李胜男

摘 要：随着社会经济不断发展，轿车的普及，儿童安全座椅的舒适性和安全性越来越引起人们的注意。在人机工程学的原理的基础上，使现代儿童安全座椅设计更完美，其目的就是为了提高儿童安全座椅使用时的安全性和舒适性，力求使座椅使用的儿童、机及环境系统达到最舒适状态。最重要的儿童安全座椅人机关系设计的科学依据是儿童的身体尺寸数据，椅面的高度、宽度、深度及倾角的设计、靠背的高度和宽度设计、扶手的高度都须符合儿童的身体尺寸；安全带和头枕设计是儿童安全座椅最核心的设计。

关键词：人机工程学；儿童车载安全座椅；安全性外观尺寸设计

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

1 儿童安全座椅介绍

20世纪以来，汽车的数量突飞猛进，人们随之提高安全意识，慢慢的认识到在汽车上使用儿童安全座椅很重要。中央电视台曾经播放儿童安全座椅的公益广告以及我国从2014年9月1日起“儿童安全座椅实施强制认证”等三项新规定的实施，更说明了儿童安全座椅问题受到国家的重视。所有成长期的儿童都应使用安全座椅，他们的身体非常脆弱，我们力求通过设计让儿童安全座椅不仅乘坐舒适，造型美观，更能发挥出其安全保护作用。

貌似简单的儿童安全座椅，其实内部有着复杂的安全结构。处于成长期的儿童身体尺寸变化很快，而且儿童不同于成人，能够清楚的表述出乘坐座椅的感受，所以儿童的身体尺寸数据是重要的人机座椅设计科学依据。

2 儿童安全座椅的设计

在设计儿童安全座椅时要结合人机工程学中的儿童身体各个部分的尺寸，主要从以下八方面进行设计。

2.1 椅面高度的设计

椅面高度是指座椅的座面与地面的垂直距离。因为儿童座椅是安置在汽车座椅上面的，所以在这里的椅面高度指的是椅面到脚踏或者是悬空脚的距离。要想乘坐舒适，座椅应使儿童的大腿部近似于水平，小腿部接近自然垂直，脚掌平放于地面或者脚踏上，既保证不因椅面过高而使儿童腿部肌肉受压，又保证不因椅面过低而增加背部肌肉负荷。

2.2 椅面宽度的设计

座椅坐面的宽度呈前宽后窄的形状更有利于保护儿童。儿童都好动，所以座椅的宽度应使臀部得到全部支承，加上合适的活动余量，同时也要更好的考虑到安全性。以10周岁儿童为例，一般可取295-355毫米，对于有扶手的安全座椅来说，要考虑儿童手臂的扶靠应该以扶手的内宽来作为椅面宽度的尺寸。可以以自然垂臂的舒适姿态时的肩宽为标准增加适当的尺寸余量。

2.3 椅面深度的设计

主要是指椅面的前端至后端的距离。椅面深度对儿童乘坐座椅是否舒适的影响非常大，其尺寸设定应该使臀部、腰部得到靠背的支撑，同时椅面前端与小腿之间保留有适当的空间来保证小腿可以自由活动。因此在安全座椅设计中，椅面深度的人机尺寸非常重要，椅面深度超过大腿部的长度，儿童背部将有很大的倾斜，腰部缺乏支撑而悬空，增加了腰部肌肉活动强度致使疲劳产生，在长时间的乘坐下还容易让儿童产生麻木难受的感觉。椅面深度的人机数据应取于儿童的坐高和坐深。以10周岁儿童为例，椅面深度取在225-325毫米为宜。

2.4 倾角的设计

含座面倾角和靠背倾角两部分内容。座面倾角是指椅面与水平面的夹角。座椅面应稍向后倾斜，以防止在汽车行驶不稳时臀部向前向后滑动，而且这样设计背部在重力影响下自然向后倾靠，贴向靠背以寻找舒适的背部支撑。由于儿童安全座椅是安装在汽车座位上，这里同时还要考虑汽车座椅的倾角。整体倾角在14-24度为宜。而靠背倾角是指有靠背的座椅中靠背与椅面间的夹角。借以保持儿童脊柱正常自然形态，长时间乘坐更加舒适。从人机角度来讲最适宜的倾角为94-116度。

2.5 靠背的高和宽的设计

靠背能够让乘坐更加舒适，同时也是座椅安全性的重要保障。靠背的高和宽与坐姿肩高和肩宽有关，对于安全座椅的靠背设计，一定要考虑到安全性原则，让儿童的头部很好的贴合头部靠枕，这样既安全又舒适。要使座椅更加人机，座椅应该考虑使靠背能够调节高度以适应儿童的坐姿。

2.6 扶手高度的设计

作用在于支撑手臂重量，借以减轻肩部负担，减少手肘部的疲劳。在起身和入座时，因为儿童好动，手臂可以利用扶手支撑身体。在车辆行驶摇摆、颠簸状态下扶手可以帮助儿童保持身体平衡和稳定。不同年龄儿童身体尺寸不同，扶手上表面至座面的垂直距离应该尽量可调，同时扶手前端略为升高，随着座面倾角的变化扶手倾斜度一般为±11度，而扶手在水平方向的左右偏角在±11度，一般与座面的形状吻合。靠近手腕端呈平缓起伏的扶手设计不会让上臂的血管和主要肌肉发生扭曲，长时间保持这个姿势也不会发生疲劳，更加符合人机工程学的要求。

2.7 安全带设计的设计

对于儿童安全座椅的安全带来说，应该是可以以舒适妥帖的方式将儿童的胸腹和腿部束缚在座椅上，具有一定调节范围的紧固系统。当碰撞事故发生时，将儿童限制在座椅上，让孩子的身体不发生大幅度的晃动而在车内与其他部件发生碰撞，最大程度的保证孩子的安全。

2.8 头枕设计

头枕是一种用以限制孩子头部相对于躯干向后移位的柔性装置。儿童安全座椅头枕应该把头部和颈部作为重点保护部位。婴儿的头部重量相当于其全身重量的50%，一个3岁的儿童头部重量可以占到体重的18%，但是颈椎却十分的脆弱。而在紧急刹车甚至撞击的情况下，儿童脆弱的颈部根本无法支撑头部巨大的惯性，会造成巨大的伤害。在发生追尾或者撞车事故时，头枕可最大程度的减少孩子颈椎损伤的发生。座椅头枕应该具有一定的调节范围，这样能最好的在实际应用过程中适应儿童头部，当发生车辆安全事故时，头枕就能有效地吸收撞击产生的冲击力，而对儿童头部起到保护作用。

3 结语

儿童成长速度快，所以系统性的人机工程学数据运用在儿童安全座椅上是非常必要的，使儿童的生理和心理保持健康，更为重要的是对儿童生命权利的尊重。利用人机工程学原理进行儿童安全座椅设计是人性化设计观的体现，能真正体现出人性化设计对人的关怀，体现人性化社会对儿童人身安全的重视。深入研究人机工程学在儿童安全座椅设计上的运用同样对人机工程学的学科发展具有深远的意义。

参考文献：

[1]毛恩荣，张红，宋正河.车辆人机工程学[J].北京：北京理工大学出版社.