汽車兒童安全座椅造型設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計

-PAGEIV--PAGEI-摘要隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國汽車保有量持續(xù)快速增長，于此同時乘車安全問題也慢慢的進入了我們的視野。國內(nèi)對于乘車安全的認識還僅限于安全帶和安全氣囊的使用。兒童乘車安全在國內(nèi)還是一個新鮮的詞語，家長們大都選則懷抱或者讓兒童坐在副駕駛依靠安全氣囊在兒童乘車過程中保護他們，誤認為安全氣囊和媽媽的懷抱能夠給他們提供一定的保護[1]。實則不然，有數(shù)據(jù)表明，在城市道路上行駛的汽車在發(fā)生碰撞的時候，在慣性的作用下成年人懷里的孩子會以20~30倍自身重量的沖擊力沖出，成年人反應(yīng)過來之前，孩子可能已經(jīng)撞上了擋風玻璃。[2]而對于身體各方面都還正在發(fā)育的兒童而言，安全氣囊彈出的巨大沖力對于兒童脆弱的骨骼有很大的傷害，并影響他們呼吸。部分年齡大的兒童有的父母讓他們使用成人安全帶，但是依照人機工程學(xué)，成人安全帶設(shè)計過程中參照的是成人的身體尺寸，當汽車發(fā)生碰撞時安全帶會勒住孩子的脖子對其造成巨大的傷害。[3]根據(jù)歐美等發(fā)達國家的經(jīng)驗，汽車兒童安全座椅可以在兒童乘車過程中為他們提供相應(yīng)的保護。汽車兒童安全座椅是一種能夠通過固定到汽車座椅上，在兒童乘車過程中能夠使他們獲得足夠的保護的兒童安全防護系統(tǒng)。[4]西方發(fā)達國家、日本、韓國和香港等發(fā)達地區(qū)的汽車兒童安全座椅使用率已經(jīng)超過了80%，這歸功于他們有著合適的關(guān)于汽車兒童安全座椅的法律法規(guī)。但是我國在這方面的立法還處于空白階段，國內(nèi)的家長對于汽車兒童安全座椅還很陌生。盡管汽車保有量的持續(xù)增長，但是國內(nèi)汽車兒童安全座椅的普及卻沒有跟上。[5]關(guān)鍵詞：汽車；兒童；安全；座椅；保護；傷害。-PAGEIII-ModelingDesignofVehicleChildSafetySeatAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,moreandmorepeoplehavetheirowncar,inthemeanwhilethesecurityproblemwhiletravelingcomeintoourfieldofvision.Fordomestictravelsafetyawarenessisonlylimitedtotheuseofseatbeltsandairbags.Thechildren’scarsafetyinourcountryisstillanewword,mostparentschoosethearmsorallowchildrensittinginthepassengerairbagtoprotecttheirchildrenridethecourse,andtheythinktheairbagsandmother'sarmswillprovideacertainprotection.Actuallyotherwise,thedatashowthatifacaroccurredanaccident,kidswillrushoutintheweightwhichis20to30timesofhisownweight,beforetheadultsreact,thechildmayhitthewindshield.Andforallaspectsofchildren'sbodiesarestillunderdevelopment,theairbagsystem'shugemomentumwouldgivekid’sbonesalotofdamage,andaffecttheirbreathing,evenkillthem.Forpartoftheolderchild,someparentsallowthemtouseadultseatbelts,butaccordingtoergonomics,theadultseatbeltisdesignedinadult’sbodysize,thechild'sneckwillbereinedandgetagreathurtwhentheaccidentoccur.AccordingtotheexperienceinEuropeandAmericaandotherdevelopedcountries,vehiclechildsafetyseatcanprovideappropriateprotectionfortheirchildrenamongtheride.Thevehiclechildsafetyseatcanbefixedtoacarseat,achildsafetyprotectionsystemcanmakekidssafetyintheride.InWesterncountries,Japan,SouthKoreaandHongKongandotherdevelopedregionshasexceeded80percentabouttheusageofvehiclechildsafetyseat,itthankstothelawsandregulationstheyhaveonthecarseatforkids.Butourlegislationinthisareaisstillinablankstage,thedomesticparentsarestillunfamiliartothevehiclechildsafetyseat.Althoughtheamountofcarownershipcontinuestogrow,butthedomesticpopularityofthecarseatforkidshasnotkeptpace.Keywords：Car;Kids;Safety;Seat;Protect;Hurt.目錄中文摘要 I英文摘要 II1選題背景及意義 11.1選題背景 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 11.2.2國外研究現(xiàn)狀 31.3課題研究的主要內(nèi)容 42.市場調(diào)研 52.1資料的整理與分析 52.2市場調(diào)查 52.3消費者的需求 73設(shè)計構(gòu)思及方案論證 83.1設(shè)計構(gòu)思與定位 83.2方案設(shè)計 83.3方案的論證與評價 134產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)分析 144.1確定初步結(jié)構(gòu) 144.2產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)分析 144.3確定產(chǎn)品原型 145汽車兒童安全座椅零部件設(shè)計 155.1坐墊部分設(shè)計 155.2靠背部分設(shè)計 165.3頭部護枕設(shè)計 176人機工程分析 186.1汽車兒童安全座椅的適用對象 186.2人機尺寸分析 197確定色彩方案進行材質(zhì)分析 208繪制產(chǎn)品工程圖樣 219展板設(shè)計 2410模型制作 25總結(jié)與展望 26附錄 27參考文獻 28PAGE28PAGE29 1選題背景及意義1.1選題背景隨著國民生產(chǎn)水平的提高，以及汽車價格的調(diào)整，家用汽車早就已經(jīng)不是一個新鮮的詞匯，據(jù)統(tǒng)計，截至2014年年底，我國汽車保有量已突破1.5億大關(guān)，達到了1.54億輛。[5]在此同時，汽車保有量的增長也導(dǎo)致了現(xiàn)在交通安全事故頻發(fā)。在各種交通事故中，身體各方面素質(zhì)發(fā)育尚未健全的兒童是最易受傷的群體。汽車安全帶都是按照成年人的人機尺寸設(shè)計使用的，對于兒童而言，使用成人安全帶非但不能減輕它們在碰撞中所受到的傷害，反而會被安全帶傷到他們脆弱的頸部。有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國每年死于交通安全事故的14歲以下兒童遠遠高于歐美國家，在死亡率上是歐洲的2.5倍、美國的2.6倍。[6]交通事故已然成為了我國14歲以下兒童的第一死因。我們不能不讓兒童乘車，所以我們必須要找到能保護兒童乘車安全的安全設(shè)施。國外交通事故中兒童死亡率低于國內(nèi)的最主要原因是國外兒童在乘車過程中使用了汽車兒童安全座椅。多種數(shù)據(jù)和調(diào)查顯示，正確的選購和使用汽車兒童安全座椅能夠有效地降低兒童在交通事故發(fā)生后的死亡率。[7]近期國內(nèi)也相繼頒布了相關(guān)的法律法規(guī)來規(guī)范汽車兒童安全座椅的生產(chǎn)與使用，隨著各大媒體與廠商的宣傳推廣。一定時間內(nèi)汽車兒童安全座椅在國內(nèi)一定會掀起一場新的革命。[8]由于文化和生活習慣的不同，現(xiàn)在市面上常見的汽車兒童安全座椅都有著各種不被大家接受的地方。國內(nèi)用戶對市面上常見的笨重的汽車兒童安全座椅有頗多意見，對于它的不易拆裝不可以隨意轉(zhuǎn)移也是遍布吐槽。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀有數(shù)據(jù)顯示，作為世界上最大的汽車兒童安全座椅生產(chǎn)國和世界上汽車持有量第二的國家我國對于兒童座椅使用率極低，全國平均使用率不到5%，即使是在北上廣這樣的大城市，汽車兒童安全座椅的使用率只比平局值高出5%，只有同樣可憐的10%。據(jù)中國汽車研究中心調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在我國兒童乘車時，有45%的家長采用自己看護或抱著；超過八成的父母都抱著僥幸心理沒有為孩子選用汽車兒童安全座椅；接近四分之一的家長壓根不知道有汽車兒童安全座椅這種產(chǎn)品就更不要提正確的選用了。