關于童車機械設計中的應用研究

劉繼萍 李軼

摘要：現(xiàn)在童車市場上總存有這樣一種“問題產(chǎn)品”，當消費者購買到這樣一款童車時會或多或少地影響到兒童身體健康，輕者造成身體不適，重者會引起生理或心理方面的疾病。解決這樣的問題需要健康的工業(yè)設計理念，就童車設計這一行業(yè)來講，國內(nèi)市場上現(xiàn)有的一些產(chǎn)品的人機尺寸已經(jīng)落后。由于現(xiàn)在人們生活水平的提高，兒童不論是在身心還是智力，各個方面都與以往有很大的不同;另外現(xiàn)代父母受各種思想的影響，在撫養(yǎng)孩子的方式上也與以往大不相同。健康的工業(yè)設計能夠從根本上避免和消除消費者的抱怨，滿足了各年齡段的需求，通過運用人性化的設計為企業(yè)贏得各種聲譽，為企業(yè)樹立良好形象。

本文通過對現(xiàn)在市場上童車設計問題進行研究，在童車設計中應用了傳統(tǒng)力學受力模型對童車部件結(jié)構(gòu)進行分析，為設計健康優(yōu)質(zhì)的童車提供一些詳細的理論支撐。

關鍵字：童車設計;童車車輪結(jié)構(gòu);力學研究

1研究的背景和意義

1.1研究背景

童車作為兒童成長過程中一個必備的用品甚至玩具，當然是深得兒童們的喜歡，并且也深受父母的重視，但是由于兒童自我保護意識較弱，任何有關童車的質(zhì)量問題都有可能影響到孩子的生長發(fā)育甚至生命健康。最近幾年，因童車發(fā)生的隱形傷害或直接傷害的案例屢見不鮮。兒童推車的設計中，任何與身體健康相悖并易造成傷害的設計都是被禁止的。此外，除了考慮物理安全問題外，應該考慮的還有化學安全問題，推車的油漆和涂料也應符合兒童標準，否則易引起小孩皮膚或呼吸道過敏等危害身體健康的問題。兒童推車的設計還應考慮到自然環(huán)境的影響。兒童推車座面的高度也會影響到嬰兒呼吸道安全。有一些化學物質(zhì)例如鉛，多數(shù)漂浮在離地面大概有1m左右的地方，如果兒童坐在推車上的高度剛好是這個高度的話，那就會直接對嬰幼兒的呼吸道產(chǎn)生危害。

為提高銷售量和擴展市場，現(xiàn)在很多產(chǎn)品設計師在設計中更多地加入了“時尚、摩登（Modem）”的元素。然而，這可能會帶來一些負面的影響，例如：我們在選購一款電子產(chǎn)品時，會更多地考慮個人的喜好和時尚追求，一般不會去考慮鼠標“時尚”的外形是否符合人機工程學，而長期使用這樣的鼠標，往往手部會惹上“鼠標病”。

1.2研究意義

兒童是祖國的花朵，是個特殊的消費者，其與成年人不同之處表現(xiàn)在生理、心理以及認知能力等方面。兒童對于成年人來說，是—個可愛神秘的群體，尤其是3歲以下的嬰幼兒，身體各方面的技能都還未發(fā)育完全，特別需要家長的悉心呵護?？墒怯捎谶@個群體本身的表達能力尚未發(fā)育完善，對于自身的需求還不能完全地表達給家長，因此，相對于成人來說，對這個群體的研究就具有非常大的難度。關心兒童的成長就是在關心國家的將來，童車是非常具有實用功能的產(chǎn)品，它最終還是要面向廣大家庭用戶的，本文希望能夠推動企業(yè)設計—些利于嬰幼兒和成人的健康童車，以保證兒童成長的安全，提高廣大家庭的幸福感。

