李勝男

摘 要：隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，轎車的普及，兒童安全座椅的舒適性和安全性越來越引起人們的注意。在人機工程學的原理的基礎(chǔ)上，使現(xiàn)代兒童安全座椅設(shè)計更完美，其目的就是為了提高兒童安全座椅使用時的安全性和舒適性，力求使座椅使用的兒童、機及環(huán)境系統(tǒng)達到最舒適狀態(tài)。最重要的兒童安全座椅人機關(guān)系設(shè)計的科學依據(jù)是兒童的身體尺寸數(shù)據(jù)，椅面的高度、寬度、深度及傾角的設(shè)計、靠背的高度和寬度設(shè)計、扶手的高度都須符合兒童的身體尺寸；安全帶和頭枕設(shè)計是兒童安全座椅最核心的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：人機工程學；兒童車載安全座椅；安全性外觀尺寸設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.250

1 兒童安全座椅介紹

20世紀以來，汽車的數(shù)量突飛猛進，人們隨之提高安全意識，慢慢的認識到在汽車上使用兒童安全座椅很重要。中央電視臺曾經(jīng)播放兒童安全座椅的公益廣告以及我國從2014年9月1日起“兒童安全座椅實施強制認證”等三項新規(guī)定的實施，更說明了兒童安全座椅問題受到國家的重視。所有成長期的兒童都應使用安全座椅，他們的身體非常脆弱，我們力求通過設(shè)計讓兒童安全座椅不僅乘坐舒適，造型美觀，更能發(fā)揮出其安全保護作用。

貌似簡單的兒童安全座椅，其實內(nèi)部有著復雜的安全結(jié)構(gòu)。處于成長期的兒童身體尺寸變化很快，而且兒童不同于成人，能夠清楚的表述出乘坐座椅的感受，所以兒童的身體尺寸數(shù)據(jù)是重要的人機座椅設(shè)計科學依據(jù)。

2 兒童安全座椅的設(shè)計

在設(shè)計兒童安全座椅時要結(jié)合人機工程學中的兒童身體各個部分的尺寸，主要從以下八方面進行設(shè)計。

2.1 椅面高度的設(shè)計

椅面高度是指座椅的座面與地面的垂直距離。因為兒童座椅是安置在汽車座椅上面的，所以在這里的椅面高度指的是椅面到腳踏或者是懸空腳的距離。要想乘坐舒適，座椅應使兒童的大腿部近似于水平，小腿部接近自然垂直，腳掌平放于地面或者腳踏上，既保證不因椅面過高而使兒童腿部肌肉受壓，又保證不因椅面過低而增加背部肌肉負荷。

2.2 椅面寬度的設(shè)計

座椅坐面的寬度呈前寬后窄的形狀更有利于保護兒童。兒童都好動，所以座椅的寬度應使臀部得到全部支承，加上合適的活動余量，同時也要更好的考慮到安全性。以10周歲兒童為例，一般可取295-355毫米，對于有扶手的安全座椅來說，要考慮兒童手臂的扶靠應該以扶手的內(nèi)寬來作為椅面寬度的尺寸?？梢砸宰匀淮贡鄣氖孢m姿態(tài)時的肩寬為標準增加適當?shù)某叽缬嗔俊?/p>

2.3 椅面深度的設(shè)計

主要是指椅面的前端至后端的距離。椅面深度對兒童乘坐座椅是否舒適的影響非常大，其尺寸設(shè)定應該使臀部、腰部得到靠背的支撐，同時椅面前端與小腿之間保留有適當?shù)目臻g來保證小腿可以自由活動。因此在安全座椅設(shè)計中，椅面深度的人機尺寸非常重要，椅面深度超過大腿部的長度，兒童背部將有很大的傾斜，腰部缺乏支撐而懸空，增加了腰部肌肉活動強度致使疲勞產(chǎn)生，在長時間的乘坐下還容易讓兒童產(chǎn)生麻木難受的感覺。椅面深度的人機數(shù)據(jù)應取于兒童的坐高和坐深。以10周歲兒童為例，椅面深度取在225-325毫米為宜。

