关于童车机械设计中的应用研究

刘继萍 李轶

摘要：现在童车市场上总存有这样一种“问题产品”，当消费者购买到这样一款童车时会或多或少地影响到儿童身体健康，轻者造成身体不适，重者会引起生理或心理方面的疾病。解决这样的问题需要健康的工业设计理念，就童车设计这一行业来讲，国内市场上现有的一些产品的人机尺寸已经落后。由于现在人们生活水平的提高，儿童不论是在身心还是智力，各个方面都与以往有很大的不同;另外现代父母受各种思想的影响，在抚养孩子的方式上也与以往大不相同。健康的工业设计能够从根本上避免和消除消费者的抱怨，满足了各年龄段的需求，通过运用人性化的设计为企业赢得各种声誉，为企业树立良好形象。

本文通过对现在市场上童车设计问题进行研究，在童车设计中应用了传统力学受力模型对童车部件结构进行分析，为设计健康优质的童车提供一些详细的理论支撑。

关键字：童车设计;童车车轮结构;力学研究

1研究的背景和意义

1.1研究背景

童车作为儿童成长过程中一个必备的用品甚至玩具，当然是深得儿童们的喜欢，并且也深受父母的重视，但是由于儿童自我保护意识较弱，任何有关童车的质量问题都有可能影响到孩子的生长发育甚至生命健康。最近几年，因童車发生的隐形伤害或直接伤害的案例屡见不鲜。儿童推车的设计中，任何与身体健康相悖并易造成伤害的设计都是被禁止的。此外，除了考虑物理安全问题外，应该考虑的还有化学安全问题，推车的油漆和涂料也应符合儿童标准，否则易引起小孩皮肤或呼吸道过敏等危害身体健康的问题。儿童推车的设计还应考虑到自然环境的影响。儿童推车座面的高度也会影响到婴儿呼吸道安全。有一些化学物质例如铅，多数漂浮在离地面大概有1m左右的地方，如果儿童坐在推车上的高度刚好是这个高度的话，那就会直接对婴幼儿的呼吸道产生危害。

为提高销售量和扩展市场，现在很多产品设计师在设计中更多地加入了“时尚、摩登（Modem）”的元素。然而，这可能会带来一些负面的影响，例如：我们在选购一款电子产品时，会更多地考虑个人的喜好和时尚追求，一般不会去考虑鼠标“时尚”的外形是否符合人机工程学，而长期使用这样的鼠标，往往手部会惹上“鼠标病”。

1.2研究意义

儿童是祖国的花朵，是个特殊的消费者，其与成年人不同之处表现在生理、心理以及认知能力等方面。儿童对于成年人来说，是—个可爱神秘的群体，尤其是3岁以下的婴幼儿，身体各方面的技能都还未发育完全，特别需要家长的悉心呵护。可是由于这个群体本身的表达能力尚未发育完善，对于自身的需求还不能完全地表达给家长，因此，相对于成人来说，对这个群体的研究就具有非常大的难度。关心儿童的成长就是在关心国家的将来，童车是非常具有实用功能的产品，它最终还是要面向广大家庭用户的，本文希望能够推动企业设计—些利于婴幼儿和成人的健康童车，以保证儿童成长的安全，提高广大家庭的幸福感。

2国内外研究现状

2.1儿童群体划分

2.1.1儿宣年龄的划分

关于儿童年龄的划分范围，联合国《儿童权利公约》中为0～18岁，中国的《未成年人保护法》等法律中为0～18岁，医学界则以0～14岁的儿童为儿科的研究对象。著名心理学家艾瑞克·艾里克森将儿童时期分为：婴儿、幼儿、儿童、少年四个时期。由于18岁以前儿童的心理和生理变化幅度极大，艾里克森根据这四个阶段的不同特点，分别称其为依赖期、自律期、启蒙期和发奋期，0～2岁是依赖期，3～6岁是自律期，7～13岁是启蒙期，14～17岁是发奋期。

劳拉·E·贝克在《婴儿、儿童和青少年》一书中将人的一生划分为11个阶段，其中涉及儿童年龄层的为：婴儿期（从出生到2岁）、学步期（2到3岁）、学前期（4到6岁）、儿童中期（6到12岁）、青少年早期（12到18岁）。其中三个阶段的社会性心理发展表现可参照表1。