2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1兒童群體劃分

2.1.1兒宣年齡的劃分

關于兒童年齡的劃分范圍，聯(lián)合國《兒童權(quán)利公約》中為0～18歲，中國的《未成年人保護法》等法律中為0～18歲，醫(yī)學界則以0～14歲的兒童為兒科的研究對象。著名心理學家艾瑞克·艾里克森將兒童時期分為：嬰兒、幼兒、兒童、少年四個時期。由于18歲以前兒童的心理和生理變化幅度極大，艾里克森根據(jù)這四個階段的不同特點，分別稱其為依賴期、自律期、啟蒙期和發(fā)奮期，0～2歲是依賴期，3～6歲是自律期，7～13歲是啟蒙期，14～17歲是發(fā)奮期。

勞拉·E·貝克在《嬰兒、兒童和青少年》一書中將人的一生劃分為11個階段，其中涉及兒童年齡層的為：嬰兒期（從出生到2歲）、學步期（2到3歲）、學前期（4到6歲）、兒童中期（6到12歲）、青少年早期（12到18歲）。其中三個階段的社會性心理發(fā)展表現(xiàn)可參照表1。

2.1.2兒宣性別的劃分

兒童性別角色的發(fā)展分為：兒童性別的模糊期、兒童性別的敏感期、男童與女童分化期。4～9歲的兒童開始有性別概念，能夠根據(jù)環(huán)境元素的特征符號來區(qū)別人和物。兒童三個階段，即使時間和年齡變化，兒童對自我的性別認識也不會發(fā)生改變。兒童未來的行為在很大程度上受到性別意識的階段特征的影響。隨著年齡增長，接觸和認知的事物越來越多，兒童進入了性別敏感期，可以根據(jù)不同人的樣貌特點來區(qū)分不同年齡和性別的人。隨著性別意識的增強，男孩子和女孩子也出現(xiàn)了不同的性格傾向。男孩子表現(xiàn)得更具男性特征，更加外向，對外界充滿了好奇心;女孩子則相對比較內(nèi)向和文靜。

兒童的性別認識根據(jù)年齡的不同，可分為三個階段：2～3歲為性別認同（gender identity）階段，能夠區(qū)分自己和他人的性別;4歲為性別穩(wěn)定性（gender stability）階段，對性別的認識不隨年齡的增長而增長;5～7歲為性別一致性（genderconsistency）階段，兒童意識到自己的性別不會隨外界條件的改變而改變。

2.2童車產(chǎn)品研究

2.2.1宣車種類的劃分

陳昌輝在《兒童自行車整體設計研究》中，對兒童車種類進行了劃分。兒童車包括：兒童自行車、兒童三輪車、兒童推車和兒童學步車。并對童車市場進行分析，對童車的娛樂功能及健身功能進行分析，結(jié)合兒童的生理心理特點，從外形到最后銷售對童車進行整體設計。仰揚帆在《基于模塊化的童車設計方法的研究與應用》中，指出童車作為兒童騎乘玩具的一種，主要適用于14歲以下兒童。按功能和使用者的年齡大小分為嬰兒學步車、兒童推車、兒童三輪車和兒童自行車等。

2.2.2國內(nèi)童車設計現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外對童車系列產(chǎn)品設計方法的研究尚無系統(tǒng)性的理論成果。因此，此部分對童車設計現(xiàn)狀的綜述則主要是通過選取國內(nèi)外最具代表性的童車企業(yè)，分析了其運用的設計思想。

國外企業(yè)Italtrike公司成立至今已有50多年的歷史了，是歐洲著名的童車品牌之一。其所有系列產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)功能上安全舒適、騎行輕便，設計風格上線條簡潔、造型美觀。美國童車著名品牌Kent，在設計方面向來注重安全和質(zhì)量。其設計理念秉承安全舒適、便于攜帶、易于折疊的原則，在設計風格上簡約明朗，注重產(chǎn)品外觀，造型符合兒童喜好的同時，更注重其結(jié)構(gòu)上的靈活多變和使用的延續(xù)性。

