基于人机工程学的婴儿车安全性研究

李奇涵　汪晓光　王飞

摘要：近年来婴儿手推车造成的事故不断，给婴幼儿带来的许多伤害。事故的频发给人们带来了深刻的教训，引发人们对安全理念的重视。从人-机-环境的角度对三者的关系特性做出解析，通过安全人机工程学的理论对婴儿车做出防护，降低其危险性。结论为婴儿车的安全性提供理论依据，为安全事故防护提供决策参考。

关键词：人机工程学；婴儿车；安全性；防护方式

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.35.092

1前言

据统计，美国每年都会有一万多起婴儿车意外伤害，2009年共有14000起由婴儿手推车造成的婴幼儿意外伤亡事故，现今婴儿手推车是造成5岁以下儿童事故的主要产品之一。因此在2013年5月10日，为了进一步防止年幼儿童的死亡和受伤事故，CPSC（美国消费安全协会）通过了一项规章制定通知，拟建立婴儿推车联邦安全标准。虽然我国没有做过相关的统计，但是因为婴儿车的质量问题和设计不当造成的事故也频有发生，从而引发了人们对婴儿车安全性的重视。可以结合人机工程学的理论知识来对它进行研究，保证婴儿车手推车的适用与安全。

2人机工程学

人机工程学起源于英国，形成于美国，把人-机-环境系统作为研究的基本对象，运用生理学，心理学，人体测量学，生物力学等其他相关学科，研究人-机器-环境系统中个组成部分。我们可以运用人机工程学的理论，观点和方法，来研究婴儿车操作系统中的安全问题，基于人机环境三者之间的问题，分析如何使婴儿车达到安全与适用的目的。

2.1人的因素

婴儿车是婴童产品的一种，这一类产品的特殊性在于包含两种用户群体，从工业设计的角度出发，产品的主要用户群体是婴儿，次要用户群体是成人（家长）。这里以六个月到三岁之间的婴幼儿为主要用户，人机系统中对婴儿的特性分析可以分为两个方面：生理特性和心理特性。

第一，婴幼儿的生理特征：婴幼儿身体柔软，骨骼发育不完全，同时，这一时期的婴儿身体成长尺度增幅变化很大；7～8个月婴儿身高约65～70厘米，而25～30个月身高约90～95厘米。因此，婴儿车必须在有限的空间里提供舒适的活动范围，由于婴儿身体正处于发育时期，必须要保持婴儿坐卧压力分布合理，身体自然松弛，血液循环良好。而且在这一时期婴儿头部占身体比重的18%是设计中重点保护对象。

第二，婴幼儿的心理特征：婴儿期（0～1岁）感觉初级薄弱，智力处于标志时期，对事物和环境的感触处于具象思维方式，具备了一定的探索和尝试的心理能力。幼儿阶段（1～3岁）具备了独立活动与思维能力，但依就处于感知运动阶段，思维更加发达对新奇事物产生强烈的好奇心，并能够通过自己独特的方式去理解事物和世界。所以，这一时期的婴幼儿是处于一种生理脆弱，易受伤，心里好奇，活泼好动，无防范意识的阶段。

婴儿车的另一个使用者是成人。通过对众多事故案例分析，成人的失误造成的危险占据较大的比重，其中导致不安全因素的操作归结为两点：第一，误判断，误操作。第二，精神不集中，疲倦操作。这不仅是操作者的因素，同样也是使用场景中可对婴幼儿造成意外伤害的人员的分析。婴儿车设计中不仅要考虑到常规的使用环境，也要考虑到非常规外来危险。所以婴儿手推车的设计中要做到警示和预防，要加入容错设计因素，将家长的误操作情况考虑到实际使用场景中，通过相应的设计，以保证婴幼儿的安全。

2.2婴儿车的因素

婴儿车在人-机-环境中处于最为重要的一环，既要满足人的需求又要协调环境的影响，一切的功能与实现最终都要落实在产品上来解决。婴儿车的本质功能点在于两方面：其一，通过与外界自然环境的接触，促进婴幼儿的生理成长。其二，为成年人携带婴幼儿提供便利。在保证功能实现的前提下，提高婴儿车的安全性，应该将重点考虑因素于材料，结构和色彩三个方面。

材料分析：所有材料目视检查应该清洁干净，无污染。至少稳定承重25千克以上，材料选择坚固轻质为主，而针对婴儿车内部区域和部件材料性质，应选择可溶性重金属不超限量的材料。

婴儿车的结构：要保持稳定平衡，减少尖边锐角出现，不能出现较大的缝隙和孔，以免不必要的伤害。婴儿车内部所需部件對于处于“口预期”的婴儿而言十分危险，最好避免直接暴露或者直接接触。对产品设计进行严谨的稳定性测试和撞击测试，保证即使在特殊情况下依旧能够保护车内婴儿的安全。

婴儿车的色彩：根据婴幼儿的视觉习惯，亮色是首选，而且不喜欢暗色，倾向波长的暖色，不喜欢波短的冷淡色。2-3岁的婴幼儿最喜欢的颜色是红色和黄色，然后才是蓝色和绿色。所以，应该以高明度低纯度作为主要颜色，并且控制在三色以内避免视觉疲劳。

