兒童座椅穩(wěn)定性試驗(yàn)方法探究

石鈺婷

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 201100）

隨著我國(guó)“二孩”“三孩”政策的出臺(tái)，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始重視兒童產(chǎn)品市場(chǎng)，尤其是兒童學(xué)習(xí)用家具。受因新冠肺炎疫情防控而集體停學(xué)的影響，居家學(xué)習(xí)、家庭成長(zhǎng)模式或?qū)⒊蔀槌B(tài)化延續(xù)整個(gè)后疫情時(shí)期，并且有研究顯示，中國(guó)青少年花費(fèi)在學(xué)習(xí)方面的時(shí)間和精力較歐美國(guó)家青少年多至少3倍～5 倍，兒童座椅成為兒童在生活學(xué)習(xí)中不可或缺的重要家具，是兒童家具中發(fā)展較為快速的產(chǎn)品之一。

目前，我國(guó)對(duì)兒童座椅穩(wěn)定性和強(qiáng)度的要求主要執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 28007-2011《兒童家具通用技術(shù)條件》，所引用的試驗(yàn)方法是我國(guó)家具力學(xué)性能通用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10357.2-2013《家具力學(xué)性能試驗(yàn) 第2 部分：椅凳類穩(wěn)定性》和GB/T 10357.3-2013《家具力學(xué)性能試驗(yàn) 第3 部分：椅凳類強(qiáng)度和耐久性》等。雖然兒童座椅和成年人座椅在形狀方面比較相似，但兒童座椅的使用對(duì)象主要是3 歲～14 歲兒童，這個(gè)年齡段的兒童生長(zhǎng)發(fā)育較快，身高和體重變化較大[1]，相比于成年人座椅，兒童座椅在尺寸、結(jié)構(gòu)方面有自身的特點(diǎn)和要求，套用成年人座椅的檢測(cè)方法時(shí)會(huì)出現(xiàn)局限性，比如：加載點(diǎn)與邊緣距離不匹配、加載點(diǎn)參數(shù)不合理等。因此，有必要研制適用于兒童座椅的穩(wěn)定性試驗(yàn)方法。

1 兒童座椅標(biāo)號(hào)

兒童座椅產(chǎn)品根據(jù)使用對(duì)象的年齡，并結(jié)合年齡對(duì)應(yīng)的兒童身高，進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)時(shí)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)加載。GB/T 3976-2014《學(xué)校課桌椅功能尺寸及技術(shù)要求》[2]中將中小學(xué)校、幼托機(jī)構(gòu)和高等院校課桌椅分為11 個(gè)型號(hào)（0號(hào)～10 號(hào)），包含了高中生與大學(xué)生使用的座椅，不屬于兒童家具的范圍；EN 1729-1:2015《家具 教育用課桌椅 第1 部分：功能尺寸》[3]將教育機(jī)構(gòu)使用的課桌椅劃分成8 個(gè)型號(hào)（0號(hào)～7 號(hào)），但是有多個(gè)標(biāo)號(hào)的試驗(yàn)力值均是相同的，劃分過(guò)細(xì)。因此，參考GB/T 26158-2010《中國(guó)未成年人人體尺寸》[4]的有關(guān)要求，可以對(duì)標(biāo)號(hào)數(shù)量進(jìn)行壓縮，保留6 個(gè)標(biāo)號(hào)（0 號(hào)～5號(hào)），保證精簡(jiǎn)的同時(shí)也可以適應(yīng)未來(lái)兒童座椅適用年齡更加細(xì)分的趨勢(shì)，如表1 所示。

表1 產(chǎn)品標(biāo)號(hào)

對(duì)于未給出標(biāo)號(hào)的產(chǎn)品，則可以根據(jù)所推薦的年齡選擇測(cè)試要求，對(duì)于具備可調(diào)節(jié)功能的兒童座椅產(chǎn)品，穩(wěn)定性需要在最低和最高使用范圍各執(zhí)行一次。

2 兒童座椅的穩(wěn)定性

2.1 兒童座椅前向穩(wěn)定性試驗(yàn)

座椅的前向穩(wěn)定性試驗(yàn)?zāi)M兒童坐在座椅前沿部分可能會(huì)出現(xiàn)向前傾翻的情況。根據(jù)GB 28007-2011《兒童家具通用技術(shù)條件》[5]中的要求和試驗(yàn)方法，用擋塊靠在椅子腿的前側(cè)，通過(guò)加載墊，在座面中心線離前沿 60 mm 的部位垂直施加600 N 的力，然后從加載墊接觸座面的部位沿水平方向向外施加20 N 的外力并停留至少5 s，記錄椅子是否傾翻或?qū)嶋H施加的力。對(duì)于一些設(shè)計(jì)供年齡較小的兒童使用的座椅，垂直向下600 N 的作用力較為嚴(yán)苛，增加了企業(yè)的設(shè)計(jì)制造成本。適用不同年齡段兒童的兒童座椅，其所受到的垂直載荷也并不完全相同，對(duì)于適用年齡較小的兒童座椅，其垂直加載的力值可適當(dāng)降低。因此，可以參考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)《家具教育用課桌椅 第2 部分：安全要求和試驗(yàn)方法》[6]中的試驗(yàn)方法，對(duì)不同標(biāo)號(hào)的兒童座椅施加不同的垂直作用力，適用力值如表2 所示。

表2 不同標(biāo)號(hào)的兒童座椅的前向穩(wěn)定性試驗(yàn)力值

2.2 兒童座椅后向穩(wěn)定性試驗(yàn)

