兒童安全座椅設(shè)計(jì)改良設(shè)計(jì)

金信琴　劉松巖

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，兒童在出行安全方面受到越來(lái)越大的重視，如何將兒童安全提升到更高，是研究者和開(kāi)發(fā)者所探究的問(wèn)題?？紤]到兒童年紀(jì)的特殊性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量保證符合兒童的心理需求。所設(shè)計(jì)的兒童安全座椅將從人機(jī)工程學(xué)方面出發(fā)，對(duì)兒童安全座椅適用材質(zhì)，適用尺寸，結(jié)構(gòu)以及使用方法等方面進(jìn)行分析，目的是設(shè)計(jì)出更符合兒童以及家長(zhǎng)滿意的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：兒童出行 心理需求 人機(jī)工程學(xué) 設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：J05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2018）09-0114-02

引言

近幾年，兒童的安全乘車(chē)成為了一項(xiàng)十分關(guān)注的問(wèn)題。據(jù)交通部門(mén)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2015年，中國(guó)交通事故中，12歲以下的兒童的死亡人數(shù)和受傷人數(shù)分別為2190和8817人。并且通過(guò)交通部門(mén)的數(shù)據(jù)反映，汽車(chē)兒童安全座椅對(duì)于提高兒童乘員安全性有著顯著的效果，在正確使用的條件下，汽車(chē)兒童安全座椅能大大降低兒童的危險(xiǎn)，即有71%的致命危險(xiǎn)和67%的嚴(yán)重危險(xiǎn)概率被降低，但是，兒童安全座椅只有在正確使用的情況下才能充分發(fā)揮其安全保護(hù)作用，但是在國(guó)內(nèi)，即使在北京、上海、成都、天津等私家車(chē)保有率較大的城市中，正確地使用安全座椅的概率還不到2%。很多時(shí)候是父母在購(gòu)買(mǎi)兒童安全座椅后，直接安裝，并沒(méi)有仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明，認(rèn)為僅僅是將座椅安放到汽車(chē)固定座椅上，這是為什么兒童安全座椅使用率低下的原因。同時(shí)沒(méi)有一個(gè)及時(shí)并且正確的反饋也是導(dǎo)致兒童安全座椅的正確使用率低下的一個(gè)原因。同時(shí)國(guó)內(nèi)關(guān)于如何能正確使用安全座椅的研究極少。

一、用戶調(diào)研

（一）調(diào)研對(duì)象

調(diào)查對(duì)象為18—50歲的成年人，不僅包含已婚人士也包含未婚人士。134名男性，87名女性，一共221人，平均年齡28歲，未婚人士任務(wù)56人，已婚人士165人。對(duì)是否了解兒童安全座椅，是否會(huì)購(gòu)買(mǎi)，影響購(gòu)買(mǎi)安全座椅的因素，以及使用安全座椅會(huì)有可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。

（二）調(diào)研結(jié)果

對(duì)221名調(diào)研對(duì)象進(jìn)行調(diào)查結(jié)果如下：

對(duì)于是否知道兒童安全座椅，有60%的人知道并且知道安全座椅的作用。而在是否打算購(gòu)買(mǎi)（有小孩的情況下）或曾經(jīng)購(gòu)買(mǎi)過(guò)兒童安全座椅的問(wèn)題上，幾乎是100%的人都會(huì)覺(jué)得會(huì)購(gòu)買(mǎi)或已經(jīng)買(mǎi)過(guò)。

以下的問(wèn)題是回答率占比最高的三個(gè)問(wèn)題。

1.在購(gòu)買(mǎi)兒童安全座椅之前，最大的疑慮和擔(dān)心的問(wèn)題，100%的人認(rèn)為害怕兒童不愿意坐或坐著不舒適，以及擔(dān)心安裝、攜帶、拆洗麻煩占比位92%。

2.在選購(gòu)兒童安全座椅的時(shí)候，除去安全的第一要素，影響購(gòu)買(mǎi)的其他因素分別是經(jīng)濟(jì)性92%，舒適性84%，適用性67%，美觀化59%，以及收納性42%。

3.在使用兒童安全座椅時(shí)，經(jīng)常碰到的問(wèn)題是？

占比最高的是安裝或拆卸步驟復(fù)雜，需要好幾次才能學(xué)會(huì)，占比為92%；其次分別為一個(gè)人帶孩子出行時(shí)，無(wú)法及時(shí)觀察寶寶單獨(dú)在后座的狀態(tài)，經(jīng)常會(huì)分心，兒童座椅安全帶的松緊無(wú)法調(diào)節(jié)，固定的位置不舒服，以及材料和適用性問(wèn)題，而之前大家所認(rèn)為的兒童是否愿意坐這個(gè)問(wèn)題卻僅僅占比17%。

