兒童安全座椅多用途功能設(shè)計(jì)研究

許茹雪 金薇薇

摘要：隨著我國相關(guān)政策的推出以及國內(nèi)疫情防控形勢(shì)的好轉(zhuǎn)，汽車行業(yè)總體形勢(shì)呈現(xiàn)回暖趨勢(shì)，與此同時(shí)，嬰幼兒車內(nèi)用品的需求也在大大增加。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來的五至十年內(nèi)，我國兒童安全座椅行業(yè)將以十倍甚至二十倍的速度迅速增長壯大，市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大到近千億。2021年6月1日，我國新修訂出臺(tái)的《未成年人保護(hù)法》中的第十八條明確規(guī)定了關(guān)于兒童安全座椅的配備使用。兒童安全座椅的使用首次納入全國性立法，表明兒童乘車安全受到了更廣泛的重視?；谖覈鴮?duì)車載兒童安全座椅的明確立法，以及過去幾年兒童被遺忘車內(nèi)發(fā)生事故等社會(huì)因素，文章通過SWOT分析法與問卷法，以1～6歲嬰幼兒群體為研究對(duì)象，進(jìn)行安全座椅的多用途功能改良設(shè)計(jì)研究。重點(diǎn)將兒童安全座椅與推車相結(jié)合，并增加紅外線安全警報(bào)等功能，最終設(shè)計(jì)出蛋寶寶多功能安全座椅。希望能通過多功能組合設(shè)計(jì)的方法，提高產(chǎn)品的利用頻次，使產(chǎn)品物超所值。同時(shí)，設(shè)計(jì)注重兒童安全座椅的多用途、可拆卸性和便利性，從而使產(chǎn)品能夠適應(yīng)多種場(chǎng)景，以提高我國兒童安全座椅的使用率。

關(guān)鍵詞：兒童安全座椅；多用途；紅外線警報(bào)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U491.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2023）11-0-03

0 引言

國內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果證明，兒童乘車使用安全座椅能減少90%以上的事故，降低50%以上的死亡率［1］。2022年數(shù)據(jù)顯示，我國兒童安全座椅實(shí)際使用率僅約10%，為提高使用率，需要針對(duì)安全座椅進(jìn)行多用途改良設(shè)計(jì)。我國兒童出行產(chǎn)品中兒童推車的全民使用率高達(dá)95%，因此在保證安全的前提下，可將兒童座椅與兒童推車相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)以過去幾年兒童被遺忘車內(nèi)發(fā)生事故等社會(huì)因素為切入點(diǎn)，增加紅外線安全警報(bào)等功能，確保兒童乘車安全。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 設(shè)計(jì)痛點(diǎn)

1.1.1 功能單一

目前，市場(chǎng)上絕大部分兒童安全座椅功能單一，由于安全座椅占車內(nèi)空間面積相對(duì)較大，多數(shù)家庭都存在購買后閑置的問題。同時(shí)，多見兒童提籃推車被我國消費(fèi)者用作安全座椅，而其設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是為了迎合西方人外出有手提嬰兒搖籃的習(xí)慣，實(shí)際上，提籃本身并沒有安全座椅的防護(hù)作用。

1.1.2 事故危險(xiǎn)

全球各地關(guān)于兒童被看護(hù)人有意或無意遺忘在車內(nèi)致死的事件屢有發(fā)生。在此類事故中，絕大部分死亡兒童的年齡在3～5歲，這一年齡段的兒童由于心智尚未發(fā)育完全，缺乏自我保護(hù)與自救能力，也不如更小年齡的嬰幼兒受到的關(guān)注度高，所以在被困傷害事故中的占比約80%，而剩余20%則分布在1～2歲更小年齡階段的嬰幼兒乘客中，多為家長主動(dòng)將孩子留在車內(nèi)但粗心忘記導(dǎo)致。

