基于人機(jī)工程學(xué)的嬰兒車安全性研究

李奇涵　汪曉光　王飛

摘要：近年來嬰兒手推車造成的事故不斷，給嬰幼兒帶來的許多傷害。事故的頻發(fā)給人們帶來了深刻的教訓(xùn)，引發(fā)人們對安全理念的重視。從人-機(jī)-環(huán)境的角度對三者的關(guān)系特性做出解析，通過安全人機(jī)工程學(xué)的理論對嬰兒車做出防護(hù)，降低其危險(xiǎn)性。結(jié)論為嬰兒車的安全性提供理論依據(jù)，為安全事故防護(hù)提供決策參考。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；嬰兒車；安全性；防護(hù)方式

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.35.092

1前言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國每年都會(huì)有一萬多起嬰兒車意外傷害，2009年共有14000起由嬰兒手推車造成的嬰幼兒意外傷亡事故，現(xiàn)今嬰兒手推車是造成5歲以下兒童事故的主要產(chǎn)品之一。因此在2013年5月10日，為了進(jìn)一步防止年幼兒童的死亡和受傷事故，CPSC（美國消費(fèi)安全協(xié)會(huì)）通過了一項(xiàng)規(guī)章制定通知，擬建立嬰兒推車聯(lián)邦安全標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國沒有做過相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，但是因?yàn)閶雰很嚨馁|(zhì)量問題和設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的事故也頻有發(fā)生，從而引發(fā)了人們對嬰兒車安全性的重視。可以結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的理論知識(shí)來對它進(jìn)行研究，保證嬰兒車手推車的適用與安全。

2人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)起源于英國，形成于美國，把人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)作為研究的基本對象，運(yùn)用生理學(xué)，心理學(xué)，人體測量學(xué)，生物力學(xué)等其他相關(guān)學(xué)科，研究人-機(jī)器-環(huán)境系統(tǒng)中個(gè)組成部分。我們可以運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的理論，觀點(diǎn)和方法，來研究嬰兒車操作系統(tǒng)中的安全問題，基于人機(jī)環(huán)境三者之間的問題，分析如何使嬰兒車達(dá)到安全與適用的目的。

2.1人的因素

嬰兒車是嬰童產(chǎn)品的一種，這一類產(chǎn)品的特殊性在于包含兩種用戶群體，從工業(yè)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，產(chǎn)品的主要用戶群體是嬰兒，次要用戶群體是成人（家長）。這里以六個(gè)月到三歲之間的嬰幼兒為主要用戶，人機(jī)系統(tǒng)中對嬰兒的特性分析可以分為兩個(gè)方面：生理特性和心理特性。

第一，嬰幼兒的生理特征：嬰幼兒身體柔軟，骨骼發(fā)育不完全，同時(shí)，這一時(shí)期的嬰兒身體成長尺度增幅變化很大；7～8個(gè)月嬰兒身高約65～70厘米，而25～30個(gè)月身高約90～95厘米。因此，嬰兒車必須在有限的空間里提供舒適的活動(dòng)范圍，由于嬰兒身體正處于發(fā)育時(shí)期，必須要保持嬰兒坐臥壓力分布合理，身體自然松弛，血液循環(huán)良好。而且在這一時(shí)期嬰兒頭部占身體比重的18%是設(shè)計(jì)中重點(diǎn)保護(hù)對象。

第二，嬰幼兒的心理特征：嬰兒期（0～1歲）感覺初級(jí)薄弱，智力處于標(biāo)志時(shí)期，對事物和環(huán)境的感觸處于具象思維方式，具備了一定的探索和嘗試的心理能力。幼兒階段（1～3歲）具備了獨(dú)立活動(dòng)與思維能力，但依就處于感知運(yùn)動(dòng)階段，思維更加發(fā)達(dá)對新奇事物產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心，并能夠通過自己獨(dú)特的方式去理解事物和世界。所以，這一時(shí)期的嬰幼兒是處于一種生理脆弱，易受傷，心里好奇，活潑好動(dòng)，無防范意識(shí)的階段。

嬰兒車的另一個(gè)使用者是成人。通過對眾多事故案例分析，成人的失誤造成的危險(xiǎn)占據(jù)較大的比重，其中導(dǎo)致不安全因素的操作歸結(jié)為兩點(diǎn)：第一，誤判斷，誤操作。第二，精神不集中，疲倦操作。這不僅是操作者的因素，同樣也是使用場景中可對嬰幼兒造成意外傷害的人員的分析。嬰兒車設(shè)計(jì)中不僅要考慮到常規(guī)的使用環(huán)境，也要考慮到非常規(guī)外來危險(xiǎn)。所以嬰兒手推車的設(shè)計(jì)中要做到警示和預(yù)防，要加入容錯(cuò)設(shè)計(jì)因素，將家長的誤操作情況考慮到實(shí)際使用場景中，通過相應(yīng)的設(shè)計(jì)，以保證嬰幼兒的安全。

