小学校车座椅与安全带设计研究

张琳竟

摘 要：随着社会的进步、教育事业的蓬勃发展及人们生活节奏的加快，幼儿及小学生上、下学乘车需求日益增强，一批批接送学生上下学的运营车辆应运而生。但有些车辆的车况极差、适合学生的设计不完备，驾驶员的基本素质低，存在巨大的安全隐患。本文针对小学校车座椅与安全带的安全性问题，首先分析国内外小学校车座椅的使用现状和设计现状，提出座椅的安全性在小学校车安全问题中的重要性。其次，从人机工程学的视角分析适合小学生的校车座椅，并分析安全带部位的设计，从而总结小学校车座椅和安全带的设计研究。

关键词：小学校车座椅；校车座椅安全带设计；人机工程学

1 小学生校车座椅设计现状

（1）国外小学生校车座椅设计现状。加拿大校车被誉为“世界第一安全校车”，除了其严格法规之外，统一的全国规范标准从硬件上保障了学生们的安全。加拿大校车给每个座位都配备了安全带，其次校车的外形看起来很结实，有点像装甲车。在美国，坐校车的安全系数是坐私家车和公交车上学的40倍，因为在它的每个座位上都配有三叉安全带，大校车虽比较安全，但也装有防撞安全装置。在韩国，小学校车的座椅一定要符合儿童的体型，只有合理地根据儿童的体型制定的安全带，才能做到全面地保护儿童的乘车安全。

（2）国内小学生校车座椅设计现状。在校车事故频发的2011年，中国校车受到了来自社会各界前所未有的关注，小学的校车基本都是由一般的客车直接进行接送，有的时候还会出现超载现象。其中绝大部分的座椅没有经过设计修改，用的是按照成人的标准设计的座椅。座椅的尺寸对于小学生来说比较大，小学生坐在座椅中不能完全固定，在行駛过程中会随着汽车颠簸而受到碰撞；同时，很多小学校车座椅由于是一般客车改造的，不会配备安全带，没有安全带的保护，小学生更是有可能在发生车祸或是汽车进行急刹车时被惯性摔到车窗、过道、前排座椅背等位置，造成伤害。

2 从人机工程学的视角分析校车座椅设计

（1）校车座椅的空间设计。首先应优先考虑实际需求，小学生在校车座椅上并不需要像成年人一样的大范围的活动空间，因为小学生身型还未发育成熟，其次座椅空间太大也会使儿童在遭遇车祸时被甩离座椅，所以座椅只需要刚好贴合小学生身型，包覆着儿童会更加安全。

（2）校车座椅的使用设计。在校车座椅设计中的人机问题就是将系统中与小学生直接相关的部件设计成便于更有效地使用，从小学生的安全、健康、舒适出发，提出环境控制和安全保护装置的设计要求。根据国家客车质量监督检验中心参考美国汽车安全法规FMVSS222中关于校车乘员座椅小学校车座椅安全方面做出有关于小学校车座椅尺寸参数的调查，美国校车座椅的椅背高度为595mm，法律规定使用安全带就必须用711mm的高椅背，座椅靠背的高度应考虑在紧急刹车及追尾事故中对劲椎的保护，在使用安全带时更应该注意跟椅背的配合，照顾到个子较高的学生。所以标准的小学座椅椅背的高度不可以小于710mm。在校车座椅设计中要受到小学生人体尺寸的约束，因为小学生的尺寸是随时间在变化，所以设计时需要根据数据测量的时间来不断改进，尽可能使用近期测到的数据，并对于这些变化的数据要选择有效的设计方案来减少座椅使用中的弊端。

（3）校车座椅的安全设计。在校车座椅的设计中，安全是一个最主要的性能，安全性可以分为主动安全性和被动安全性，主动安全性是座椅本身的材质在危险情况下能保持座椅的稳定性，座椅的强度就是其中首要的内容。在校车行驶中，座椅需要承受许多复杂的负荷，只有足够的强度，才能将车祸发生时产生的损伤降到最小，因为使用者是小学生，自身的骨骼发育未完全，在车祸中受到的伤害更大，所以座椅的设计更需要质量的保证。被动安全性一般都指安全带、头枕，在发生无法避免的车祸时，可以保护小学生免受重伤甚至死亡。在座椅强度不足时，头枕就可以起到重要的保护作用，同时在追尾总成儿童颈部后倾时可以减轻颈椎可能受到的伤害。

根据以上三个问题的研究，在充足的校车座椅空间内保证小学生的安全问题成为设计座椅的重点，不仅是座椅的形态、材质需要精挑细选，与之相关的配套设备同样需要设计。其中重要的一个设计就是安全带，接下来以研究以对碰撞最有效的被动防护方法之一的安全带的设计研究为例，阐明座椅安全的防护作用。

3 小学校车座椅安全带设计分析

（1）二点式安全带设计。小学座椅选择的安全带基本由二点式的安全带为主，其实又分为腰带和肩带，腰带以两个固定连接点位于座椅的下方，通过织带在腰部的约束时发生碰撞的时候重心不会前移，这是最先发展的一种形式。虽保证了小学生的安全，但是头部及上躯体会向前移动，容易造成头部伤害。

（2）三点式安全带设计。三点式安全带使用的是腰与肩连续带的方式，它既可以限制腰部又限制胸肩的运动，由三个固定连接点，一个在车身侧围立柱上，另外两个在座椅的下方。因为这样的组合形式综合了肩带和腰带的优点，所以实用性高，但也有无法顾及的方面，车辆发生后碰的时候就不能起到作用。

（3）四点式安全带设计。最后的一种形式是四点式安全带，是其中最为适合小学生的安全带。这种全背带式的安全带同样是既限制胸肩运动又限制腰部的组合安全带，两个位于座椅下方的固定连接点和两个位于座椅后方的连接点，最符合保护小学生安全的保护形势，虽然其系带与脱出不方便，实用性并不是很高，但保护性最高。

4 结论

在中国，小学校车已经逐渐成为影响小学生生活的一大因素，因为其使用、设计现状不合理，保护设施的不完善，还有未按照小学生的身体状况来进行数据测量，导致校车座椅上的安全带被弃用或是形同虚设。国内座椅的尺寸对于小学生来说比较大，小学生坐在座椅中不能完全固定，在行驶过程中会随着汽车颠簸而受到碰撞；很多小学校车座椅由于是一般客车改造的，不会配备安全带；有些虽然配备安全带，但是由于未按照小学生的身体比例进行调整，同样起不到保护小学生安全的作用。相比之下国外对于小学校车座椅的设计就显得人性化许多，更多地注重小学生身体的现状，配以相适应的设计，减去复杂或无用的设施。同样在校车座椅的设计中，安全带也是其中重要的部分，很多形式的安全带并不是十分适合小学生的生理需求，其中二点式的安全带就由于带体保护的位置位于腰部，不能控制上半身的运动，没有起到保护作用；三点式虽有保护到上半身，但因为要经常调节肩部的带体；四点式安全带是最符合小学生心理的设计，像书包一样的肩带，很好地控制住上半身，腰部的带体控制下半身，使学生在收到碰撞时不会偏离座椅，能有效地保护安全。只有将校车座椅和安全带随着小学生的生理变化来做出适当的调整，才能满足其安全性与舒适性。

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