1.2 目標(biāo)模型

本研究旨在設(shè)計(jì)一款使用率高的、多用途的、具備紅外線安全警報(bào)功能并能有效避免嬰幼兒乘客被困車內(nèi)致死事件發(fā)生的車載兒童安全座椅。此設(shè)計(jì)能夠使產(chǎn)品擁有兒童安全座椅與兒童推車這兩種使用形態(tài)，可應(yīng)用于多種場(chǎng)景。

2 設(shè)計(jì)調(diào)研與方案分析

2.1 問卷設(shè)置與數(shù)據(jù)來源

本研究的用戶定位于1～6歲嬰幼兒群體。

針對(duì)家中有車輛以及有低年齡段嬰幼兒的消費(fèi)者群體進(jìn)行問卷調(diào)查，調(diào)查問卷主要包括看護(hù)人對(duì)安全座椅使用配備行為、安全座椅多功能的需求建議、座椅設(shè)計(jì)綜合期望這三個(gè)模塊的內(nèi)容。調(diào)查問卷主要在線上寶媽群內(nèi)收集，以及在線下兒童用品店內(nèi)面訪回收，共回收有效問卷312份。筆者對(duì)問卷進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并將其作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.2 消費(fèi)者問卷行為分析

調(diào)研結(jié)果顯示，雖然座椅使用率整體并不高，但幾乎所有消費(fèi)者都表示有意向在孩子1～6歲時(shí)為其配備安全座椅。與此同時(shí)，人們對(duì)多功能的安全座椅有非常大的需求，因?yàn)檐噧?nèi)空間會(huì)由于安全座椅的配置而顯得不夠?qū)挸?，所以約97%的家長都希望對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)。多數(shù)家長認(rèn)為有必要在座椅上添加紅外線感應(yīng)警報(bào)系統(tǒng)，以避免兒童被困車內(nèi)發(fā)生事故（見圖1）。對(duì)兒童以及整個(gè)家庭而言，乘車安全沒有僥幸。

2.3 材料工藝連接應(yīng)用分析

2.3.1 材料選擇

座椅材料可選擇有機(jī)親水棉，其具有透氣舒適且散熱快的優(yōu)點(diǎn)，長時(shí)間使用也不會(huì)產(chǎn)生異味，更易降解，且具備抗菌自潔性能，符合人體親膚狀態(tài)［2］。除了親膚材料的使用外，內(nèi)部材料可采用沖擊吸收材料，這種材料是康貝于1998年研發(fā)的一種雞蛋掉落后都不會(huì)摔碎的減震材料，在全座椅坐墊里加入這種材質(zhì)，可以減少嬰幼兒40%的精神負(fù)擔(dān)壓力，同時(shí)更好地抵抗路面震動(dòng)。

2.3.2 工藝選擇

目前在市場(chǎng)上，安全座椅的工藝制作根據(jù)座椅結(jié)構(gòu)與材質(zhì)主要可以分為注塑、吹塑、鋼骨架三種。綜合而言，注塑骨架優(yōu)于吹塑骨架，但這兩種都是塑料骨架，硬度欠缺。而鞍鋼骨架則能夠彌補(bǔ)這方面的缺陷，鞍鋼骨架不會(huì)進(jìn)行焊接鉚接，一體成型，安全性能最強(qiáng)。

2.3.3 連接方式

本設(shè)計(jì)主要采用動(dòng)連接，在安全座椅與推車部件的連接方式上，產(chǎn)品采用結(jié)構(gòu)性的插接方式進(jìn)行連接。以插接為主，螺紋連接為輔。

2.4 SWOT分析以及方案推演確定

2.4.1 SWOT分析

優(yōu)勢(shì)：消費(fèi)者普遍具有多功能兒童安全座椅需求，結(jié)構(gòu)上將安全座椅與推車結(jié)合，能夠固定且方便拆卸折疊，符合人體工程學(xué)。工藝上采用雙一體化設(shè)計(jì)，能減少慣性傷害。