上述的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，家長(zhǎng)在購(gòu)買(mǎi)兒童安全座椅時(shí)，最主要關(guān)心的是安全性和經(jīng)濟(jì)性；購(gòu)買(mǎi)后家長(zhǎng)最關(guān)心的是拆裝，以及是否在行車(chē)中觀察與調(diào)節(jié)兒童安全座椅問(wèn)題。如何設(shè)計(jì)兒童安全座椅，需要進(jìn)一步分析與驗(yàn)證。

二、人機(jī)工程學(xué)分析

根據(jù)上述調(diào)查結(jié)果分析，兒童安全座椅應(yīng)具備經(jīng)濟(jì)性與舒適性，同時(shí)拆裝簡(jiǎn)單，滿足家長(zhǎng)的安裝需求。

（一）兒童安全座椅人機(jī)尺寸分析

我國(guó)研究機(jī)構(gòu)曾多次對(duì)民眾做過(guò)大量的人體測(cè)量工作，并在此基礎(chǔ)上制定了我國(guó)成年人人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)：GB-10000-88，為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、建筑空間設(shè)計(jì)等領(lǐng)域提供了有效的人體尺寸參考數(shù)據(jù)-引。

可以得出，兒童安全座椅應(yīng)當(dāng)適合不同年齡的兒童使用。而不同年齡的兒童身體各項(xiàng)發(fā)育不同，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮不同年齡段的兒童身高尺寸，比如嬰兒的體重一般處于2.5～4.5kg之間，身高處于45～51cm之間。而12歲的兒童體重一般處于35～45kg之間，身高處于140～150cm之間（如圖1）。

通過(guò)對(duì)圖表數(shù)據(jù)觀察，并使用觀察分析法對(duì)市場(chǎng)上的現(xiàn)有安全座椅進(jìn)行分析，選擇該產(chǎn)品所需要的人體尺寸參數(shù)。根據(jù)觀察分析可將兒童安全座椅設(shè)計(jì)大略分為躺姿模式和坐姿模式。

（二）安全座椅姿勢(shì)分析

1.躺姿模式：這種模式的使用是為嬰兒設(shè)計(jì)：在汽車(chē)行駛過(guò)程中，一旦發(fā)生事故或急停情況，坐姿模式下的嬰兒會(huì)受到保險(xiǎn)帶強(qiáng)力的壓迫，和頸椎猛然向前，而嬰兒的骨骼脆弱敏感，上述的兩種情況會(huì)對(duì)嬰兒造成不可預(yù)計(jì)的危害，而躺姿模式設(shè)計(jì)為背向汽車(chē)前進(jìn)方向，發(fā)生事故或急停可以減少對(duì)嬰兒的傷害。

2.坐姿模式：隨著年紀(jì)的增長(zhǎng)，兒童的身高體重會(huì)逐漸增長(zhǎng)，躺姿模式已經(jīng)不再適合，可改為正常坐姿，此模式下需要確認(rèn)的參數(shù)為身高、體重、靠背傾角、座位高度以及保險(xiǎn)帶的力度，避免保險(xiǎn)帶過(guò)于緊張?jiān)斐傻纳窠?jīng)性壓迫和發(fā)生車(chē)禍時(shí)造成的前傾力度過(guò)大的負(fù)面影響（如圖2）。

三、兒童安全座椅產(chǎn)品設(shè)計(jì)

（一）產(chǎn)品設(shè)計(jì)定位與分析

人群定位：適合于嬰兒，學(xué)齡前兒童，以及稍大年齡段兒童及身高已達(dá)到1.45m。嬰兒使用后向式可轉(zhuǎn)換座椅，兒童座椅靠背傾角約35°-60°，約束帶穿槽齊平或低于嬰兒肩部。學(xué)齡前兒童使用可變換方向座椅，采用5點(diǎn)式兒童保險(xiǎn)帶，可以增加兒童安全。

材料定位：兒童安全座椅材質(zhì)的選用首先要考慮能起到緩沖與耐用，以便更好保護(hù)兒童，其次要使用舒適。其材料設(shè)計(jì)分為三部分：內(nèi)部骨架材質(zhì)，填充物材質(zhì)和表面面料。

造型定位：根據(jù)造型設(shè)計(jì)更容易引起人們的重視，還可以增加購(gòu)買(mǎi)率，也可以增加對(duì)兒童的吸引力，減少兒童對(duì)安全座椅的抵觸心理。在安全座椅的設(shè)計(jì)中，底座使用趨近于矩形，可以有一種穩(wěn)定感，座椅部分使用硬條裝可以有一種科技感。

色彩定位：色彩會(huì)與兒童的心情以及生理有聯(lián)系，但安全座椅的顏色還需要與汽車(chē)內(nèi)部吻合。所以在顏色上選取了黑白藍(lán)三種顏色作為主色調(diào)，使用灰色作為輔助色。而黑白藍(lán)三種顏色根據(jù)色彩構(gòu)成的分析，這三種顏色更適合于全年齡。

