論兒童車(chē)載安全座椅設(shè)計(jì)

李勝男

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，轎車(chē)的普及，兒童安全座椅的舒適性和安全性越來(lái)越引起人們的注意。在人機(jī)工程學(xué)的原理的基礎(chǔ)上，使現(xiàn)代兒童安全座椅設(shè)計(jì)更完美，其目的就是為了提高兒童安全座椅使用時(shí)的安全性和舒適性，力求使座椅使用的兒童、機(jī)及環(huán)境系統(tǒng)達(dá)到最舒適狀態(tài)。最重要的兒童安全座椅人機(jī)關(guān)系設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)是兒童的身體尺寸數(shù)據(jù)，椅面的高度、寬度、深度及傾角的設(shè)計(jì)、靠背的高度和寬度設(shè)計(jì)、扶手的高度都須符合兒童的身體尺寸；安全帶和頭枕設(shè)計(jì)是兒童安全座椅最核心的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；兒童車(chē)載安全座椅；安全性外觀尺寸設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.250

1 兒童安全座椅介紹

20世紀(jì)以來(lái)，汽車(chē)的數(shù)量突飛猛進(jìn)，人們隨之提高安全意識(shí)，慢慢的認(rèn)識(shí)到在汽車(chē)上使用兒童安全座椅很重要。中央電視臺(tái)曾經(jīng)播放兒童安全座椅的公益廣告以及我國(guó)從2014年9月1日起“兒童安全座椅實(shí)施強(qiáng)制認(rèn)證”等三項(xiàng)新規(guī)定的實(shí)施，更說(shuō)明了兒童安全座椅問(wèn)題受到國(guó)家的重視。所有成長(zhǎng)期的兒童都應(yīng)使用安全座椅，他們的身體非常脆弱，我們力求通過(guò)設(shè)計(jì)讓兒童安全座椅不僅乘坐舒適，造型美觀，更能發(fā)揮出其安全保護(hù)作用。

貌似簡(jiǎn)單的兒童安全座椅，其實(shí)內(nèi)部有著復(fù)雜的安全結(jié)構(gòu)。處于成長(zhǎng)期的兒童身體尺寸變化很快，而且兒童不同于成人，能夠清楚的表述出乘坐座椅的感受，所以?xún)和纳眢w尺寸數(shù)據(jù)是重要的人機(jī)座椅設(shè)計(jì)科學(xué)依據(jù)。

2 兒童安全座椅的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)兒童安全座椅時(shí)要結(jié)合人機(jī)工程學(xué)中的兒童身體各個(gè)部分的尺寸，主要從以下八方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 椅面高度的設(shè)計(jì)

椅面高度是指座椅的座面與地面的垂直距離。因?yàn)閮和问前仓迷谄?chē)座椅上面的，所以在這里的椅面高度指的是椅面到腳踏或者是懸空腳的距離。要想乘坐舒適，座椅應(yīng)使兒童的大腿部近似于水平，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。

2.2 椅面寬度的設(shè)計(jì)

座椅坐面的寬度呈前寬后窄的形狀更有利于保護(hù)兒童。兒童都好動(dòng)，所以座椅的寬度應(yīng)使臀部得到全部支承，加上合適的活動(dòng)余量，同時(shí)也要更好的考慮到安全性。以10周歲兒童為例，一般可取295-355毫米，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?？梢砸宰匀淮贡鄣氖孢m姿態(tài)時(shí)的肩寬為標(biāo)準(zhǔn)增加適當(dāng)?shù)某叽缬嗔俊?/p>

2.3 椅面深度的設(shè)計(jì)

主要是指椅面的前端至后端的距離。椅面深度對(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，同時(shí)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)。因此在安全座椅設(shè)計(jì)中，椅面深度的人機(jī)尺寸非常重要，椅面深度超過(guò)大腿部的長(zhǎng)度，兒童背部將有很大的傾斜，腰部缺乏支撐而懸空，增加了腰部肌肉活動(dòng)強(qiáng)度致使疲勞產(chǎn)生，在長(zhǎng)時(shí)間的乘坐下還容易讓兒童產(chǎn)生麻木難受的感覺(jué)。椅面深度的人機(jī)數(shù)據(jù)應(yīng)取于兒童的坐高和坐深。以10周歲兒童為例，椅面深度取在225-325毫米為宜。

2.4 傾角的設(shè)計(jì)

