儿童安全座椅设计改良设计

金信琴　刘松岩

摘要：随着社会的发展，儿童在出行安全方面受到越来越大的重视，如何将儿童安全提升到更高，是研究者和开发者所探究的问题。考虑到儿童年纪的特殊性，在设计过程中尽量保证符合儿童的心理需求。所设计的儿童安全座椅将从人机工程学方面出發，对儿童安全座椅适用材质，适用尺寸，结构以及使用方法等方面进行分析，目的是设计出更符合儿童以及家长满意的产品。

关键词：儿童出行 心理需求 人机工程学 设计

中图分类号：J05 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2018）09-0114-02

引言

近几年，儿童的安全乘车成为了一项十分关注的问题。据交通部门的统计数据，2015年，中国交通事故中，12岁以下的儿童的死亡人数和受伤人数分别为2190和8817人。并且通过交通部门的数据反映，汽车儿童安全座椅对于提高儿童乘员安全性有着显著的效果，在正确使用的条件下，汽车儿童安全座椅能大大降低儿童的危险，即有71%的致命危险和67%的严重危险概率被降低，但是，儿童安全座椅只有在正确使用的情况下才能充分发挥其安全保护作用，但是在国内，即使在北京、上海、成都、天津等私家车保有率较大的城市中，正确地使用安全座椅的概率还不到2%。很多时候是父母在购买儿童安全座椅后，直接安装，并没有仔细阅读使用说明，认为仅仅是将座椅安放到汽车固定座椅上，这是为什么儿童安全座椅使用率低下的原因。同时没有一个及时并且正确的反馈也是导致儿童安全座椅的正确使用率低下的一个原因。同时国内关于如何能正确使用安全座椅的研究极少。

一、用户调研

（一）调研对象

调查对象为18—50岁的成年人，不仅包含已婚人士也包含未婚人士。134名男性，87名女性，一共221人，平均年龄28岁，未婚人士任务56人，已婚人士165人。对是否了解儿童安全座椅，是否会购买，影响购买安全座椅的因素，以及使用安全座椅会有可能遇到的问题进行问卷调查。

（二）调研结果

对221名调研对象进行调查结果如下：

对于是否知道儿童安全座椅，有60%的人知道并且知道安全座椅的作用。而在是否打算购买（有小孩的情况下）或曾经购买过儿童安全座椅的问题上，几乎是100%的人都会觉得会购买或已经买过。

以下的问题是回答率占比最高的三个问题。

1.在购买儿童安全座椅之前，最大的疑虑和担心的问题，100%的人认为害怕儿童不愿意坐或坐着不舒适，以及担心安装、携带、拆洗麻烦占比位92%。

2.在选购儿童安全座椅的时候，除去安全的第一要素，影响购买的其他因素分别是经济性92%，舒适性84%，适用性67%，美观化59%，以及收纳性42%。

3.在使用儿童安全座椅时，经常碰到的问题是？

占比最高的是安装或拆卸步骤复杂，需要好几次才能学会，占比为92%；其次分别为一个人带孩子出行时，无法及时观察宝宝单独在后座的状态，经常会分心，儿童座椅安全带的松紧无法调节，固定的位置不舒服，以及材料和适用性问题，而之前大家所认为的儿童是否愿意坐这个问题却仅仅占比17%。

上述的调查数据显示，家长在购买儿童安全座椅时，最主要关心的是安全性和经济性；购买后家长最关心的是拆装，以及是否在行车中观察与调节儿童安全座椅问题。如何设计儿童安全座椅，需要进一步分析与验证。

二、人机工程学分析

根据上述调查结果分析，儿童安全座椅应具备经济性与舒适性，同时拆装简单，满足家长的安装需求。

（一）儿童安全座椅人机尺寸分析

我国研究机构曾多次对民众做过大量的人体测量工作，并在此基础上制定了我国成年人人体尺寸标准：GB-10000-88，为工业产品设计、建筑空间设计等领域提供了有效的人体尺寸参考数据-引。

可以得出，儿童安全座椅应当适合不同年龄的儿童使用。而不同年龄的儿童身体各项发育不同，设计时需要考虑不同年龄段的儿童身高尺寸，比如婴儿的体重一般处于2.5～4.5kg之间，身高处于45～51cm之间。而12岁的儿童体重一般处于35～45kg之间，身高处于140～150cm之间（如图1）。

通过对图表数据观察，并使用观察分析法对市场上的现有安全座椅进行分析，选择该产品所需要的人体尺寸参数。根据观察分析可将儿童安全座椅设计大略分为躺姿模式和坐姿模式。

（二）安全座椅姿势分析

1.躺姿模式：这种模式的使用是为婴儿设计：在汽车行驶过程中，一旦发生事故或急停情况，坐姿模式下的婴儿会受到保险带强力的压迫，和颈椎猛然向前，而婴儿的骨骼脆弱敏感，上述的两种情况会对婴儿造成不可预计的危害，而躺姿模式设计为背向汽车前进方向，发生事故或急停可以减少对婴儿的伤害。

