小學(xué)校車座椅與安全帶設(shè)計(jì)研究

張琳竟

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步、教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展及人們生活節(jié)奏的加快，幼兒及小學(xué)生上、下學(xué)乘車需求日益增強(qiáng)，一批批接送學(xué)生上下學(xué)的運(yùn)營車輛應(yīng)運(yùn)而生。但有些車輛的車況極差、適合學(xué)生的設(shè)計(jì)不完備，駕駛員的基本素質(zhì)低，存在巨大的安全隱患。本文針對(duì)小學(xué)校車座椅與安全帶的安全性問題，首先分析國內(nèi)外小學(xué)校車座椅的使用現(xiàn)狀和設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，提出座椅的安全性在小學(xué)校車安全問題中的重要性。其次，從人機(jī)工程學(xué)的視角分析適合小學(xué)生的校車座椅，并分析安全帶部位的設(shè)計(jì)，從而總結(jié)小學(xué)校車座椅和安全帶的設(shè)計(jì)研究。

關(guān)鍵詞：小學(xué)校車座椅；校車座椅安全帶設(shè)計(jì)；人機(jī)工程學(xué)

1 小學(xué)生校車座椅設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

（1）國外小學(xué)生校車座椅設(shè)計(jì)現(xiàn)狀。加拿大校車被譽(yù)為“世界第一安全校車”，除了其嚴(yán)格法規(guī)之外，統(tǒng)一的全國規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)從硬件上保障了學(xué)生們的安全。加拿大校車給每個(gè)座位都配備了安全帶，其次校車的外形看起來很結(jié)實(shí)，有點(diǎn)像裝甲車。在美國，坐校車的安全系數(shù)是坐私家車和公交車上學(xué)的40倍，因?yàn)樵谒拿總€(gè)座位上都配有三叉安全帶，大校車雖比較安全，但也裝有防撞安全裝置。在韓國，小學(xué)校車的座椅一定要符合兒童的體型，只有合理地根據(jù)兒童的體型制定的安全帶，才能做到全面地保護(hù)兒童的乘車安全。

（2）國內(nèi)小學(xué)生校車座椅設(shè)計(jì)現(xiàn)狀。在校車事故頻發(fā)的2011年，中國校車受到了來自社會(huì)各界前所未有的關(guān)注，小學(xué)的校車基本都是由一般的客車直接進(jìn)行接送，有的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)超載現(xiàn)象。其中絕大部分的座椅沒有經(jīng)過設(shè)計(jì)修改，用的是按照成人的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的座椅。座椅的尺寸對(duì)于小學(xué)生來說比較大，小學(xué)生坐在座椅中不能完全固定，在行駛過程中會(huì)隨著汽車顛簸而受到碰撞；同時(shí)，很多小學(xué)校車座椅由于是一般客車改造的，不會(huì)配備安全帶，沒有安全帶的保護(hù)，小學(xué)生更是有可能在發(fā)生車禍或是汽車進(jìn)行急剎車時(shí)被慣性摔到車窗、過道、前排座椅背等位置，造成傷害。

2 從人機(jī)工程學(xué)的視角分析校車座椅設(shè)計(jì)

（1）校車座椅的空間設(shè)計(jì)。首先應(yīng)優(yōu)先考慮實(shí)際需求，小學(xué)生在校車座椅上并不需要像成年人一樣的大范圍的活動(dòng)空間，因?yàn)樾W(xué)生身型還未發(fā)育成熟，其次座椅空間太大也會(huì)使兒童在遭遇車禍時(shí)被甩離座椅，所以座椅只需要?jiǎng)偤觅N合小學(xué)生身型，包覆著兒童會(huì)更加安全。

