可轉(zhuǎn)換為童車的兒童安全座椅設(shè)計(jì)

范景旺　喻寅喬　劉健

摘要：

通過(guò)分析兒童汽車安全座椅的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了針對(duì)9個(gè)月-2周歲兒童的可轉(zhuǎn)換為童車的兒童安全座椅設(shè)計(jì)方案，并針對(duì)此用戶人群的生理、心理特點(diǎn)進(jìn)行了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、色彩和材料設(shè)計(jì)，力求讓兒童安全座椅不僅乘坐舒適、功能多變，更能發(fā)揮出最好的安全作用。

關(guān)鍵詞：

兒童汽車安全座椅 兒童推車 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1.兒童汽車安全座椅的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國(guó)私家車保有量的日益增多，兒童乘車的機(jī)率越來(lái)越高，兒童乘車安全已成為兒童社會(huì)安全隱患之一。由于兒童骨骼脆弱，反應(yīng)慢，支撐力量小，無(wú)法成功地化解成人能夠化解的各種小危險(xiǎn)，兒童在乘車中更容易遭受傷害。兒童安全座椅，是一種為不同年齡段的兒童設(shè)計(jì)，能夠有效保障兒童乘車安全的座椅。其主要作用是當(dāng)汽車碰撞或突然減速時(shí)，可以通過(guò)減少對(duì)兒童的沖壓力和限制兒童的身體移動(dòng)從而減輕對(duì)他們的傷害。

歐美國(guó)家的轎車已普遍安裝了兒童安全座椅（約束系統(tǒng)）和帶兒童保護(hù)功能的汽車安全帶裝置，使用率達(dá)90%以上。針對(duì)兒童安全座椅的性能和質(zhì)量，很多國(guó)家和地區(qū)都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)的FMVSS、歐洲ECE-R44/03標(biāo)準(zhǔn)，以及日本保安基準(zhǔn)都對(duì)兒童安全座椅（約束系統(tǒng)）提出了明確的法規(guī)和需要達(dá)到的指標(biāo)。

在我國(guó)，盡管兒童安全座椅已進(jìn)入人們視線多年，但由于國(guó)內(nèi)對(duì)兒童乘車的安全隱患未引起足夠大的警惕，而且目前市面上產(chǎn)品存在使用不方便，價(jià)格昂貴等多種問(wèn)題，目前兒童安全座椅的使用率連3%都不到。在路上經(jīng)?？梢钥吹阶诟瘪{駛座位上的孩子，甚至在一些汽車廠家的廣告片中，竟也多次出現(xiàn)兒童坐在副駕駛中系著成人安全帶的鏡頭，與國(guó)外各大汽車廠商紛紛設(shè)計(jì)生產(chǎn)兒童安全座椅形成鮮明反差。兒童汽車安全座椅的不普及成為我國(guó)兒童乘坐汽車的巨大安全隱患。據(jù)相關(guān)報(bào)道，目前我國(guó)首部關(guān)于兒童安全座椅的法規(guī)草案已經(jīng)擬定完成，預(yù)計(jì)于2016年正式實(shí)施，這將為我國(guó)兒童安全座椅的普及提供有力保障。

目前，我國(guó)汽車設(shè)計(jì)中所有安全裝置都是按照成人的身高和體重設(shè)計(jì)的，對(duì)兒童不僅不適用，甚至還會(huì)產(chǎn)生危害。成人使用的安全帶和氣囊對(duì)嬰兒與兒童均不適用，由于身高等身體條件和汽車座椅尺寸完全不符，安全帶會(huì)被勒至頸部，容易造成窒息；氣囊彈出可能會(huì)傷害到兒童的眼部，甚至導(dǎo)致兒童窒息。因此，對(duì)兒童汽車安全座椅進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能夠增強(qiáng)兒童出行的安全性，減少兒童出行的安全隱患。

從制造技術(shù)上講，國(guó)內(nèi)已有一些廠家具備了兒童安全座椅的生產(chǎn)能力，但在技術(shù)和研發(fā)試驗(yàn)等方面卻基本還要依賴國(guó)外廠家支持，且其中大部分產(chǎn)品用于外銷（這也是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于兒童安全座椅需求較小決定的）。另一方面，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有部分廠家開(kāi)始意識(shí)到了兒童安全座椅當(dāng)中所蘊(yùn)藏的巨大市場(chǎng)潛力，正在進(jìn)行這方面的開(kāi)發(fā)，但由于國(guó)內(nèi)缺乏相應(yīng)的法規(guī)以及試驗(yàn)等方面的技術(shù)支持，使得這方面的發(fā)展受到了一定的制約。