劣勢(shì)：消費(fèi)者對(duì)多功能兒童安全座椅的需求不一，市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品過多，競(jìng)爭(zhēng)激烈。

機(jī)會(huì)：主流消費(fèi)群體年輕化，設(shè)計(jì)上要做到簡(jiǎn)約協(xié)調(diào)，產(chǎn)品需要符合汽車的內(nèi)飾設(shè)計(jì)，并且要在確保安全的前提下使產(chǎn)品具備更多功能，要對(duì)紅外系統(tǒng)部分進(jìn)行簡(jiǎn)單控制設(shè)計(jì)。

威脅：消費(fèi)者購買產(chǎn)品時(shí)更注重品牌，兒童安全座椅的需求逐年遞增，產(chǎn)品的差異性尤為重要。

2.4.2 設(shè)計(jì)構(gòu)想

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，在設(shè)計(jì)構(gòu)想階段針對(duì)安全座椅進(jìn)行了功能、結(jié)構(gòu)等方面的頭腦風(fēng)暴。在頭腦風(fēng)暴的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了關(guān)鍵詞提?。ㄒ妶D2）。首先，將主要用戶定位于1～6歲的嬰幼兒群體，增加紅外線安全感應(yīng)警報(bào)功能，實(shí)現(xiàn)推車座椅兩用，收納與拆卸折疊便利。其次，結(jié)構(gòu)上優(yōu)先采用蛋型結(jié)構(gòu)，優(yōu)化座椅的安全防護(hù)性能，能給嬰幼兒更舒適的心理暗示。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)總結(jié)為結(jié)構(gòu)靈活、便攜可拆、安全穩(wěn)定、功能多樣。

2.4.3 造型設(shè)計(jì)

蛋寶寶多功能安全座椅整體采用雞蛋的橢圓形曲面結(jié)構(gòu)，運(yùn)用彈性力學(xué)的薄殼結(jié)構(gòu)原理，使殼體在載荷作用下將所承受的來自嬰幼兒身體以及汽車行進(jìn)過程中產(chǎn)生的壓力均勻分散到座椅的各個(gè)部分，讓力與力相互抵消，從而獲得平衡效果。其內(nèi)部躺面采用多結(jié)構(gòu)彈性記憶棉，模擬雞蛋的蛋殼內(nèi)薄膜，從而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，使整個(gè)安全座椅更加堅(jiān)固安全［3］。

2.4.4 功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

蛋寶寶多功能安全座椅在結(jié)構(gòu)上分為上下兩個(gè)部分，分別為安全座椅部分和蛋殼推車部分，二者采用插接方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)性連接，具有整體穩(wěn)固性。

當(dāng)需要帶嬰幼兒在外出時(shí)，可以將安全座椅變?yōu)橥栖囆螒B(tài)。作為兒童推車使用時(shí)，嬰幼兒看護(hù)人將其與底部蛋殼推車部位連接，再利用簡(jiǎn)易插接的連接方式安裝推車手柄與遮陽罩，即可得到一輛嬰兒推車（見圖3）。

推車手柄部分能夠進(jìn)行多角度調(diào)節(jié)，使不同身高的看護(hù)人在推車時(shí)更加省力。遮陽罩采用化纖薄膜涂銀材料，防水防曬，能夠阻隔98%的紫外線，防止嬰幼兒曬傷。當(dāng)需要安全座椅時(shí)，旋轉(zhuǎn)座椅底座，便可使座椅與蛋殼底部推車分離。另外，按下側(cè)面旋轉(zhuǎn)旋鈕折疊兩只底座支腿后輪，并旋轉(zhuǎn)旋鈕，同時(shí)縮短前輪長度，就能將推車折疊后放入汽車后備廂進(jìn)行收納，方便下次使用（見圖4）。