后向穩(wěn)定性試驗(yàn)?zāi)M兒童在座椅上向后倚靠時(shí)座椅可能發(fā)生傾翻的試驗(yàn)。GB 28007-2011 中規(guī)定方法為：通過(guò)加載墊，在座面中心線上離該線與椅背中心線相交點(diǎn)175 mm 處垂直向下施加力，然后在椅背中心線上離該線與座面中心相交點(diǎn)300 mm 處沿水平方向向后施加規(guī)定的外力，并至少停留5 s，記錄椅子是否傾翻或?qū)嶋H施加的力。力的加載點(diǎn)的選擇對(duì)于不同標(biāo)號(hào)的兒童座椅存在局限，考慮到現(xiàn)在市場(chǎng)上的兒童座椅大多是接近辦公椅的外觀，并且分為靠背可傾斜和靠背不可傾斜的兒童座椅，因此可以考慮參考辦公椅后向穩(wěn)定性的試驗(yàn)方法，其力的施加點(diǎn)的確定可參考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)，如圖1 所示，SLP 為座面加載點(diǎn)，S 為靠背點(diǎn)，BLP 為靠背加載點(diǎn)，不同標(biāo)號(hào)的兒童座椅對(duì)應(yīng)的x值和y值如表3 所示。對(duì)于靠背不可傾斜的兒童座椅，將椅子相鄰的兩個(gè)支撐點(diǎn)（腳輪或椅腳）調(diào)整至后方并用擋塊抵住防止其滑移，分別在座椅靠背加載點(diǎn)和座面加載點(diǎn)施加相應(yīng)的水平力和垂直力，如表4 所示。對(duì)于靠背可傾斜的兒童座椅后向穩(wěn)定性試驗(yàn)，直接采用加載圓盤對(duì)兒童座椅進(jìn)行加載。

圖1 座面加載點(diǎn)和靠背加載點(diǎn)示意圖

表3 不同標(biāo)號(hào)的兒童座椅對(duì)應(yīng)的x 值和y 值

表4 不同標(biāo)號(hào)的兒童座椅的后向穩(wěn)定性試驗(yàn)力值

2.3 有扶手的兒童座椅側(cè)向穩(wěn)定性試驗(yàn)

GB 28007-2011 中對(duì)于有扶手的座椅的側(cè)向穩(wěn)定性的試驗(yàn)方法引用GB/T 10357.2-2013，在離座面中心線一側(cè)100 mm 與離座面后沿175 mm～250 mm 范圍內(nèi)的任何相交點(diǎn)，垂直向下施加力，再通過(guò)加載墊，在離扶手外側(cè)邊沿40 mm、扶手上最不穩(wěn)定的部位垂直向下施加相應(yīng)的力，然后從扶手垂直力加載部位沿水平方向向外施加20 N 的力至少5 s，記錄椅子是否傾翻或?qū)嶋H施加的力。GB 28007-2011 僅規(guī)定了兩種試驗(yàn)水平，對(duì)于市場(chǎng)上可能設(shè)計(jì)供年齡更小的兒童使用的座椅來(lái)說(shuō)試驗(yàn)水平過(guò)于嚴(yán)苛，對(duì)于小尺寸的兒童座椅，其加載點(diǎn)的確定也可能會(huì)存在問(wèn)題。因此針對(duì)不同標(biāo)號(hào)的座椅，其座面加載、扶手垂直加載點(diǎn)的確定和力值參考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)，如圖2 和表5 所示。

圖2 有扶手的兒童座椅側(cè)向穩(wěn)定性試驗(yàn)示意圖

表5 有扶手的兒童座椅側(cè)向穩(wěn)定性試驗(yàn)力值及座面加載距離要求

2.4 無(wú)扶手的兒童座椅側(cè)向穩(wěn)定性試驗(yàn)

GB 28007-2011 中對(duì)于無(wú)扶手的座椅的側(cè)向穩(wěn)定性的試驗(yàn)方法同樣引用GB/T 10357.2-2013，無(wú)扶手的兒童座椅的側(cè)向穩(wěn)定性試驗(yàn)的座面加載點(diǎn)為距離邊沿60 mm 處，同時(shí)在該加載位置水平向外施加側(cè)向力，至少保持5 s，記錄椅子是否傾翻。雖然加載點(diǎn)的確定在實(shí)際操作中不存在局限性，但對(duì)不同標(biāo)號(hào)的兒童座椅所施加的垂直加載力應(yīng)有所區(qū)別，可參考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)確定不同標(biāo)號(hào)的試驗(yàn)力值，如表6 所示。

表6 無(wú)扶手的兒童座椅側(cè)向穩(wěn)定性試驗(yàn)力值要求

3 結(jié)束語(yǔ)

兒童座椅的設(shè)計(jì)與成人座椅存在相似之處，看起來(lái)只是將成人座椅縮小了，但是在進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)時(shí)，在后向穩(wěn)定性試驗(yàn)和有扶手的兒童座椅側(cè)向穩(wěn)定性試驗(yàn)中加載點(diǎn)的確認(rèn)不適用于各類標(biāo)號(hào)的兒童座椅。而對(duì)于市場(chǎng)上適用于不同年齡段兒童的座椅，僅使用GB/T 28007-2011 中規(guī)定的2 種試驗(yàn)水平存在局限，可能存在增加設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本，降低合格率的情況。因此，可以適當(dāng)參考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)中對(duì)于不同標(biāo)號(hào)兒童座椅設(shè)定適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)力值，以及我國(guó)辦公工作椅等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定加載的作用點(diǎn)和相應(yīng)力值，對(duì)于全面提升兒童座椅穩(wěn)定性具有一定的積極意義。