含座面傾角和靠背傾角兩部分內(nèi)容。座面傾角是指椅面與水平面的夾角。座椅面應(yīng)稍向后傾斜，以防止在汽車(chē)行駛不穩(wěn)時(shí)臀部向前向后滑動(dòng)，而且這樣設(shè)計(jì)背部在重力影響下自然向后傾靠，貼向靠背以尋找舒適的背部支撐。由于兒童安全座椅是安裝在汽車(chē)座位上，這里同時(shí)還要考慮汽車(chē)座椅的傾角。整體傾角在14-24度為宜。而靠背傾角是指有靠背的座椅中靠背與椅面間的夾角。借以保持兒童脊柱正常自然形態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間乘坐更加舒適。從人機(jī)角度來(lái)講最適宜的傾角為94-116度。

2.5 靠背的高和寬的設(shè)計(jì)

靠背能夠讓乘坐更加舒適，同時(shí)也是座椅安全性的重要保障。靠背的高和寬與坐姿肩高和肩寬有關(guān)，對(duì)于安全座椅的靠背設(shè)計(jì)，一定要考慮到安全性原則，讓兒童的頭部很好的貼合頭部靠枕，這樣既安全又舒適。要使座椅更加人機(jī)，座椅應(yīng)該考慮使靠背能夠調(diào)節(jié)高度以適應(yīng)兒童的坐姿。

2.6 扶手高度的設(shè)計(jì)

作用在于支撐手臂重量，借以減輕肩部負(fù)擔(dān)，減少手肘部的疲勞。在起身和入座時(shí)，因?yàn)閮和脛?dòng)，手臂可以利用扶手支撐身體。在車(chē)輛行駛搖擺、顛簸狀態(tài)下扶手可以幫助兒童保持身體平衡和穩(wěn)定。不同年齡兒童身體尺寸不同，扶手上表面至座面的垂直距離應(yīng)該盡量可調(diào)，同時(shí)扶手前端略為升高，隨著座面傾角的變化扶手傾斜度一般為±11度，而扶手在水平方向的左右偏角在±11度，一般與座面的形狀吻合?？拷滞蠖顺势骄徠鸱姆鍪衷O(shè)計(jì)不會(huì)讓上臂的血管和主要肌肉發(fā)生扭曲，長(zhǎng)時(shí)間保持這個(gè)姿勢(shì)也不會(huì)發(fā)生疲勞，更加符合人機(jī)工程學(xué)的要求。

2.7 安全帶設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)

對(duì)于兒童安全座椅的安全帶來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是可以以舒適妥帖的方式將兒童的胸腹和腿部束縛在座椅上，具有一定調(diào)節(jié)范圍的緊固系統(tǒng)。當(dāng)碰撞事故發(fā)生時(shí)，將兒童限制在座椅上，讓孩子的身體不發(fā)生大幅度的晃動(dòng)而在車(chē)內(nèi)與其他部件發(fā)生碰撞，最大程度的保證孩子的安全。

2.8 頭枕設(shè)計(jì)

頭枕是一種用以限制孩子頭部相對(duì)于軀干向后移位的柔性裝置。兒童安全座椅頭枕應(yīng)該把頭部和頸部作為重點(diǎn)保護(hù)部位。嬰兒的頭部重量相當(dāng)于其全身重量的50%，一個(gè)3歲的兒童頭部重量可以占到體重的18%，但是頸椎卻十分的脆弱。而在緊急剎車(chē)甚至撞擊的情況下，兒童脆弱的頸部根本無(wú)法支撐頭部巨大的慣性，會(huì)造成巨大的傷害。在發(fā)生追尾或者撞車(chē)事故時(shí)，頭枕可最大程度的減少孩子頸椎損傷的發(fā)生。座椅頭枕應(yīng)該具有一定的調(diào)節(jié)范圍，這樣能最好的在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中適應(yīng)兒童頭部，當(dāng)發(fā)生車(chē)輛安全事故時(shí)，頭枕就能有效地吸收撞擊產(chǎn)生的沖擊力，而對(duì)兒童頭部起到保護(hù)作用。

3 結(jié)語(yǔ)

兒童成長(zhǎng)速度快，所以系統(tǒng)性的人機(jī)工程學(xué)數(shù)據(jù)運(yùn)用在兒童安全座椅上是非常必要的，使兒童的生理和心理保持健康，更為重要的是對(duì)兒童生命權(quán)利的尊重。利用人機(jī)工程學(xué)原理進(jìn)行兒童安全座椅設(shè)計(jì)是人性化設(shè)計(jì)觀的體現(xiàn)，能真正體現(xiàn)出人性化設(shè)計(jì)對(duì)人的關(guān)懷，體現(xiàn)人性化社會(huì)對(duì)兒童人身安全的重視。深入研究人機(jī)工程學(xué)在兒童安全座椅設(shè)計(jì)上的運(yùn)用同樣對(duì)人機(jī)工程學(xué)的學(xué)科發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛恩榮，張紅，宋正河.車(chē)輛人機(jī)工程學(xué)[J].北京：北京理工大學(xué)出版社.