2.1.2儿宣性别的划分

儿童性别角色的发展分为：儿童性别的模糊期、儿童性别的敏感期、男童与女童分化期。4～9岁的儿童开始有性别概念，能够根据环境元素的特征符号来区别人和物。儿童三个阶段，即使时间和年龄变化，儿童对自我的性别认识也不会发生改变。儿童未来的行为在很大程度上受到性别意识的阶段特征的影响。随着年龄增长，接触和认知的事物越来越多，儿童进入了性别敏感期，可以根据不同人的样貌特点来区分不同年龄和性别的人。随着性别意识的增强，男孩子和女孩子也出现了不同的性格倾向。男孩子表现得更具男性特征，更加外向，对外界充满了好奇心;女孩子则相对比较内向和文静。

儿童的性别认识根据年龄的不同，可分为三个阶段：2～3岁为性别认同（gender identity）阶段，能够区分自己和他人的性别;4岁为性别稳定性（gender stability）阶段，对性别的认识不随年龄的增长而增长;5～7岁为性别一致性（genderconsistency）阶段，儿童意识到自己的性别不会随外界条件的改变而改变。

2.2童车产品研究

2.2.1宣车种类的划分

陈昌辉在《儿童自行车整体设计研究》中，对儿童车种类进行了划分。儿童车包括：儿童自行车、儿童三轮车、儿童推车和儿童学步车。并对童车市场进行分析，对童车的娱乐功能及健身功能进行分析，结合儿童的生理心理特点，从外形到最后销售对童车进行整体设计。仰扬帆在《基于模块化的童车设计方法的研究与应用》中，指出童车作为儿童骑乘玩具的一种，主要适用于14岁以下儿童。按功能和使用者的年龄大小分为婴儿学步车、儿童推车、儿童三轮车和儿童自行车等。

2.2.2国内童车设计现状

目前，国内外对童车系列产品设计方法的研究尚无系统性的理论成果。因此，此部分对童车设计现状的综述则主要是通过选取国内外最具代表性的童车企业，分析了其运用的设计思想。

国外企业Italtrike公司成立至今已有50多年的历史了，是欧洲著名的童车品牌之一。其所有系列产品在结构功能上安全舒适、骑行轻便，设计风格上线条简洁、造型美观。美国童车著名品牌Kent，在设计方面向来注重安全和质量。其设计理念秉承安全舒适、便于携带、易于折叠的原则，在设计风格上简约明朗，注重产品外观，造型符合儿童喜好的同时，更注重其结构上的灵活多变和使用的延续性。

国内企业好孩子是中国最大的专业从事儿童用品设计、制造和销售的企业集团，在童车领域具有一定的代表性。目前生产婴儿推车、儿童自行车、三轮车、学步车、童床、童装、餐椅等共十大门类的多个品种。在童车系列产品设计中，做好品质保证、融入情趣化因素的同时，更注重的是产品的结构及功能性。其设计和制造都优先考虑了婴儿、儿童的安全性和舒适性，并且也为母亲考虑了在操作、使用上的方便性。

2.3国内外研究现状总结

通过对国内外研究现状的分析与整合，总结了以下几点：

（1）设计方法对产品特点有一定要求。从设计原理所应用的行业不难看出产品是组合式结构，注重从产品的功能为设计的出发点，着重进行总体功能与结构的协调。

（2）在童车设计方面，缺乏相关的系统性设计方法。而且设计过程中，其方法研究则更是远远落后于实际运用。

（3）童车是一种越来越受到重视的产品系列，为适应产品设计趋势和实现资源的整合及合理利用，有必要对童车设计中融入更优质的设计思想进行探讨。

3童车设计研究

3.1童车产品的市场调查概述

有关童车产品的市场调研主要包括对国外和国内童车产品市场的调研。国内童车产品市场调研主要通过对各童车市场、童车专柜进行现场调研，对一些具有代表性的网站（如育儿网）、代表性的手机APP应用（如妈咪掌中宝）、一些育儿书籍《育儿百科》《育儿经》等资料进行整理。对国外童车产品的市场调查主要通过书籍和网络资料的查阅而获得。经过对国内外童车市场的调查，了解童车的分类和一些特性，以及通过网络新闻等方式了解童车企业所处的市场环境和现状，为后续结构设计分析提供了理论依据。

