儿童座椅稳定性试验方法探究

石钰婷

（上海市质量监督检验技术研究院，上海 201100）

随着我国“二孩”“三孩”政策的出台，越来越多的企业开始重视儿童产品市场，尤其是儿童学习用家具。受因新冠肺炎疫情防控而集体停学的影响，居家学习、家庭成长模式或将成为常态化延续整个后疫情时期，并且有研究显示，中国青少年花费在学习方面的时间和精力较欧美国家青少年多至少3倍～5 倍，儿童座椅成为儿童在生活学习中不可或缺的重要家具，是儿童家具中发展较为快速的产品之一。

目前，我国对儿童座椅稳定性和强度的要求主要执行国家标准GB 28007-2011《儿童家具通用技术条件》，所引用的试验方法是我国家具力学性能通用的国家标准GB/T 10357.2-2013《家具力学性能试验 第2 部分：椅凳类稳定性》和GB/T 10357.3-2013《家具力学性能试验 第3 部分：椅凳类强度和耐久性》等。虽然儿童座椅和成年人座椅在形状方面比较相似，但儿童座椅的使用对象主要是3 岁～14 岁儿童，这个年龄段的儿童生长发育较快，身高和体重变化较大[1]，相比于成年人座椅，儿童座椅在尺寸、结构方面有自身的特点和要求，套用成年人座椅的检测方法时会出现局限性，比如：加载点与边缘距离不匹配、加载点参数不合理等。因此，有必要研制适用于儿童座椅的稳定性试验方法。

1 儿童座椅标号

儿童座椅产品根据使用对象的年龄，并结合年龄对应的儿童身高，进行开发设计，试验时根据产品标号选择对应的试验加载。GB/T 3976-2014《学校课桌椅功能尺寸及技术要求》[2]中将中小学校、幼托机构和高等院校课桌椅分为11 个型号（0号～10 号），包含了高中生与大学生使用的座椅，不属于儿童家具的范围；EN 1729-1:2015《家具 教育用课桌椅 第1 部分：功能尺寸》[3]将教育机构使用的课桌椅划分成8 个型号（0号～7 号），但是有多个标号的试验力值均是相同的，划分过细。因此，参考GB/T 26158-2010《中国未成年人人体尺寸》[4]的有关要求，可以对标号数量进行压缩，保留6 个标号（0 号～5号），保证精简的同时也可以适应未来儿童座椅适用年龄更加细分的趋势，如表1 所示。

表1 产品标号

对于未给出标号的产品，则可以根据所推荐的年龄选择测试要求，对于具备可调节功能的儿童座椅产品，稳定性需要在最低和最高使用范围各执行一次。

2 儿童座椅的稳定性

2.1 儿童座椅前向稳定性试验

座椅的前向稳定性试验模拟儿童坐在座椅前沿部分可能会出现向前倾翻的情况。根据GB 28007-2011《儿童家具通用技术条件》[5]中的要求和试验方法，用挡块靠在椅子腿的前侧，通过加载垫，在座面中心线离前沿 60 mm 的部位垂直施加600 N 的力，然后从加载垫接触座面的部位沿水平方向向外施加20 N 的外力并停留至少5 s，记录椅子是否倾翻或实际施加的力。对于一些设计供年龄较小的儿童使用的座椅，垂直向下600 N 的作用力较为严苛，增加了企业的设计制造成本。适用不同年龄段儿童的儿童座椅，其所受到的垂直载荷也并不完全相同，对于适用年龄较小的儿童座椅，其垂直加载的力值可适当降低。因此，可以参考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)《家具教育用课桌椅 第2 部分：安全要求和试验方法》[6]中的试验方法，对不同标号的儿童座椅施加不同的垂直作用力，适用力值如表2 所示。