結(jié)構(gòu)定位：兒童安全座椅主要有三個(gè)部分結(jié)構(gòu)，一是提供乘坐或躺臥空間的座椅；二是約束限制作用的約束帶組件結(jié)構(gòu)；三是安防約束結(jié)構(gòu)的固定結(jié)構(gòu)。其具體主要有頭枕及調(diào)節(jié)部位、靠背及調(diào)節(jié)部位、側(cè)翼、保險(xiǎn)帶、坐墊及安全座椅連接固定裝置。

使用方式：安全座椅內(nèi)部具有傳感器以及感應(yīng)裝置，使用手機(jī)連接控制安全座椅，進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保兒童的使用舒適以及安全，（如圖3）。

環(huán)境定位：適用于家用轎車(chē)，安置于汽車(chē)后座椅。

最終分析

根據(jù)分析，需設(shè)計(jì)一款模塊化，容易安裝與拆卸，符合人-機(jī)-環(huán)境的安全座椅。

1.連接固定件采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ISOFIX兒童約束系統(tǒng)連接裝置；

2.座椅的頭枕可以調(diào)節(jié)高度：

3.靠背通過(guò)手機(jī)調(diào)節(jié)傾斜角度；

4.座椅可進(jìn)行高度調(diào)節(jié)；

5.在兒童大于學(xué)齡年紀(jì)時(shí)安裝5點(diǎn)式保險(xiǎn)帶，更加安全；

6.顏色需滿足家長(zhǎng)和兒童心理。

7.材質(zhì)需要堅(jiān)實(shí)耐用。

6.該兒童安全座椅需要滿足國(guó)家各項(xiàng)規(guī)定，同時(shí)也可以適合于10-40KG，8-14歲兒童適用。

（二）產(chǎn)品最終設(shè)計(jì)

依照人機(jī)工程學(xué)的理論研究和運(yùn)用，結(jié)合對(duì)兒童安全座椅的研究、分析設(shè)計(jì)定位等，確定了具體的設(shè)計(jì)方案，其效果圖（如圖4）。

1.使用蛋式形狀進(jìn)行外部座椅設(shè)計(jì)，根據(jù)力學(xué)原理，增加兒童安全性。

2.根據(jù)兒童尺寸分析，安全座椅在躺姿狀態(tài)下，安全座椅范圍在45cm-70cm長(zhǎng)度之間，以供嬰兒平穩(wěn)。

坐姿狀態(tài)下，安全座椅坐墊的大小與控制在45-50cm長(zhǎng)度之間，符合兒童臀部范圍。

3.由于每個(gè)兒童的生長(zhǎng)情況不一致，安全座椅分為上下兩部分，上部墊椅與下部可調(diào)節(jié)座椅，根據(jù)不同年齡兒童，不同身高體重，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.底座使用黑色，與車(chē)內(nèi)環(huán)境相搭配。底座使用藍(lán)色，座椅使用白色，可以讓兒童感覺(jué)放松和愉快，增加兒童使用樂(lè)趣。

5.底座，中部轉(zhuǎn)體和下層座椅外殼選用堅(jiān)實(shí)耐用的APS樹(shù)脂塑料，面料是用亞麻和棉，散熱性與涼爽性俱佳。

6.中部轉(zhuǎn)動(dòng)部分可以根據(jù)年齡的大小進(jìn)行調(diào)整方向，滿足全年齡大小兒童使用，并且可以作為躺椅而使用。

7.安裝拆卸簡(jiǎn)單，并且藍(lán)色底座和白色坐墊可以分別使用。

考慮到兒童安全座椅的體積過(guò)大，如果整體拆卸對(duì)于家長(zhǎng)來(lái)說(shuō)相對(duì)困難，所以在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)成模塊化，可分離式，減少家長(zhǎng)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)可以作為前向式和后向式的模塊進(jìn)行使用。這樣延長(zhǎng)了使用時(shí)間，避免了頻繁更換的可能。

結(jié)論

隨著我國(guó)二胎政策的開(kāi)放，生活質(zhì)量的提高，人民教育程度的上升，越來(lái)越多的家庭注重兒童出行時(shí)候的安全。合理安全地使用兒童安全座椅能夠保護(hù)兒童的安全。目前國(guó)內(nèi)，汽車(chē)兒童安全座椅的使用并未普及，相應(yīng)的技術(shù)法規(guī)也沒(méi)有真正實(shí)施，作為新興的研究領(lǐng)域，兒童安全座椅的研究需要國(guó)家更多的關(guān)注和資金的投入。未來(lái)，兒童座椅安全性會(huì)更加完善，使用人群更多，使用安裝更便捷，兒童安全座椅在我國(guó)的交通安全中會(huì)發(fā)揮更加重要的作用。