國內(nèi)企業(yè)好孩子是中國最大的專業(yè)從事兒童用品設計、制造和銷售的企業(yè)集團，在童車領域具有一定的代表性。目前生產(chǎn)嬰兒推車、兒童自行車、三輪車、學步車、童床、童裝、餐椅等共十大門類的多個品種。在童車系列產(chǎn)品設計中，做好品質(zhì)保證、融入情趣化因素的同時，更注重的是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及功能性。其設計和制造都優(yōu)先考慮了嬰兒、兒童的安全性和舒適性，并且也為母親考慮了在操作、使用上的方便性。

2.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)

通過對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析與整合，總結(jié)了以下幾點：

（1）設計方法對產(chǎn)品特點有一定要求。從設計原理所應用的行業(yè)不難看出產(chǎn)品是組合式結(jié)構(gòu)，注重從產(chǎn)品的功能為設計的出發(fā)點，著重進行總體功能與結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)。

（2）在童車設計方面，缺乏相關的系統(tǒng)性設計方法。而且設計過程中，其方法研究則更是遠遠落后于實際運用。

（3）童車是一種越來越受到重視的產(chǎn)品系列，為適應產(chǎn)品設計趨勢和實現(xiàn)資源的整合及合理利用，有必要對童車設計中融入更優(yōu)質(zhì)的設計思想進行探討。

3童車設計研究

3.1童車產(chǎn)品的市場調(diào)查概述

有關童車產(chǎn)品的市場調(diào)研主要包括對國外和國內(nèi)童車產(chǎn)品市場的調(diào)研。國內(nèi)童車產(chǎn)品市場調(diào)研主要通過對各童車市場、童車專柜進行現(xiàn)場調(diào)研，對一些具有代表性的網(wǎng)站（如育兒網(wǎng)）、代表性的手機APP應用（如媽咪掌中寶）、一些育兒書籍《育兒百科》《育兒經(jīng)》等資料進行整理。對國外童車產(chǎn)品的市場調(diào)查主要通過書籍和網(wǎng)絡資料的查閱而獲得。經(jīng)過對國內(nèi)外童車市場的調(diào)查，了解童車的分類和一些特性，以及通過網(wǎng)絡新聞等方式了解童車企業(yè)所處的市場環(huán)境和現(xiàn)狀，為后續(xù)結(jié)構(gòu)設計分析提供了理論依據(jù)。

3.1.1國外宣車產(chǎn)品慨述

國外的童車制造企業(yè)在數(shù)量上稍遜于中國，這是由于國外對童車制造這方面要求很高，并且政府對童車行業(yè)制定了很多法律規(guī)定。尤其是在美國、德國等發(fā)達國家，人們對消費者權(quán)益的保護意識強，尤其是對于嬰幼兒這樣的弱勢群體更加重視。一旦兒童產(chǎn)品出現(xiàn)技術(shù)問題、存在有安全隱患，這款童車將立即被召回，并且生產(chǎn)企業(yè)還要付出沉重代價，輕則要向消費者道歉賠償，重則企業(yè)關門。因此，國外對童車的投入是非常小心而又謹慎的。另一方面，國外對童車的設計一直秉承人性化的理念，他們對童車的設計更多會考慮寶寶的因素，考慮兒童的生理和心理因素，從造型風格的設計，到材料的選擇、色彩的搭配、裝置的配備等都有高質(zhì)量的要求，生產(chǎn)要求也很高。

3.1.2我國宣車產(chǎn)品市場綜述

這一部分的綜述是通過對兒童產(chǎn)品市場的現(xiàn)狀分析，通過調(diào)查總結(jié)童車市場上的童車種類，界定要研究的方向。為現(xiàn)在兒童推車的市場找到了一個基點，從而解決實際的問題。