3.1.1国外宣车产品慨述

国外的童车制造企业在数量上稍逊于中国，这是由于国外对童车制造这方面要求很高，并且政府对童车行业制定了很多法律规定。尤其是在美国、德国等发达国家，人们对消费者权益的保护意识强，尤其是对于婴幼儿这样的弱势群体更加重视。一旦儿童产品出现技术问题、存在有安全隐患，这款童车将立即被召回，并且生产企业还要付出沉重代价，轻则要向消费者道歉赔偿，重则企业关门。因此，国外对童车的投入是非常小心而又谨慎的。另一方面，国外对童车的设计一直秉承人性化的理念，他们对童车的设计更多会考虑宝宝的因素，考虑儿童的生理和心理因素，从造型风格的设计，到材料的选择、色彩的搭配、装置的配备等都有高质量的要求，生产要求也很高。

3.1.2我国宣车产品市场综述

这一部分的综述是通过对儿童产品市场的现状分析，通过调查总结童车市场上的童车种类，界定要研究的方向。为现在儿童推车的市场找到了一个基点，从而解决实际的问题。

3.1.2.1国内市场上宣车产品的类别及特性

儿童自行车的分类包括两轮自行车和三轮自行车。同类产品的系列不同，在规格上也有所不同，像儿童自行车可以分为12#、14#，这样可以满足儿童快速发育的身高要求。童车的种类是根据不同年龄段的孩子特点所界定的，本文主要针对儿童推车进行研究，由于这一种类的童车所对应的消费者不单是它的使用主体还包括了它的隐形使用者（儿童的抚养人），因此本文会对这两者的特点加以研究，结合健康设计法则，设计出一款健康的童车。

3.1.2.2我国市场上儿宣推车的组成部分分析

儿童推车（Baby carnage）一般是指承重15kg以下，0～36个月婴幼儿所使用的，一般由抚养人手推，可以提供躺卧、坐等需求的童车。发展到现在的儿童推车已经具备了一些辅助功能：遮风挡雨、防蚊虫、载物等辅助功能。由于汽车的普及，大部分童车都有折叠功能，以便看护人外出时使用。

目前在国内，儿童推车有三种类别：适合一般居家的儿童推车（稳重但重量较沉），另外一种是长时间外出使用的豪华型（全躺型、半躺型），还有一种就是轻便的适合经常外出的伞把车、多婴儿车和敞篷式的婴儿车（专为双胞胎、多胞胎而设计的）。

儿童推车的主要组成部分包括：

（1）支撑框架：无论是任何童车，手推车、学步车还是自行车，都有其特定的支撑骨架来支撑车体和载重，它直接决定了整个车体的形态和结构，也决定着整个童车的稳定性和安全性。一般家长在选用儿童推车时，这个支撑框架的设计是主要考虑的因素。框架设计的考虑一般从材质和结构两方面进行考虑。框架的材质一般为不锈钢管或者铝管，前者较重一些，稳定性较强，后者携带更轻便，对减轻震动更有利。再就是它的结构设计，现在有些儿童推车的结构是收合式的。收合是由框架的节点部分控制的，它能够控制整个推车的“运动形态”。现在市面上很多小厂家生产的儿童推车出现隐患，大都是因为收合结构设计的问题。有的儿童推车在使用过程中节点处突然脱出槽，导致了一些安全事故。当然很多大的厂家比如“好孩子”在收合结构处做了两道甚至三道安全锁，这就消除了由于装置工作失常时儿童面临的危险境遇。

（2）座椅：座椅部分包括椅背、座面和安全帶等部分。现在市面上的儿童推车，座椅的靠背角度一般是能够调节的，最大的角度可以调至170°（由于6个月以下的孩子容易平躺呛奶，因此最大的角度不是180°）。另外由于椅背处直接接触婴幼儿，因此这部分的设计要特别注重婴幼儿的人体结构，一般都会选择纵向缝合的方式。这样可以保护婴幼儿的颈部和背部。

座面处是座垫，这个部分的材料选择应以柔软的材料为主，并且应该选用透气的，因为这个地方是婴幼儿屁股直接接触的地方，所以应使用吸汗性好的材料，颜色的染料也要安全无污染，最好还要有防臭抗菌的功能。一般外层材料为牛津布，内层材料则是聚酯纤维棉胶为多，因为这种材料具有很好的阻燃性。通常座面的承重作用也应该适合36个月以下儿童的体重，并且承重后侧下压幅度不可以太深。婴儿车的安全带部分，一般要求是五点式安全带，有护肩，能够很好地保护婴幼儿的身体，并且安全带的设计也要符合一定的尺寸要求。