表2 不同标号的儿童座椅的前向稳定性试验力值

2.2 儿童座椅后向稳定性试验

后向稳定性试验模拟儿童在座椅上向后倚靠时座椅可能发生倾翻的试验。GB 28007-2011 中规定方法为：通过加载垫，在座面中心线上离该线与椅背中心线相交点175 mm 处垂直向下施加力，然后在椅背中心线上离该线与座面中心相交点300 mm 处沿水平方向向后施加规定的外力，并至少停留5 s，记录椅子是否倾翻或实际施加的力。力的加载点的选择对于不同标号的儿童座椅存在局限，考虑到现在市场上的儿童座椅大多是接近办公椅的外观，并且分为靠背可倾斜和靠背不可倾斜的儿童座椅，因此可以考虑参考办公椅后向稳定性的试验方法，其力的施加点的确定可参考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)，如图1 所示，SLP 为座面加载点，S 为靠背点，BLP 为靠背加载点，不同标号的儿童座椅对应的x值和y值如表3 所示。对于靠背不可倾斜的儿童座椅，将椅子相邻的两个支撑点（脚轮或椅脚）调整至后方并用挡块抵住防止其滑移，分别在座椅靠背加载点和座面加载点施加相应的水平力和垂直力，如表4 所示。对于靠背可倾斜的儿童座椅后向稳定性试验，直接采用加载圆盘对儿童座椅进行加载。

图1 座面加载点和靠背加载点示意图

表3 不同标号的儿童座椅对应的x 值和y 值

表4 不同标号的儿童座椅的后向稳定性试验力值

2.3 有扶手的儿童座椅侧向稳定性试验

GB 28007-2011 中对于有扶手的座椅的侧向稳定性的试验方法引用GB/T 10357.2-2013，在离座面中心线一侧100 mm 与离座面后沿175 mm～250 mm 范围内的任何相交点，垂直向下施加力，再通过加载垫，在离扶手外侧边沿40 mm、扶手上最不稳定的部位垂直向下施加相应的力，然后从扶手垂直力加载部位沿水平方向向外施加20 N 的力至少5 s，记录椅子是否倾翻或实际施加的力。GB 28007-2011 仅规定了两种试验水平，对于市场上可能设计供年龄更小的儿童使用的座椅来说试验水平过于严苛，对于小尺寸的儿童座椅，其加载点的确定也可能会存在问题。因此针对不同标号的座椅，其座面加载、扶手垂直加载点的确定和力值参考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)，如图2 和表5 所示。

图2 有扶手的儿童座椅侧向稳定性试验示意图

表5 有扶手的儿童座椅侧向稳定性试验力值及座面加载距离要求

2.4 无扶手的儿童座椅侧向稳定性试验

GB 28007-2011 中对于无扶手的座椅的侧向稳定性的试验方法同样引用GB/T 10357.2-2013，无扶手的儿童座椅的侧向稳定性试验的座面加载点为距离边沿60 mm 处，同时在该加载位置水平向外施加侧向力，至少保持5 s，记录椅子是否倾翻。虽然加载点的确定在实际操作中不存在局限性，但对不同标号的儿童座椅所施加的垂直加载力应有所区别，可参考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)确定不同标号的试验力值，如表6 所示。

表6 无扶手的儿童座椅侧向稳定性试验力值要求

3 结束语

儿童座椅的设计与成人座椅存在相似之处，看起来只是将成人座椅缩小了，但是在进行稳定性试验时，在后向稳定性试验和有扶手的儿童座椅侧向稳定性试验中加载点的确认不适用于各类标号的儿童座椅。而对于市场上适用于不同年龄段儿童的座椅，仅使用GB/T 28007-2011 中规定的2 种试验水平存在局限，可能存在增加设计生产成本，降低合格率的情况。因此，可以适当参考EN 1729-2:2012+A1:2015(E)中对于不同标号儿童座椅设定适当的试验力值，以及我国办公工作椅等相关标准，确定加载的作用点和相应力值，对于全面提升儿童座椅稳定性具有一定的积极意义。