儿童安全座椅多用途功能设计研究

2023-06-10许茹雪金薇薇

艺术科技 2023年11期

许茹雪金薇薇

摘要：随着我国相关政策的推出以及国内疫情防控形势的好转，汽車行业总体形势呈现回暖趋势，与此同时，婴幼儿车内用品的需求也在大大增加。据有关机构预测，未来的五至十年内，我国儿童安全座椅行业将以十倍甚至二十倍的速度迅速增长壮大，市场规模将扩大到近千亿。2021年6月1日，我国新修订出台的《未成年人保护法》中的第十八条明确规定了关于儿童安全座椅的配备使用。儿童安全座椅的使用首次纳入全国性立法，表明儿童乘车安全受到了更广泛的重视。基于我国对车载儿童安全座椅的明确立法，以及过去几年儿童被遗忘车内发生事故等社会因素，文章通过SWOT分析法与问卷法，以1～6岁婴幼儿群体为研究对象，进行安全座椅的多用途功能改良设计研究。重点将儿童安全座椅与推车相结合，并增加红外线安全警报等功能，最终设计出蛋宝宝多功能安全座椅。希望能通过多功能组合设计的方法，提高产品的利用频次，使产品物超所值。同时，设计注重儿童安全座椅的多用途、可拆卸性和便利性，从而使产品能够适应多种场景，以提高我国儿童安全座椅的使用率。

关键词：儿童安全座椅；多用途；红外线警报；设计

中图分类号：U491.61 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）11-0-03

0 引言

国内外相关研究结果证明，儿童乘车使用安全座椅能减少90%以上的事故，降低50%以上的死亡率［1］。2022年数据显示，我国儿童安全座椅实际使用率仅约10%，为提高使用率，需要针对安全座椅进行多用途改良设计。我国儿童出行产品中儿童推车的全民使用率高达95%，因此在保证安全的前提下，可将儿童座椅与儿童推车相结合进行设计，同时以过去几年儿童被遗忘车内发生事故等社会因素为切入点，增加红外线安全警报等功能，确保儿童乘车安全。

1 理论基础

1.1 设计痛点

1.1.1 功能单一

目前，市场上绝大部分儿童安全座椅功能单一，由于安全座椅占车内空间面积相对较大，多数家庭都存在购买后闲置的问题。同时，多见儿童提篮推车被我国消费者用作安全座椅，而其设计的出发点是为了迎合西方人外出有手提婴儿摇篮的习惯，实际上，提篮本身并没有安全座椅的防护作用。

1.1.2 事故危险

全球各地关于儿童被看护人有意或无意遗忘在车内致死的事件屡有发生。在此类事故中，绝大部分死亡儿童的年龄在3～5岁，这一年龄段的儿童由于心智尚未发育完全，缺乏自我保护与自救能力，也不如更小年龄的婴幼儿受到的关注度高，所以在被困伤害事故中的占比约80%，而剩余20%则分布在1～2岁更小年龄阶段的婴幼儿乘客中，多为家长主动将孩子留在车内但粗心忘记导致。

1.2 目标模型

本研究旨在设计一款使用率高的、多用途的、具备红外线安全警报功能并能有效避免婴幼儿乘客被困车内致死事件发生的车载儿童安全座椅。此设计能够使产品拥有儿童安全座椅与儿童推车这两种使用形态，可应用于多种场景。

2 设计调研与方案分析

2.1 问卷设置与数据来源

本研究的用户定位于1～6岁婴幼儿群体。

针对家中有车辆以及有低年龄段婴幼儿的消费者群体进行问卷调查，调查问卷主要包括看护人对安全座椅使用配备行为、安全座椅多功能的需求建议、座椅设计综合期望这三个模块的内容。调查问卷主要在线上宝妈群内收集，以及在线下儿童用品店内面访回收，共回收有效问卷312份。笔者对问卷进行数据分析并将其作为设计依据。

2.2 消费者问卷行为分析

调研结果显示，虽然座椅使用率整体并不高，但几乎所有消费者都表示有意向在孩子1～6岁时为其配备安全座椅。与此同时，人们对多功能的安全座椅有非常大的需求，因为车内空间会由于安全座椅的配置而显得不够宽敞，所以约97%的家长都希望对此进行改进。多数家长认为有必要在座椅上添加红外线感应警报系统，以避免儿童被困车内发生事故（见图1）。对儿童以及整个家庭而言，乘车安全没有侥幸。

2.3 材料工艺连接应用分析

2.3.1 材料选择

座椅材料可选择有机亲水棉，其具有透气舒适且散热快的优点，长时间使用也不会产生异味，更易降解，且具备抗菌自洁性能，符合人体亲肤状态［2］。除了亲肤材料的使用外，内部材料可采用冲击吸收材料，这种材料是康贝于1998年研发的一种鸡蛋掉落后都不会摔碎的减震材料，在全座椅坐垫里加入这种材质，可以减少婴幼儿40%的精神负担压力，同时更好地抵抗路面震动。

2.3.2 工艺选择

目前在市场上，安全座椅的工艺制作根据座椅结构与材质主要可以分为注塑、吹塑、钢骨架三种。综合而言，注塑骨架优于吹塑骨架，但这两种都是塑料骨架，硬度欠缺。而鞍钢骨架则能够弥补这方面的缺陷，鞍钢骨架不会进行焊接铆接，一体成型，安全性能最强。