座椅部分與蛋殼推車分離后為安全座椅的形態(tài)，可以在室內(nèi)或者車內(nèi)等多場(chǎng)景使用。在車內(nèi)使用時(shí)，在座椅底部推出底部異構(gòu)體硬接口與汽車剛性連接點(diǎn)的異構(gòu)體接頭相連接，并拉出收納支撐腿，以避免安全座椅翻轉(zhuǎn)，讓座椅更加堅(jiān)固，提高安全系數(shù)。

座椅部分可以實(shí)現(xiàn)360度調(diào)節(jié)，方便看護(hù)人在車內(nèi)照料嬰幼兒。躺面安全帶采用五點(diǎn)式賽車安全帶，兩肩與臀部能夠固定到卡盒中，給予嬰幼兒更全面的貼合保護(hù)。

同時(shí)，側(cè)面配備紅外線安全警報(bào)功能，按動(dòng)三次紅外線盒設(shè)置車內(nèi)安全程序，當(dāng)智能紅外線警報(bào)檢測(cè)到車內(nèi)人員僅剩座椅中嬰幼兒人體熱量時(shí)，會(huì)發(fā)出亮光頻繁閃動(dòng)，并且發(fā)出響亮鳴笛，引起看護(hù)人或行人的注意，直至有人再次長按關(guān)閉鳴笛，以此能夠避免兒童被困車內(nèi)的事故發(fā)生。座椅底座合理增高，增加了一個(gè)小的收納空間，可用于放置尿不濕等嬰幼兒常用物品，充分利用安全座椅所占空間，使車內(nèi)更加干凈整潔。

3 產(chǎn)品尺寸與造價(jià)分析

根據(jù)汽車內(nèi)部空間以及嬰幼兒人體工學(xué)以及成年人推車人體工學(xué)，進(jìn)行尺寸標(biāo)注，包括座椅形態(tài)與推車形態(tài)（見圖5）。

???

在產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)施過程中分析造價(jià)，對(duì)兒童安全座椅的材料價(jià)格采取實(shí)績法的方式進(jìn)行標(biāo)注。

根據(jù)車載安全座椅所確定的材料，注塑成型pp材料每千克約10.82元，有機(jī)親水棉每千克約40元，鞍鋼合金每千克約25.25元。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)上1500元以上的安全座椅采用注塑成型工藝，因而綜合考慮工藝、材料、設(shè)備成本，預(yù)估市場(chǎng)價(jià)格為2000～3000元。

4 創(chuàng)新點(diǎn)

本設(shè)計(jì)主要有以下三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。

第一，利用人體36～37攝氏度的恒定體溫發(fā)出特定的紅外線波長原理，在車載兒童安全座椅上應(yīng)用紅外線人體感應(yīng)與自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)。

第二，使多功能兒童安全座椅可折疊、可拆卸，外出使用時(shí)為兒童推車，車載使用時(shí)為安全座椅。

第三，增加收納空間，實(shí)現(xiàn)推車底部收納空間與安全座椅旋轉(zhuǎn)底座的有機(jī)結(jié)合。

5 結(jié)語

本文對(duì)車載兒童安全座椅進(jìn)行多功能設(shè)計(jì)，其意義在于對(duì)現(xiàn)有兒童安全座椅進(jìn)行結(jié)構(gòu)改良，從而減少兒童被遺忘在車內(nèi)發(fā)生事故的社會(huì)問題，提高車載兒童安全座椅的使用率，用結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)做出創(chuàng)新性產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 文靜，曹佳彥，楊麗君，等.我國兒童安全座椅發(fā)展現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)分析［J］.標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)，2021（2）：66-69.

［2］ 黃建湘，蔣慶來.人性化兒童安全座椅改良途徑研究［J］.汽車實(shí)用技術(shù)，2021（7）：36-38.

［3］ 李天景.多功能兒童安全座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.河北農(nóng)機(jī)，2019（4）：61-62.

作者簡(jiǎn)介：許茹雪（1999—），女，安徽合肥人，碩士在讀，研究方向：產(chǎn)品造型藝術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐。

金薇薇（1973—），女，浙江臺(tái)州人，碩士，副教授，研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品包裝。