2.3使用环境的因素

人和产品会影响到环境的优劣，反之，环境也影响着人的健康，环境的污染是需要长久地治理改善，而在这一期间产品就担负着保护人不被环境所侵害的责任。在婴儿车的使用环境中，成年人视野范围在一米到两米之间，而婴儿手推车中婴儿的视野环境在一米以下。不但不能达到给婴儿开阔视野的目的，而且还会对婴儿的视觉发育产生阻碍。同时，室外空气环境复杂，这个高度位置的空气质量差，细菌滋生，对婴儿的呼吸不利，整体上还会影响婴儿的情绪。考虑到使用环境的多种可能性，比如马路、停车场、乘共交通、环境光线较暗的地方等，婴儿车需要有一定的夜间警示设计，如利用灯光激光发射器等来提示婴儿车的位置，才能尽量避免这类交通意外的发生。

3安全防护方式

结合人机环境三者之间的安全隐患因素和现实事故的案例可以对多数危险源做出预防保护。但是随着科技的发展，人们需求的扩展，虽然预防的方式越发多样化，但是也带来了更多的潜在危险源。基于安全人机工程学的理论，针对不同的目的，可以采取不同的安全防护方式，主要安全防护方式类型有限制型，产品保护型，危险转移型，转换型，主动保护型，被动保护型等。endprint

3.1限制型

限制型主要针对的是使用人群，对婴幼儿的活动空间和成人操作进行一定的限制，正如现今很多产品会将螺丝，部件隐藏起来，不仅是出于简洁美观的目的，而且还可以限制使用者在事故发生时尝试自行拆解修理，造成对人或者产品的伤害。婴儿车内细小零件隔离在可触范围之外，不设置不必要和不成熟的功能限制家长的尝试性操作。属于婴儿车使用中直接有效的安全防护措施。

3.2产品保护型

产品保护型的措施是将对于易对人造成伤害的部位进行安全防护设计。面对复杂的道路情况，婴儿车的减震性很大程度影响着整体的性能。而且此时婴儿的大脑组织发育尚不完全，容易受外力而晃动，严重者会使脑内组织受到伤害，所以，减震的设计是对于婴儿头部重要的安全防护措施。现今婴儿车的减震性设计主要包括两种方式：充气橡胶轮和外置双避震弹簧，采用较大的充气橡胶轮可以有效吸收颠簸路面的震动，增强弹性空间。在震动传导路径上设置减震弹簧，使路面传导来的外力分散，保持婴儿车内卧平稳。

3.3危险转移型

将易造成伤害的部件或位置转移至人接触不到的区域。比如现在市面上比较受追捧的高景观婴儿车，和我们以前常见的那种座椅低矮的婴儿推车不同，座椅位置都比较低，座椅高度基本上和汽车尾气管的高度差不多，如果家长经常推着宝宝走在道路边的话，过往的汽车尾气肯定会进入宝宝的体内，对婴幼儿的身体造成伤害。 而座椅位置比较高的婴儿车可以有效的避免这种情况，而且还能给婴幼儿一个宽阔的视野，有助于他们的视觉成长发育。

3.4转换型

将危险的部件形式转换为不具危险的形式。在国内市场早期阶段普遍婴儿车采用座椅面向前方并且前护栏设置，它的意义在于发生碰撞时可以保护婴儿身体。然而，这样的设置却多发事故，婴幼儿会凭借护栏尝试站立，翻越摔倒甚至直接被护栏夹伤。后期婴儿车基本改版去掉护栏转换为五点式安全带。将具有潜在危险因素的部件转换为带有柔软护垫的安全带，降低了事故的多发性。

3.5主动保护型

当危险出现的时候，机器主动地做出反应，通过一定的操作将人置于安全状态。通常为了防止急刹车的惯性，婴儿车上要配备安全带绑定婴幼儿的稳定，即使发生意外紧急制动，也会保证婴幼儿的安全状态。现今的安全带设计分为三点式和五点式两种，虽然两者都能达到保护的目的，但是婴儿车上一定要采用五点式安全带设计，不仅受力更加均匀，消散撞击产生的力量，而且在最安全的状态下能够保证婴幼儿的活动空间，同时宝宝不能自己打开卡扣，可以让家长更加安心。

3.6被動保护型

当出现危险时，通过一定的防护措施把伤害降到最低程度。正如汽车事故的安全气囊一样，虽然不能保证绝对的安全，但是可以缓冲撞击降低伤害。在产品中适用人群中，被保护对象都有一个可承受最高伤害值，通过前期的调研可得出他们的伤害限度临界值，当事故的发生会产生能量的传递，确保人机碰撞时对人体的伤害不超过临界值是普遍的安全准则，也是安全设计的最终目标。

4结束语

没有任何一款产品是绝对的安全，任何事物之中都潜伏着危险的因素，通常我们所说的危险与安全都只不过是一种主观的判断。人的意识是有限的，不可能认识到所有的危险源，同时新的技术，材料，能源又会带来新的危险源。对此，设计不能只是根据已发生的事故来完善产品的安全性，可以结合人机工程学复杂的理论知识从多个角度和学科出发，模拟使用场景，研究婴儿车中人机系统中的安全问题，确保婴幼儿身心的健康，考虑到成人的错误操作，环境的多变，结合安全人机工程学的理论，通过产品的设计来实现适用与安全的统一。

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