（2）校車座椅的使用設(shè)計(jì)。在校車座椅設(shè)計(jì)中的人機(jī)問題就是將系統(tǒng)中與小學(xué)生直接相關(guān)的部件設(shè)計(jì)成便于更有效地使用，從小學(xué)生的安全、健康、舒適出發(fā)，提出環(huán)境控制和安全保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心參考美國汽車安全法規(guī)FMVSS222中關(guān)于校車乘員座椅小學(xué)校車座椅安全方面做出有關(guān)于小學(xué)校車座椅尺寸參數(shù)的調(diào)查，美國校車座椅的椅背高度為595mm，法律規(guī)定使用安全帶就必須用711mm的高椅背，座椅靠背的高度應(yīng)考慮在緊急剎車及追尾事故中對(duì)勁椎的保護(hù)，在使用安全帶時(shí)更應(yīng)該注意跟椅背的配合，照顧到個(gè)子較高的學(xué)生。所以標(biāo)準(zhǔn)的小學(xué)座椅椅背的高度不可以小于710mm。在校車座椅設(shè)計(jì)中要受到小學(xué)生人體尺寸的約束，因?yàn)樾W(xué)生的尺寸是隨時(shí)間在變化，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)數(shù)據(jù)測量的時(shí)間來不斷改進(jìn)，盡可能使用近期測到的數(shù)據(jù)，并對(duì)于這些變化的數(shù)據(jù)要選擇有效的設(shè)計(jì)方案來減少座椅使用中的弊端。

（3）校車座椅的安全設(shè)計(jì)。在校車座椅的設(shè)計(jì)中，安全是一個(gè)最主要的性能，安全性可以分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性，主動(dòng)安全性是座椅本身的材質(zhì)在危險(xiǎn)情況下能保持座椅的穩(wěn)定性，座椅的強(qiáng)度就是其中首要的內(nèi)容。在校車行駛中，座椅需要承受許多復(fù)雜的負(fù)荷，只有足夠的強(qiáng)度，才能將車禍發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的損傷降到最小，因?yàn)槭褂谜呤切W(xué)生，自身的骨骼發(fā)育未完全，在車禍中受到的傷害更大，所以座椅的設(shè)計(jì)更需要質(zhì)量的保證。被動(dòng)安全性一般都指安全帶、頭枕，在發(fā)生無法避免的車禍時(shí)，可以保護(hù)小學(xué)生免受重傷甚至死亡。在座椅強(qiáng)度不足時(shí)，頭枕就可以起到重要的保護(hù)作用，同時(shí)在追尾總成兒童頸部后傾時(shí)可以減輕頸椎可能受到的傷害。

根據(jù)以上三個(gè)問題的研究，在充足的校車座椅空間內(nèi)保證小學(xué)生的安全問題成為設(shè)計(jì)座椅的重點(diǎn)，不僅是座椅的形態(tài)、材質(zhì)需要精挑細(xì)選，與之相關(guān)的配套設(shè)備同樣需要設(shè)計(jì)。其中重要的一個(gè)設(shè)計(jì)就是安全帶，接下來以研究以對(duì)碰撞最有效的被動(dòng)防護(hù)方法之一的安全帶的設(shè)計(jì)研究為例，闡明座椅安全的防護(hù)作用。

3 小學(xué)校車座椅安全帶設(shè)計(jì)分析

（1）二點(diǎn)式安全帶設(shè)計(jì)。小學(xué)座椅選擇的安全帶基本由二點(diǎn)式的安全帶為主，其實(shí)又分為腰帶和肩帶，腰帶以兩個(gè)固定連接點(diǎn)位于座椅的下方，通過織帶在腰部的約束時(shí)發(fā)生碰撞的時(shí)候重心不會(huì)前移，這是最先發(fā)展的一種形式。雖保證了小學(xué)生的安全，但是頭部及上軀體會(huì)向前移動(dòng)，容易造成頭部傷害。

（2）三點(diǎn)式安全帶設(shè)計(jì)。三點(diǎn)式安全帶使用的是腰與肩連續(xù)帶的方式，它既可以限制腰部又限制胸肩的運(yùn)動(dòng)，由三個(gè)固定連接點(diǎn)，一個(gè)在車身側(cè)圍立柱上，另外兩個(gè)在座椅的下方。因?yàn)檫@樣的組合形式綜合了肩帶和腰帶的優(yōu)點(diǎn)，所以實(shí)用性高，但也有無法顧及的方面，車輛發(fā)生后碰的時(shí)候就不能起到作用。