2.3.3 连接方式

本设计主要采用动连接，在安全座椅与推车部件的连接方式上，产品采用结构性的插接方式进行连接。以插接为主，螺纹连接为辅。

2.4 SWOT分析以及方案推演确定

2.4.1 SWOT分析

优势：消费者普遍具有多功能儿童安全座椅需求，结构上将安全座椅与推车结合，能够固定且方便拆卸折叠，符合人体工程学。工艺上采用双一体化设计，能减少惯性伤害。

劣势：消费者对多功能儿童安全座椅的需求不一，市场上的同类产品过多，竞争激烈。

机会：主流消费群体年轻化，设计上要做到简约协调，产品需要符合汽车的内饰设计，并且要在确保安全的前提下使产品具备更多功能，要对红外系统部分进行简单控制设计。

威胁：消费者购买产品时更注重品牌，儿童安全座椅的需求逐年递增，产品的差异性尤为重要。

2.4.2 设计构想

根据调研结果，在设计构想阶段针对安全座椅进行了功能、结构等方面的头脑风暴。在头脑风暴的基础上，进行了关键词提取（见图2）。首先，将主要用户定位于1～6岁的婴幼儿群体，增加红外线安全感应警报功能，实现推车座椅两用，收纳与拆卸折叠便利。其次，结构上优先采用蛋型结构，优化座椅的安全防护性能，能给婴幼儿更舒适的心理暗示。

产品设计目标总结为结构灵活、便携可拆、安全稳定、功能多样。

2.4.3 造型设计

蛋宝宝多功能安全座椅整体采用鸡蛋的椭圆形曲面结构，运用弹性力学的薄壳结构原理，使壳体在载荷作用下将所承受的来自婴幼儿身体以及汽车行进过程中产生的压力均匀分散到座椅的各个部分，让力与力相互抵消，从而获得平衡效果。其内部躺面采用多结构弹性记忆棉，模拟鸡蛋的蛋壳内薄膜，从而产生预应力，使整个安全座椅更加坚固安全［3］。

2.4.4 功能与结构设计

蛋宝宝多功能安全座椅在结构上分为上下两个部分，分别为安全座椅部分和蛋壳推车部分，二者采用插接方式进行结构性连接，具有整体稳固性。

当需要带婴幼儿在外出时，可以将安全座椅变为推车形态。作为儿童推车使用时，婴幼儿看护人将其与底部蛋壳推车部位连接，再利用简易插接的连接方式安装推车手柄与遮阳罩，即可得到一辆婴儿推车（见图3）。

推车手柄部分能够进行多角度调节，使不同身高的看护人在推车时更加省力。遮阳罩采用化纤薄膜涂银材料，防水防晒，能够阻隔98%的紫外线，防止婴幼儿晒伤。当需要安全座椅时，旋转座椅底座，便可使座椅与蛋壳底部推车分离。另外，按下侧面旋转旋钮折叠两只底座支腿后轮，并旋转旋钮，同时缩短前轮长度，就能将推车折叠后放入汽车后备厢进行收纳，方便下次使用（见图4）。

座椅部分与蛋壳推车分离后为安全座椅的形态，可以在室内或者车内等多场景使用。在车内使用时，在座椅底部推出底部异构体硬接口与汽车刚性连接点的异构体接头相连接，并拉出收纳支撑腿，以避免安全座椅翻转，让座椅更加坚固，提高安全系数。

座椅部分可以实现360度调节，方便看护人在车内照料婴幼儿。躺面安全带采用五点式赛车安全带，两肩与臀部能够固定到卡盒中，给予婴幼儿更全面的贴合保护。

同时，侧面配备红外线安全警报功能，按动三次红外线盒设置车内安全程序，当智能红外线警报检测到车内人员仅剩座椅中婴幼儿人体热量时，会发出亮光频繁闪动，并且发出响亮鸣笛，引起看护人或行人的注意，直至有人再次长按关闭鸣笛，以此能够避免儿童被困车内的事故发生。座椅底座合理增高，增加了一个小的收纳空间，可用于放置尿不湿等婴幼儿常用物品，充分利用安全座椅所占空间，使车内更加干净整洁。

3 产品尺寸与造价分析

根据汽车内部空间以及婴幼儿人体工学以及成年人推车人体工学，进行尺寸标注，包括座椅形态与推车形态（见图5）。

???

在产品生产实施过程中分析造价，对儿童安全座椅的材料价格采取实绩法的方式进行标注。

根据车载安全座椅所确定的材料，注塑成型pp材料每千克约10.82元，有機亲水棉每千克约40元，鞍钢合金每千克约25.25元。调查发现，市场上1500元以上的安全座椅采用注塑成型工艺，因而综合考虑工艺、材料、设备成本，预估市场价格为2000～3000元。

4 创新点

本设计主要有以下三个创新点。

第一，利用人体36～37摄氏度的恒定体温发出特定的红外线波长原理，在车载儿童安全座椅上应用红外线人体感应与自动警报系统。

第二，使多功能儿童安全座椅可折叠、可拆卸，外出使用时为儿童推车，车载使用时为安全座椅。

第三，增加收纳空间，实现推车底部收纳空间与安全座椅旋转底座的有机结合。

5 结语

本文对车载儿童安全座椅进行多功能设计，其意义在于对现有儿童安全座椅进行结构改良，从而减少儿童被遗忘在车内发生事故的社会问题，提高车载儿童安全座椅的使用率，用结构性设计做出创新性产品。