3.1.2.1國內(nèi)市場上宣車產(chǎn)品的類別及特性

兒童自行車的分類包括兩輪自行車和三輪自行車。同類產(chǎn)品的系列不同，在規(guī)格上也有所不同，像兒童自行車可以分為12#、14#，這樣可以滿足兒童快速發(fā)育的身高要求。童車的種類是根據(jù)不同年齡段的孩子特點所界定的，本文主要針對兒童推車進行研究，由于這一種類的童車所對應的消費者不單是它的使用主體還包括了它的隱形使用者（兒童的撫養(yǎng)人），因此本文會對這兩者的特點加以研究，結(jié)合健康設計法則，設計出一款健康的童車。

3.1.2.2我國市場上兒宣推車的組成部分分析

兒童推車（Baby carnage）一般是指承重15kg以下，0～36個月嬰幼兒所使用的，一般由撫養(yǎng)人手推，可以提供躺臥、坐等需求的童車。發(fā)展到現(xiàn)在的兒童推車已經(jīng)具備了一些輔助功能：遮風擋雨、防蚊蟲、載物等輔助功能。由于汽車的普及，大部分童車都有折疊功能，以便看護人外出時使用。

目前在國內(nèi)，兒童推車有三種類別：適合一般居家的兒童推車（穩(wěn)重但重量較沉），另外一種是長時間外出使用的豪華型（全躺型、半躺型），還有一種就是輕便的適合經(jīng)常外出的傘把車、多嬰兒車和敞篷式的嬰兒車（專為雙胞胎、多胞胎而設計的）。

兒童推車的主要組成部分包括：

（1）支撐框架：無論是任何童車，手推車、學步車還是自行車，都有其特定的支撐骨架來支撐車體和載重，它直接決定了整個車體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，也決定著整個童車的穩(wěn)定性和安全性。一般家長在選用兒童推車時，這個支撐框架的設計是主要考慮的因素?？蚣茉O計的考慮一般從材質(zhì)和結(jié)構(gòu)兩方面進行考慮?？蚣艿牟馁|(zhì)一般為不銹鋼管或者鋁管，前者較重一些，穩(wěn)定性較強，后者攜帶更輕便，對減輕震動更有利。再就是它的結(jié)構(gòu)設計，現(xiàn)在有些兒童推車的結(jié)構(gòu)是收合式的。收合是由框架的節(jié)點部分控制的，它能夠控制整個推車的“運動形態(tài)”。現(xiàn)在市面上很多小廠家生產(chǎn)的兒童推車出現(xiàn)隱患，大都是因為收合結(jié)構(gòu)設計的問題。有的兒童推車在使用過程中節(jié)點處突然脫出槽，導致了一些安全事故。當然很多大的廠家比如“好孩子”在收合結(jié)構(gòu)處做了兩道甚至三道安全鎖，這就消除了由于裝置工作失常時兒童面臨的危險境遇。

（2）座椅：座椅部分包括椅背、座面和安全帶等部分?，F(xiàn)在市面上的兒童推車，座椅的靠背角度一般是能夠調(diào)節(jié)的，最大的角度可以調(diào)至170°（由于6個月以下的孩子容易平躺嗆奶，因此最大的角度不是180°）。另外由于椅背處直接接觸嬰幼兒，因此這部分的設計要特別注重嬰幼兒的人體結(jié)構(gòu)，一般都會選擇縱向縫合的方式。這樣可以保護嬰幼兒的頸部和背部。

座面處是座墊，這個部分的材料選擇應以柔軟的材料為主，并且應該選用透氣的，因為這個地方是嬰幼兒屁股直接接觸的地方，所以應使用吸汗性好的材料，顏色的染料也要安全無污染，最好還要有防臭抗菌的功能。一般外層材料為牛津布，內(nèi)層材料則是聚酯纖維棉膠為多，因為這種材料具有很好的阻燃性。通常座面的承重作用也應該適合36個月以下兒童的體重，并且承重后側(cè)下壓幅度不可以太深。嬰兒車的安全帶部分，一般要求是五點式安全帶，有護肩，能夠很好地保護嬰幼兒的身體，并且安全帶的設計也要符合一定的尺寸要求。