2.2嬰兒車的因素

嬰兒車在人-機(jī)-環(huán)境中處于最為重要的一環(huán)，既要滿足人的需求又要協(xié)調(diào)環(huán)境的影響，一切的功能與實(shí)現(xiàn)最終都要落實(shí)在產(chǎn)品上來解決。嬰兒車的本質(zhì)功能點(diǎn)在于兩方面：其一，通過與外界自然環(huán)境的接觸，促進(jìn)嬰幼兒的生理成長。其二，為成年人攜帶嬰幼兒提供便利。在保證功能實(shí)現(xiàn)的前提下，提高嬰兒車的安全性，應(yīng)該將重點(diǎn)考慮因素于材料，結(jié)構(gòu)和色彩三個(gè)方面。

材料分析：所有材料目視檢查應(yīng)該清潔干凈，無污染。至少穩(wěn)定承重25千克以上，材料選擇堅(jiān)固輕質(zhì)為主，而針對嬰兒車內(nèi)部區(qū)域和部件材料性質(zhì)，應(yīng)選擇可溶性重金屬不超限量的材料。

嬰兒車的結(jié)構(gòu)：要保持穩(wěn)定平衡，減少尖邊銳角出現(xiàn)，不能出現(xiàn)較大的縫隙和孔，以免不必要的傷害。嬰兒車內(nèi)部所需部件對于處于“口預(yù)期”的嬰兒而言十分危險(xiǎn)，最好避免直接暴露或者直接接觸。對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆€(wěn)定性測試和撞擊測試，保證即使在特殊情況下依舊能夠保護(hù)車內(nèi)嬰兒的安全。

嬰兒車的色彩：根據(jù)嬰幼兒的視覺習(xí)慣，亮色是首選，而且不喜歡暗色，傾向波長的暖色，不喜歡波短的冷淡色。2-3歲的嬰幼兒最喜歡的顏色是紅色和黃色，然后才是藍(lán)色和綠色。所以，應(yīng)該以高明度低純度作為主要顏色，并且控制在三色以內(nèi)避免視覺疲勞。

2.3使用環(huán)境的因素

人和產(chǎn)品會(huì)影響到環(huán)境的優(yōu)劣，反之，環(huán)境也影響著人的健康，環(huán)境的污染是需要長久地治理改善，而在這一期間產(chǎn)品就擔(dān)負(fù)著保護(hù)人不被環(huán)境所侵害的責(zé)任。在嬰兒車的使用環(huán)境中，成年人視野范圍在一米到兩米之間，而嬰兒手推車中嬰兒的視野環(huán)境在一米以下。不但不能達(dá)到給嬰兒開闊視野的目的，而且還會(huì)對嬰兒的視覺發(fā)育產(chǎn)生阻礙。同時(shí)，室外空氣環(huán)境復(fù)雜，這個(gè)高度位置的空氣質(zhì)量差，細(xì)菌滋生，對嬰兒的呼吸不利，整體上還會(huì)影響嬰兒的情緒。考慮到使用環(huán)境的多種可能性，比如馬路、停車場、乘共交通、環(huán)境光線較暗的地方等，嬰兒車需要有一定的夜間警示設(shè)計(jì)，如利用燈光激光發(fā)射器等來提示嬰兒車的位置，才能盡量避免這類交通意外的發(fā)生。

3安全防護(hù)方式

結(jié)合人機(jī)環(huán)境三者之間的安全隱患因素和現(xiàn)實(shí)事故的案例可以對多數(shù)危險(xiǎn)源做出預(yù)防保護(hù)。但是隨著科技的發(fā)展，人們需求的擴(kuò)展，雖然預(yù)防的方式越發(fā)多樣化，但是也帶來了更多的潛在危險(xiǎn)源?；诎踩藱C(jī)工程學(xué)的理論，針對不同的目的，可以采取不同的安全防護(hù)方式，主要安全防護(hù)方式類型有限制型，產(chǎn)品保護(hù)型，危險(xiǎn)轉(zhuǎn)移型，轉(zhuǎn)換型，主動(dòng)保護(hù)型，被動(dòng)保護(hù)型等。endprint

3.1限制型

限制型主要針對的是使用人群，對嬰幼兒的活動(dòng)空間和成人操作進(jìn)行一定的限制，正如現(xiàn)今很多產(chǎn)品會(huì)將螺絲，部件隱藏起來，不僅是出于簡潔美觀的目的，而且還可以限制使用者在事故發(fā)生時(shí)嘗試自行拆解修理，造成對人或者產(chǎn)品的傷害。嬰兒車內(nèi)細(xì)小零件隔離在可觸范圍之外，不設(shè)置不必要和不成熟的功能限制家長的嘗試性操作。屬于嬰兒車使用中直接有效的安全防護(hù)措施。