2.可轉(zhuǎn)換為童車的兒童安全座椅設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)定位

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和問(wèn)卷分析發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)，9個(gè)月-2周歲兒童的手推式童車使用較為普遍，部分家長(zhǎng)覺(jué)得汽車安全座椅和手推式童車兩者同時(shí)使用起來(lái)不僅占據(jù)空間且十分不便，若將汽車安全座椅與手推式童車進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)則會(huì)解決此問(wèn)題，提升家長(zhǎng)對(duì)兒童安全座椅的滿意度。因此，本設(shè)計(jì)的主要使用人群定位為9個(gè)月-2周歲、體重為9kg-20kg、身高在99.5cm以內(nèi)的兒童，該年齡段兒童外出多使用手推式童車。本設(shè)計(jì)將開(kāi)發(fā)一款在戶外可以作為手推式童車使用，在車內(nèi)可以作為兒童安全座椅使用的多功能產(chǎn)品，折疊結(jié)構(gòu)，不使用的時(shí)候可以折疊放入車內(nèi)或帶回家中，不僅節(jié)約了車內(nèi)和家中儲(chǔ)存的空間，又便于攜帶，為兒童的出行帶來(lái)了方便。

2.2人機(jī)工程學(xué)分析

兒童安全座椅要根據(jù)兒童的生理特性、身高比例、坐立時(shí)脊柱的彎曲和受力情況而設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)兒童安全座椅的合理化設(shè)計(jì)可以讓兒童腰部得到充分的支撐，使兒童的身體為自然狀態(tài)，疲勞感就會(huì)得到延緩，從而得到輕松的舒適感。

對(duì)于兒童來(lái)說(shuō)，因?yàn)閮和问前仓迷谄囎紊厦娴模氤俗孢m，座椅應(yīng)使兒童的大腿部近乎于水平，小腿部接近自然垂直，腳掌平放于地面或者腳踏上，既保證不因椅面過(guò)高而使兒童腿部肌肉受壓，又保證不因椅面過(guò)低而增加背部肌肉負(fù)荷：座椅的寬度應(yīng)使臀部得到全部支撐，加上合適的活動(dòng)余量，同時(shí)也要更好地考慮到安全性；對(duì)于有扶手的安全座椅來(lái)說(shuō)，要考慮兒童手臂的扶靠應(yīng)該以扶手的內(nèi)寬來(lái)作為椅面寬度的尺寸，可以以自然垂臂的舒適姿態(tài)時(shí)的肩寬為標(biāo)準(zhǔn)增加適當(dāng)?shù)某叽缬嗔?；椅面深度?duì)兒童乘坐座椅是否舒適的影響非常大，其尺寸設(shè)定應(yīng)該使臀部、腰部得到靠背的支撐；椅面前端與小腿之間保留有適當(dāng)?shù)目臻g來(lái)保證小腿可以自由活動(dòng)。

2.3色彩分析

兒童汽車安全座椅的色彩設(shè)計(jì)一般多是明快活潑，顏色亮麗，合理的色彩搭配可使人心情愉快，保持良好的精神狀態(tài)，因?yàn)閺膬和瘉?lái)說(shuō)，他們需要活躍的色彩，但也不能過(guò)于花哨，因?yàn)槠嚨纳识酁榧兩?，以避免色調(diào)上的不和諧。所以在本設(shè)計(jì)方案中座椅采用紅色為主色調(diào)，既符合兒童喜歡鮮艷、亮麗色彩的特點(diǎn)，又不顯得花哨、奪目。使用紅色、黑色和肉粉色的組合，給人以溫暖、堅(jiān)固、厚重的感覺(jué)，從而使人感到值得信賴、安全。