2.坐姿模式：随着年纪的增长，儿童的身高体重会逐渐增长，躺姿模式已经不再适合，可改为正常坐姿，此模式下需要确认的参数为身高、体重、靠背倾角、座位高度以及保险带的力度，避免保险带过于紧张造成的神经性压迫和发生车祸时造成的前倾力度过大的负面影响（如图2）。

三、儿童安全座椅产品设计

（一）产品设计定位与分析

人群定位：适合于婴儿，学龄前儿童，以及稍大年龄段儿童及身高已达到1.45m。婴儿使用后向式可转换座椅，儿童座椅靠背倾角约35°-60°，约束带穿槽齐平或低于婴儿肩部。学龄前儿童使用可变换方向座椅，采用5点式儿童保险带，可以增加儿童安全。

材料定位：儿童安全座椅材质的选用首先要考虑能起到缓冲与耐用，以便更好保护儿童，其次要使用舒适。其材料设计分为三部分：内部骨架材质，填充物材质和表面面料。

造型定位：根据造型设计更容易引起人们的重视，还可以增加购买率，也可以增加对儿童的吸引力，减少儿童对安全座椅的抵触心理。在安全座椅的设计中，底座使用趋近于矩形，可以有一种稳定感，座椅部分使用硬条装可以有一种科技感。

色彩定位：色彩会与儿童的心情以及生理有联系，但安全座椅的颜色还需要与汽车内部吻合。所以在颜色上选取了黑白蓝三种颜色作为主色调，使用灰色作为辅助色。而黑白蓝三种颜色根据色彩构成的分析，这三种颜色更适合于全年龄。

结构定位：儿童安全座椅主要有三个部分结构，一是提供乘坐或躺卧空间的座椅；二是约束限制作用的约束带组件结构；三是安防约束结构的固定结构。其具体主要有头枕及调节部位、靠背及调节部位、侧翼、保险带、坐垫及安全座椅连接固定装置。

使用方式：安全座椅内部具有传感器以及感应装置，使用手机连接控制安全座椅，进行调节，确保儿童的使用舒适以及安全，（如图3）。

环境定位：适用于家用轿车，安置于汽车后座椅。

最终分析

根据分析，需设计一款模块化，容易安装与拆卸，符合人-机-环境的安全座椅。

1.连接固定件采用国家标准规定的ISOFIX儿童约束系统连接装置；

2.座椅的头枕可以调节高度：

3.靠背通过手机调节倾斜角度；

4.座椅可进行高度调节；

5.在儿童大于学龄年纪时安装5点式保险带，更加安全；

6.颜色需满足家长和儿童心理。

7.材质需要坚实耐用。

6.该儿童安全座椅需要满足国家各項规定，同时也可以适合于10-40KG，8-14岁儿童适用。

（二）产品最终设计

依照人机工程学的理论研究和运用，结合对儿童安全座椅的研究、分析设计定位等，确定了具体的设计方案，其效果图（如图4）。

1.使用蛋式形状进行外部座椅设计，根据力学原理，增加儿童安全性。

2.根据儿童尺寸分析，安全座椅在躺姿状态下，安全座椅范围在45cm-70cm长度之间，以供婴儿平稳。

坐姿状态下，安全座椅坐垫的大小与控制在45-50cm长度之间，符合儿童臀部范围。

3.由于每个儿童的生长情况不一致，安全座椅分为上下两部分，上部垫椅与下部可调节座椅，根据不同年龄儿童，不同身高体重，适当地进行调节。

4.底座使用黑色，与车内环境相搭配。底座使用蓝色，座椅使用白色，可以让儿童感觉放松和愉快，增加儿童使用乐趣。

5.底座，中部转体和下层座椅外壳选用坚实耐用的APS树脂塑料，面料是用亚麻和棉，散热性与凉爽性俱佳。

6.中部转动部分可以根据年龄的大小进行调整方向，满足全年龄大小儿童使用，并且可以作为躺椅而使用。

7.安装拆卸简单，并且蓝色底座和白色坐垫可以分别使用。

考虑到儿童安全座椅的体积过大，如果整体拆卸对于家长来说相对困难，所以在设计时设计成模块化，可分离式，减少家长的负担，同时可以作为前向式和后向式的模块进行使用。这样延长了使用时间，避免了频繁更换的可能。

结论

随着我国二胎政策的开放，生活质量的提高，人民教育程度的上升，越来越多的家庭注重儿童出行时候的安全。合理安全地使用儿童安全座椅能够保护儿童的安全。目前国内，汽车儿童安全座椅的使用并未普及，相应的技术法规也没有真正实施，作为新兴的研究领域，儿童安全座椅的研究需要国家更多的关注和资金的投入。未来，儿童座椅安全性会更加完善，使用人群更多，使用安装更便捷，儿童安全座椅在我国的交通安全中会发挥更加重要的作用。