3.2產(chǎn)品保護(hù)型

產(chǎn)品保護(hù)型的措施是將對于易對人造成傷害的部位進(jìn)行安全防護(hù)設(shè)計(jì)。面對復(fù)雜的道路情況，嬰兒車的減震性很大程度影響著整體的性能。而且此時(shí)嬰兒的大腦組織發(fā)育尚不完全，容易受外力而晃動(dòng)，嚴(yán)重者會(huì)使腦內(nèi)組織受到傷害，所以，減震的設(shè)計(jì)是對于嬰兒頭部重要的安全防護(hù)措施?，F(xiàn)今嬰兒車的減震性設(shè)計(jì)主要包括兩種方式：充氣橡膠輪和外置雙避震彈簧，采用較大的充氣橡膠輪可以有效吸收顛簸路面的震動(dòng)，增強(qiáng)彈性空間。在震動(dòng)傳導(dǎo)路徑上設(shè)置減震彈簧，使路面?zhèn)鲗?dǎo)來的外力分散，保持嬰兒車內(nèi)臥平穩(wěn)。

3.3危險(xiǎn)轉(zhuǎn)移型

將易造成傷害的部件或位置轉(zhuǎn)移至人接觸不到的區(qū)域。比如現(xiàn)在市面上比較受追捧的高景觀嬰兒車，和我們以前常見的那種座椅低矮的嬰兒推車不同，座椅位置都比較低，座椅高度基本上和汽車尾氣管的高度差不多，如果家長經(jīng)常推著寶寶走在道路邊的話，過往的汽車尾氣肯定會(huì)進(jìn)入寶寶的體內(nèi)，對嬰幼兒的身體造成傷害。 而座椅位置比較高的嬰兒車可以有效的避免這種情況，而且還能給嬰幼兒一個(gè)寬闊的視野，有助于他們的視覺成長發(fā)育。

3.4轉(zhuǎn)換型

將危險(xiǎn)的部件形式轉(zhuǎn)換為不具危險(xiǎn)的形式。在國內(nèi)市場早期階段普遍嬰兒車采用座椅面向前方并且前護(hù)欄設(shè)置，它的意義在于發(fā)生碰撞時(shí)可以保護(hù)嬰兒身體。然而，這樣的設(shè)置卻多發(fā)事故，嬰幼兒會(huì)憑借護(hù)欄嘗試站立，翻越摔倒甚至直接被護(hù)欄夾傷。后期嬰兒車基本改版去掉護(hù)欄轉(zhuǎn)換為五點(diǎn)式安全帶。將具有潛在危險(xiǎn)因素的部件轉(zhuǎn)換為帶有柔軟護(hù)墊的安全帶，降低了事故的多發(fā)性。

3.5主動(dòng)保護(hù)型

當(dāng)危險(xiǎn)出現(xiàn)的時(shí)候，機(jī)器主動(dòng)地做出反應(yīng)，通過一定的操作將人置于安全狀態(tài)。通常為了防止急剎車的慣性，嬰兒車上要配備安全帶綁定嬰幼兒的穩(wěn)定，即使發(fā)生意外緊急制動(dòng)，也會(huì)保證嬰幼兒的安全狀態(tài)。現(xiàn)今的安全帶設(shè)計(jì)分為三點(diǎn)式和五點(diǎn)式兩種，雖然兩者都能達(dá)到保護(hù)的目的，但是嬰兒車上一定要采用五點(diǎn)式安全帶設(shè)計(jì)，不僅受力更加均勻，消散撞擊產(chǎn)生的力量，而且在最安全的狀態(tài)下能夠保證嬰幼兒的活動(dòng)空間，同時(shí)寶寶不能自己打開卡扣，可以讓家長更加安心。

3.6被動(dòng)保護(hù)型

當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)，通過一定的防護(hù)措施把傷害降到最低程度。正如汽車事故的安全氣囊一樣，雖然不能保證絕對的安全，但是可以緩沖撞擊降低傷害。在產(chǎn)品中適用人群中，被保護(hù)對象都有一個(gè)可承受最高傷害值，通過前期的調(diào)研可得出他們的傷害限度臨界值，當(dāng)事故的發(fā)生會(huì)產(chǎn)生能量的傳遞，確保人機(jī)碰撞時(shí)對人體的傷害不超過臨界值是普遍的安全準(zhǔn)則，也是安全設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。

4結(jié)束語

沒有任何一款產(chǎn)品是絕對的安全，任何事物之中都潛伏著危險(xiǎn)的因素，通常我們所說的危險(xiǎn)與安全都只不過是一種主觀的判斷。人的意識(shí)是有限的，不可能認(rèn)識(shí)到所有的危險(xiǎn)源，同時(shí)新的技術(shù)，材料，能源又會(huì)帶來新的危險(xiǎn)源。對此，設(shè)計(jì)不能只是根據(jù)已發(fā)生的事故來完善產(chǎn)品的安全性，可以結(jié)合人機(jī)工程學(xué)復(fù)雜的理論知識(shí)從多個(gè)角度和學(xué)科出發(fā)，模擬使用場景，研究嬰兒車中人機(jī)系統(tǒng)中的安全問題，確保嬰幼兒身心的健康，考慮到成人的錯(cuò)誤操作，環(huán)境的多變，結(jié)合安全人機(jī)工程學(xué)的理論，通過產(chǎn)品的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)適用與安全的統(tǒng)一。

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