（3）四點(diǎn)式安全帶設(shè)計(jì)。最后的一種形式是四點(diǎn)式安全帶，是其中最為適合小學(xué)生的安全帶。這種全背帶式的安全帶同樣是既限制胸肩運(yùn)動(dòng)又限制腰部的組合安全帶，兩個(gè)位于座椅下方的固定連接點(diǎn)和兩個(gè)位于座椅后方的連接點(diǎn)，最符合保護(hù)小學(xué)生安全的保護(hù)形勢(shì)，雖然其系帶與脫出不方便，實(shí)用性并不是很高，但保護(hù)性最高。

4 結(jié)論

在中國，小學(xué)校車已經(jīng)逐漸成為影響小學(xué)生生活的一大因素，因?yàn)槠涫褂?、設(shè)計(jì)現(xiàn)狀不合理，保護(hù)設(shè)施的不完善，還有未按照小學(xué)生的身體狀況來進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，導(dǎo)致校車座椅上的安全帶被棄用或是形同虛設(shè)。國內(nèi)座椅的尺寸對(duì)于小學(xué)生來說比較大，小學(xué)生坐在座椅中不能完全固定，在行駛過程中會(huì)隨著汽車顛簸而受到碰撞；很多小學(xué)校車座椅由于是一般客車改造的，不會(huì)配備安全帶；有些雖然配備安全帶，但是由于未按照小學(xué)生的身體比例進(jìn)行調(diào)整，同樣起不到保護(hù)小學(xué)生安全的作用。相比之下國外對(duì)于小學(xué)校車座椅的設(shè)計(jì)就顯得人性化許多，更多地注重小學(xué)生身體的現(xiàn)狀，配以相適應(yīng)的設(shè)計(jì)，減去復(fù)雜或無用的設(shè)施。同樣在校車座椅的設(shè)計(jì)中，安全帶也是其中重要的部分，很多形式的安全帶并不是十分適合小學(xué)生的生理需求，其中二點(diǎn)式的安全帶就由于帶體保護(hù)的位置位于腰部，不能控制上半身的運(yùn)動(dòng)，沒有起到保護(hù)作用；三點(diǎn)式雖有保護(hù)到上半身，但因?yàn)橐?jīng)常調(diào)節(jié)肩部的帶體；四點(diǎn)式安全帶是最符合小學(xué)生心理的設(shè)計(jì)，像書包一樣的肩帶，很好地控制住上半身，腰部的帶體控制下半身，使學(xué)生在收到碰撞時(shí)不會(huì)偏離座椅，能有效地保護(hù)安全。只有將校車座椅和安全帶隨著小學(xué)生的生理變化來做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，才能滿足其安全性與舒適性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 毛恩榮，張紅，宋正河.車輛人機(jī)工程學(xué)[M].北京理工大學(xué)出版社，2007：47-62.

[2] 德國BOSCH公司.汽車安全性與舒適性系統(tǒng)= Safety， Comfort and Convenience Systems[M].魏春澤，等，譯.北京理工大學(xué)出版社，2007：10-59.

[3] 葛如海，劉志強(qiáng)，陳曉東.汽車安全工程[M].化學(xué)工業(yè)出版社，安全科學(xué)與工程出版社，2005：13-34.

[4] 上海市教育委員會(huì)組，錢宇彬，胡寧.現(xiàn)代汽車安全技術(shù)[M].上海交通大學(xué)出版社，2006：20-36.

[5] 肖艷榮.座椅舒適度與人機(jī)工程學(xué)[J].（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）鐵道車輛，1997（05）：1-60.

[6] GB15083-1994.汽車座椅系統(tǒng)強(qiáng)度要求及試驗(yàn)方法[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994：17-20.

[7] 張洪欣，林逸.汽車座椅的性能、設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[D].長春吉林工業(yè)大學(xué)汽車工程系，1988：20-32.

[8] 張旭，傅興.校車座椅設(shè)計(jì)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2012：51-52.