2.4產(chǎn)品材質(zhì)分析

兒童產(chǎn)品使用的材料應(yīng)該注重安全性和環(huán)保性。兒童安全座椅的材質(zhì)主要為兩部分，一部分為硬體部分，本設(shè)計(jì)采用可食用級(jí)別的PP（聚丙烯），具有良好的耐熱性，在不受外力的條件下，150℃也不會(huì)變形，耐熱耐腐蝕性極佳，從而有更強(qiáng)的受沖擊能力，且非常環(huán)保純凈，不會(huì)對(duì)孩子身體產(chǎn)生影響，在座椅中使用這種材質(zhì)對(duì)兒童的保護(hù)更有保障。推車把手采用磨砂橡膠，手握起來(lái)舒適，并且防滑不易脫手。底座采用鋁質(zhì)和鋁合金類材料，在保證其強(qiáng)度達(dá)到要求的同時(shí)，使得座椅重量足夠輕，方便搬運(yùn)以及結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。另外一部分是指座椅填充物，一般為軟體部分，本設(shè)計(jì)采用Pu海棉，具有吸能和增加舒適度、透氣性的作用。

3.產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果與使用說(shuō)明

本座椅設(shè)計(jì)帶有五點(diǎn)式安全帶，極大地保證了兒童的安全，兩邊設(shè)有扶手，座椅兩邊設(shè)有防護(hù)枕，在保護(hù)兒童安全的前提下，更多地為兒童考慮，一方面在兒童睡覺(jué)時(shí)可以方便依靠，另一方面給兒童擁抱的感覺(jué)，切實(shí)地讓兒童體會(huì)到安全感。在車輪桿內(nèi)均設(shè)有減震彈簧，同時(shí)后輪附有剎車裝置。（圖1）

（1）把手：采用可調(diào)節(jié)把手，通過(guò)座椅后的四個(gè)紅色按鈕定位銷固定，可以向外拉出，向內(nèi)收起，可以在安全座椅和童車不同的使用狀態(tài)下轉(zhuǎn)換，同時(shí)保證在作為兒童推車使用狀態(tài)下有足夠的把手長(zhǎng)度，符合人機(jī)工程學(xué)的要求。

（2）前輪：前輪通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)收放。收起時(shí)，前輪安置在座椅底部的輪包內(nèi)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的定位銷固定使前輪處于收起狀態(tài)。當(dāng)需要放下前輪時(shí)，按動(dòng)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的一個(gè)紅色按鈕定位銷使轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于可轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，在前輪桿上有一根輔助桿，可以沿著滑軌收起和展開(kāi)，主要在前輪放下時(shí)固定前輪，輔助桿固定前輪時(shí)是在凹槽內(nèi)，當(dāng)固定好輔助桿時(shí)，向里按紅色定位銷是前輪桿保持固定狀態(tài)。需要收起前輪時(shí)則現(xiàn)按動(dòng)紅色定位銷，使前輪桿處于可轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，然后向上推動(dòng)輔助桿和前輪桿一起收起。輔助桿和前輪桿通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

（3）后輪：后輪從座椅內(nèi)部向下抽出，通過(guò)兩邊的連接桿一起向下拉出，通過(guò)紅色定位銷按鈕固定。在后輪的下部關(guān)節(jié)處可以轉(zhuǎn)動(dòng)，在向上收回的時(shí)候，輪子轉(zhuǎn)回到背面，有定位銷固定，向上推動(dòng)中間的連桿，通過(guò)定位銷固定，使后輪處于輪包內(nèi)，還原座椅狀態(tài)。在向下抽出時(shí)，則轉(zhuǎn)回到與前輪方向一致，然后通過(guò)下部關(guān)節(jié)上的紅色按鈕定位銷固定，使其轉(zhuǎn)換成兒童推車狀態(tài)。

4.結(jié)論

本文將兒童手推車與兒童安全座椅進(jìn)行了組合設(shè)計(jì)，針對(duì)9個(gè)月-2周歲兒童的生理、心理特點(diǎn)進(jìn)行了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、色彩和材料設(shè)計(jì)，力求讓兒童安全座椅不僅乘坐舒適、功能多變，更能發(fā)揮出最好的安全作用。希望隨著人們對(duì)兒童安全意識(shí)的提高，兒童汽車安全座椅能夠被普遍使用，讓每一個(gè)乘車的寶寶都能夠有安全保障。

本文為東北林業(yè)大學(xué)大學(xué)生可轉(zhuǎn)換為童車的兒童安全座椅設(shè)計(jì)創(chuàng)新項(xiàng)目成果，項(xiàng)目編號(hào)：201510225139