2.4 傾角的設(shè)計

含座面傾角和靠背傾角兩部分內(nèi)容。座面傾角是指椅面與水平面的夾角。座椅面應稍向后傾斜，以防止在汽車行駛不穩(wěn)時臀部向前向后滑動，而且這樣設(shè)計背部在重力影響下自然向后傾靠，貼向靠背以尋找舒適的背部支撐。由于兒童安全座椅是安裝在汽車座位上，這里同時還要考慮汽車座椅的傾角。整體傾角在14-24度為宜。而靠背傾角是指有靠背的座椅中靠背與椅面間的夾角。借以保持兒童脊柱正常自然形態(tài)，長時間乘坐更加舒適。從人機角度來講最適宜的傾角為94-116度。

2.5 靠背的高和寬的設(shè)計

靠背能夠讓乘坐更加舒適，同時也是座椅安全性的重要保障。靠背的高和寬與坐姿肩高和肩寬有關(guān)，對于安全座椅的靠背設(shè)計，一定要考慮到安全性原則，讓兒童的頭部很好的貼合頭部靠枕，這樣既安全又舒適。要使座椅更加人機，座椅應該考慮使靠背能夠調(diào)節(jié)高度以適應兒童的坐姿。

2.6 扶手高度的設(shè)計

作用在于支撐手臂重量，借以減輕肩部負擔，減少手肘部的疲勞。在起身和入座時，因為兒童好動，手臂可以利用扶手支撐身體。在車輛行駛搖擺、顛簸狀態(tài)下扶手可以幫助兒童保持身體平衡和穩(wěn)定。不同年齡兒童身體尺寸不同，扶手上表面至座面的垂直距離應該盡量可調(diào)，同時扶手前端略為升高，隨著座面傾角的變化扶手傾斜度一般為±11度，而扶手在水平方向的左右偏角在±11度，一般與座面的形狀吻合?？拷滞蠖顺势骄徠鸱姆鍪衷O(shè)計不會讓上臂的血管和主要肌肉發(fā)生扭曲，長時間保持這個姿勢也不會發(fā)生疲勞，更加符合人機工程學的要求。

2.7 安全帶設(shè)計的設(shè)計

對于兒童安全座椅的安全帶來說，應該是可以以舒適妥帖的方式將兒童的胸腹和腿部束縛在座椅上，具有一定調(diào)節(jié)范圍的緊固系統(tǒng)。當碰撞事故發(fā)生時，將兒童限制在座椅上，讓孩子的身體不發(fā)生大幅度的晃動而在車內(nèi)與其他部件發(fā)生碰撞，最大程度的保證孩子的安全。

2.8 頭枕設(shè)計

頭枕是一種用以限制孩子頭部相對于軀干向后移位的柔性裝置。兒童安全座椅頭枕應該把頭部和頸部作為重點保護部位。嬰兒的頭部重量相當于其全身重量的50%，一個3歲的兒童頭部重量可以占到體重的18%，但是頸椎卻十分的脆弱。而在緊急剎車甚至撞擊的情況下，兒童脆弱的頸部根本無法支撐頭部巨大的慣性，會造成巨大的傷害。在發(fā)生追尾或者撞車事故時，頭枕可最大程度的減少孩子頸椎損傷的發(fā)生。座椅頭枕應該具有一定的調(diào)節(jié)范圍，這樣能最好的在實際應用過程中適應兒童頭部，當發(fā)生車輛安全事故時，頭枕就能有效地吸收撞擊產(chǎn)生的沖擊力，而對兒童頭部起到保護作用。

3 結(jié)語

兒童成長速度快，所以系統(tǒng)性的人機工程學數(shù)據(jù)運用在兒童安全座椅上是非常必要的，使兒童的生理和心理保持健康，更為重要的是對兒童生命權(quán)利的尊重。利用人機工程學原理進行兒童安全座椅設(shè)計是人性化設(shè)計觀的體現(xiàn)，能真正體現(xiàn)出人性化設(shè)計對人的關(guān)懷，體現(xiàn)人性化社會對兒童人身安全的重視。深入研究人機工程學在兒童安全座椅設(shè)計上的運用同樣對人機工程學的學科發(fā)展具有深遠的意義。

參考文獻：

[1]毛恩榮，張紅，宋正河.車輛人機工程學[J].北京：北京理工大學出版社.