧的流畅度将采集到的现场的图像信息通过Openwrt的ARM控制板回传到控制终端。机械臂的本体拥有四个自由多即可有四个独立的关节可运动。手机终端使用蓝牙实现与51单片机串口蓝牙的通信。
3创新点及应用：
（1）与传统的洗手方式不同，我们的无需人工动手接水、倒水进行洗手，直接按下遥控便
（2）可实行机器人和婴幼儿人机互动进行洗手。
（2）机器人手心内部设有烘干机，橡胶材质，手心毛茸茸，不会伤害小孩手的皮肤，婴幼儿洗完手后直接机器烘干，无需用毛巾擦干。
（3）我们在机器人手心设计了温控系统，当婴幼儿握住手心杆的时候，可以保证机器人手心内部水温恒定，增强吸收的舒适度。
（4）将机器人手臂伸缩，机器人手旋转，手心杆旋转，减速器、丝杠、温控系统这些功能进行一体化设计，极大地方便了一些行动不太方便的消费者。
4未来预测与价值分析
随着人类科学技术的发展，祖国在2020实现了全面小康。机器人工业正变得越来越受欢迎。家用机器人是人类的专用機器人，主要从事家居服务、维修、运输、清洁、监控等工作。根据联合国欧洲经济委员会（UNECE）和国际机器人协会（International Robotics Association）的统计，到2007年底，已经有410万家用服务机器人进入人们的生活（主要是地板清洁机器人）。在中国，家庭智能机器人作为一个新兴快速发展的产业，已经成为第十一个五年计划的重点。目前市场没有发现 《“全自动”婴幼儿洗手机器人》，市场前景非常的光明。
备注：本文素材来自于辽宁科技大学2018年大学生创新创业训练计划项目，项目编号：201810146287。