兒童座椅乘坐舒適性的評價體系研究

中汽認證中心有限公司□郝東輝 周達倫 紀 昂 強 毅

1 引言

隨著保有量逐年增加，私家車已成為人們的日常出行工具；為了乘車安全，兒童乘坐兒童座椅出行成為常態(tài)。然而，經(jīng)調(diào)研兒童座椅的乘坐舒適性，無論用戶還是生產(chǎn)者對其關注度不夠，標準法規(guī)對兒童座椅舒適性的評價內(nèi)容與方法缺乏，乘坐舒適性對兒童的身心健康及成長亦有重要影響。兒童座椅類型與分類復雜，固定方式與約束方式多樣，顏色款式材質尺寸不一而同，適用對象從剛出生嬰兒到不同年齡段兒童，其身高體重不等，對舒適性的感受不同；隨著生活品質的提升，技術進步，一款既能保障兒童出行安全又能最大程度滿足兒童乘坐舒適性的兒童座椅成為人們的追求，因此舒適性影響因素及評價內(nèi)容值得梳理研究。

2 兒童座椅乘坐舒適性及其影響因素分析

（1）兒童座椅乘坐舒適性

兒童座椅乘坐舒適性是指在行車或駐車狀態(tài)下，兒童座椅能夠為兒童乘員提供乘坐體驗的舒適程度。一款滿足安全性能的兒童座椅，在舒適性方面應考慮到了兒童心理、生理特征，人機工程學、基礎醫(yī)學、運動生理學、藝術美學、人文科學等學科或領域的相關知識，考慮到了兒童座椅的使用環(huán)境等因素。

兒童座椅的舒適性可分為靜態(tài)舒適性、動態(tài)舒適性及操作舒適性。

1）靜態(tài)舒適性：是指在車輛靜止狀態(tài)下，兒童座椅提供給兒童身體的舒適特性，一般與座椅的造型、尺寸、材質、調(diào)節(jié)特性相關。

2）動態(tài)舒適性：是指在車輛行駛狀態(tài)下，兒童座椅通過骨架及座墊將振動傳遞給兒童后給兒童的舒適特性，一般與兒童座椅自身的頻響傳遞特性、車型及行駛工況等因素有關。

3）操作舒適性：是指兒童座椅在車輛上的安裝或拆下的便捷程度、調(diào)節(jié)或調(diào)整的便捷程度，一般與兒童座椅的結構類型有關。

按照乘坐時間的不同，兒童座椅乘坐舒適性又可分為短時舒適性與長時舒適性。

1）短時舒適性：是指兒童短時間內(nèi)乘坐于兒童座椅的人體感受，幾分鐘或十幾分鐘不等，一般兒童座椅的顏色、款式、造型、材料質地、乘坐空間等因素影響較大。

2）長時舒適性：是指兒童乘坐于兒童座椅相當一段時間后的舒適性感受，此時通常車輛處于行駛狀態(tài)，45分鐘以上，一般兒童座椅固定方式及兒童的約束方式、兒童座椅的隔振效果即自身的頻響傳遞特性影響較大。

（2）影響因素分析

兒童座椅乘坐舒適性的影響因素可以從主觀與客觀兩方面分析。主觀因素包括：1）兒童乘員自身狀況，包括年齡、身高、體重、體型、種族、心理生理特征、身體狀態(tài)等，不同兒童對舒適性的感受存在差異性；2）主觀感知，包括味覺、嗅覺、視覺、觸覺、聽覺等?？陀^因素包括：1）座椅總成；2）結構；3）面套；4）泡沫；5）造型；6）適配車型；7）使用環(huán)境與行車工況氣象條件等。

3 兒童生理特征及兒童座椅類型與分類

（1）兒童生理特征

在兒童心理學中，兒童的年齡段很長，從出生到18歲都屬于兒童，我國法律關于兒童年齡段的劃分：不滿1周歲為嬰兒，1周歲～6周歲為幼兒，6周歲～14周歲為兒童。兒童在生理上處于發(fā)育階段，其體型特征與成年人有非常大的區(qū)別，不僅受到自身因素的影響還受到外界因素的影響，當各方面因素適合發(fā)育時，發(fā)育就快，相反就慢甚至停滯。

1）兒童人體尺寸

國家標準GB/T 26158—2010《中國未成年人人體尺寸》提供了我國4周歲～17周歲的未成年人尺寸數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)來源于我國在2006年～2007年進行的全國未成年人人體是尺寸調(diào)查，測量點覆蓋東北華北區(qū)、中西部區(qū)、長江中下游區(qū)、兩廣福建區(qū)和云貴川區(qū)。

表1 兒童各年齡組身體各部位重量

2）兒童運動特點

兒童的動作發(fā)展與兒童身體發(fā)展、大腦和神經(jīng)的發(fā)展密切相關，在乘車過程中通常表現(xiàn)為手和足的動作，根據(jù)人體生物力學，人體較輕部位比較重部位、短的部位比長的部位、肢體末端比主干靈活；兒童的骨、骨連結和骨骼肌處于生長發(fā)育階段，力量小易疲勞。

3）兒童的感官特征

兒童的視力發(fā)育是一個漸進的過程，直到8歲才能基本發(fā)育完全。研究顯示：1歲時，0.1～0.3；2歲～4歲時，0.6～0.8；4歲時，0.8～1.0；5歲～7歲時，1.0；8歲～9歲時發(fā)育成熟。

兒童的耳朵發(fā)育12歲左右才能發(fā)育完成。研究表明，低音比高音更能使嬰兒感到舒適，35d B～75d B范圍內(nèi)的音量對很小的嬰兒有刺激作用，大些的嬰兒能較好地辨別詞音；6歲～15歲聽覺靈敏度及音調(diào)辨別能力逐漸發(fā)展提高。

兒童的皮膚分布很多感受器，感覺主要有觸覺、冷熱覺和痛覺。知覺是對感覺的加工過程，發(fā)生較晚，兒童出生后4個月～5個月出現(xiàn)手眼協(xié)調(diào)，3個月～4個月出現(xiàn)形狀知覺，1周歲開始有空間和時間知覺，3歲～4歲能辨別上下和前后，5周歲才能辨別以自身為中心的左右。

4）兒童的發(fā)育特征

兒童從胎兒時期開始遵循頭尾發(fā)展規(guī)律，即身體形態(tài)與和動作都由頭部開始，逐步向軀干和四肢發(fā)展，頭部所占身體比重較大，新生兒頭部占身體總高的1/4，而成人頭部只占身體總高的1/8，可見兒童身體各個部分的結構比例不是成人身體尺寸的簡單“縮小”。

兒童自出生后，身體呈波浪式生長，經(jīng)歷兩個高峰，一是胎兒中期到1周歲生長高峰，二是青春期生長高峰。從出生到成人，人體各部分的增長幅度為：頭部增加1倍，軀干2倍，上肢3倍，下肢4倍。我國新生兒身體長度一般50cm左右，1周歲以內(nèi)是嬰兒生長速度最快時期，平均增長約25cm，即1周歲時可達到約75cm，2周歲時身體可增長到約85cm，在3周歲～6周歲學齡前期階段，身體生長發(fā)育逐漸減緩，但比后期發(fā)育還是要快很多，每年體重增加約1.5kg～2kg，身高每年增長約5cm～8cm，頭部增長逐漸減慢，頭圍每年增加小于1cm。

兒童處于發(fā)育階段，骨骼形狀及特性特殊，骨質較軟，彈性大，易彎曲；肌肉發(fā)展不平衡，大肌肉群發(fā)育早，小肌肉群發(fā)育不完善，整體力量差，容易受傷；皮膚幼嫩，易劃破擦傷。

（2）兒童座椅的類型與分類

根據(jù)標準GB 27887—2011《機動車兒童成員用約束系統(tǒng)》，兒童座椅的類型按照在車輛上的放置位置，分為通用類、受限制類、半通用類、特殊車輛類；兒童座椅的分類，按照兒童體重分為五個質量組：0組（0kg～11kg）、0+組（0kg～13kg）、 Ⅰ組 （9kg～18kg）、 Ⅱ組（15kg～25kg）、Ⅲ（15kg～36kg）組；按照兒童座椅的安裝方向，分為前向式、后向式、側向式。按照兒童座椅的固定方式及兒童的約束方式，也有多種情況，常見類型與分類見表2。

表2 根據(jù)CRS的固定方式及兒童的約束方式分類

4 兒童座椅乘坐舒適性的“人-機-環(huán)”系統(tǒng)分析

兒童座椅的乘坐舒適性主要通過人的身體感官去判斷，可通過以人為中心的“人-機（座椅）-環(huán)”系統(tǒng)分析方法判斷影響兒童乘坐舒適性的因素。人的因素，包括兒童的生理感受（視覺、嗅覺、味覺、聽覺、觸覺），動作感受（關節(jié)運動、肌肉運動、骨骼運動、內(nèi)臟感知），心理感受（心情、睡眠、健康、疲勞）等；機（兒童座椅）的因素，包括對兒童座椅的直接感官（外觀、空間、造型、顏色、氣味、觸摸感）、兒童座椅類型與結構（固定方式、兒童的約束方式、拆裝及調(diào)節(jié)特性）、材質（座椅骨架、面套、發(fā)泡、織帶、帶扣等）等；環(huán)境因素，包括兒童座椅適配的車型（緊湊型、豪華型、電動、燃油、普通、SUV等）、車輛的行駛車速、車輛的行駛工況（瀝青路、水泥路、特殊路面、彎道、加速、減速、緊急制動、天氣因素 （雨、雪、風）等。

表3 “人-機-環(huán)”系統(tǒng)分析

5 兒童座椅乘坐舒適性的評價內(nèi)容與方式

兒童座椅乘坐舒適性可通過主觀與客觀兩種方式進行評價，主觀評價是通過人的感官、操作、乘坐感受去判斷舒適性的好壞，評價內(nèi)容可分位靜態(tài)項目與動態(tài)項目；客觀評價是通過對兒童座椅進行試驗的方式實現(xiàn)對兒童座椅的舒適性評價，試驗項目包括對座椅總成及其關鍵部件的性能試驗，總成試驗如： 座墊/靠背剛度、振動傳遞率、壓力分布等，關鍵件試驗如：面套（氣味、透氣性、延伸率）、泡沫硬度等。主客觀評價內(nèi)容參考見表4、表5。

表4 主觀評價項目

表5 客觀評價項目

6 結論

本文以 “人-機-環(huán)”系統(tǒng)分析思路，從兒童的生理特征、兒童對舒適性感知因素、兒童座椅分類及兒童座椅安裝使用環(huán)境出發(fā)，歸納兒童座椅乘坐舒適性的影響因素及評價內(nèi)容，但未對具體的試驗方案與方法進行探討；兒童座椅類型與分類較多，造型與款式多樣，不同的兒童座椅應選擇適用的舒適性評價項目，可供企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品評價參考。