[9]家長們的安全意識匱乏，還有國家對安全座椅的使用、生產(chǎn)及檢驗標準都沒有強制性標準的約束，許多整車廠商就鉆了這個空子，他們生產(chǎn)的汽車根本就沒有配備兒童安全座椅卡扣，很多以價格取勝的低端車的生產(chǎn)廠商，為了降低生產(chǎn)成本，精簡了部分與汽車兒童安全座椅相關(guān)的組件，這也導(dǎo)致了市場上的汽車兒童安全座椅少有人問津。還有，在馬路上行駛的車當中，我們也經(jīng)常會看有的家長將兒童放在副駕駛的位置上企圖用安全氣囊來保護兒童，如此可見部分家長到底有多么不了兒童乘車安全的知識，就更不要奢望他們正確的選用汽車兒童安全座椅了。[10]汽車兒童安全座椅由國外傳到國內(nèi)，價格普遍比較昂貴，種類也比較多，而且它的使用年限也比較短，一般在5年左右，這使得很多人對其望而卻步、望而觀戰(zhàn)，不知道該如何選擇。這就是導(dǎo)致我國生產(chǎn)了全世界的汽車兒童安全座椅在國內(nèi)汽車兒童安全座椅的普及卻低的可憐。為了填補這方面的空白，我國也陸續(xù)實施了《機動車兒童乘員使用約束系統(tǒng)》（GB27887-2011）、《機動車行駛安全技術(shù)條件》（GB7258-2012）等相關(guān)標準。依照新國標的標準，所有的國產(chǎn)汽車必須依照標準裝配兒童安全座椅接口并對于汽車兒童安全座椅的生產(chǎn)和銷售做出了相應(yīng)的規(guī)范。[11]這是國內(nèi)第一次出頒布關(guān)于兒童乘車安全的相關(guān)標準。對于國內(nèi)起步較晚如今還是魚龍混雜的汽車兒童安全座椅市場而言，這是一次歷史性的時刻。依照新的國標，新生產(chǎn)的汽車必須要安裝汽車兒童安全座椅接口并且配備安全鎖才能夠出廠，新生產(chǎn)的汽車兒童安全座椅必須經(jīng)過檢驗符合國家標準才可以出廠售賣。但是國內(nèi)如今對于汽車兒童安全座椅的使用并沒有像西方各國一樣出臺相關(guān)法律，僅有河南省和廣州省等省份規(guī)定兒童不可以坐在副駕駛的位置上?！?014年3月1日起實施的《上海市未成年人保護條例》規(guī)定：“父母或者其他監(jiān)護人以及其他成年人攜帶未滿十二周歲未成年人乘車的，不得安排其坐在副駕駛座位；”此外，“攜帶未滿四周歲的未成年人乘坐家庭乘用車，應(yīng)當配備并正確使用兒童安全座椅。[12]從工業(yè)設(shè)計的角度來講，導(dǎo)致國內(nèi)汽車兒童安全座椅使用率低的原因有以下幾點：使用年限因為汽車兒童安全座椅的適用對象是兒童，且為了更好地保護用戶汽車兒童安全座椅依照兒童的體重細分為五組。所以對于身體正處于快速成長期的兒童來說，使用期限只有3-5年。舒適度好動是孩子的天性，他們喜歡自由不喜歡被束縛。而為了更好地保護兒童，兒童安全座椅一般使用五點式安全帶將兒童束縛在那里，致使兒童排斥使用汽車兒童安全座椅。有的父母購買了汽車兒童安全座椅后，卻無法說服他們的孩子使用。攜帶不方便國內(nèi)的汽車使用不同與國外，汽車的使用并不限于家用。所以，汽車后排座椅并沒有足夠的空間一直裝著一個汽車兒童安全座椅。所以需要經(jīng)常地拆卸和移動就成了另外一個阻礙家長購買兒童安全座椅的攔路石。1.2.2國外研究現(xiàn)狀早在二十實世紀七十年代瑞典教授伯蒂爾·奧爾德曼就依照美國“吉米號”宇航器的座椅設(shè)計制作了世界上的第一款汽車兒童安全座椅。沃爾沃公司1972年制作了第一款反向安裝的汽車兒童安全座椅，汽車兒童安全座椅才正式的被用在了汽車上用來保護兒童乘車過程中的安全。80年代后，歐美以及韓國日本等發(fā)達國家相繼發(fā)布了強制使用汽車兒童安全座椅的相關(guān)法律法規(guī)（見“圖1.1世界各地法規(guī)分布圖”）。并對汽車兒童安全座椅的使用、檢測標準和生產(chǎn)都制定了相關(guān)的法律法規(guī)。自此國外汽車兒童安全座椅使用率越來越高，并且在三十多年來在交通事故中挽救了無數(shù)兒童的生命。國外家長普遍對汽車兒童安全座椅的人士比較全面，汽車兒童安全座椅也成為了兒童生活中的必需品。[13]圖1.1世界各地法規(guī)規(guī)定分布圖現(xiàn)階段為了貼合市場需求美國汽車兒童安全座椅主要有三大流行趨勢：（1）安全性能應(yīng)當考慮的更全面，市場上常見的汽車兒童安全座椅在兒發(fā)生碰撞時防止兒童被拋出方面已經(jīng)做得很好了但是有調(diào)查表明，汽車兒童安全座椅在汽車在十字路口發(fā)生側(cè)撞的時候?qū)和谋Ｗo還不夠全面。在市場的監(jiān)督下，防側(cè)撞將成為汽車兒童安全座椅的主要研究方向之一。（2）易用性安裝使用汽車兒童安全座椅總能讓人手忙腳亂，而且部分家長需要經(jīng)常地拆裝汽車兒童安全座椅。所以汽車兒童安全座椅在易用性方面做得還不夠好，應(yīng)當進行相關(guān)整改。（3）變窄、輕質(zhì)設(shè)計市面上常見的汽車兒童安全座椅都普遍比較笨重，不方便移動，而且占用空間很大，裝上兩個汽車兒童安全座椅后后座就無法再容納另一個人了1.3課題研究的主要內(nèi)容本課題主要是面對我國的汽車兒童安全座椅發(fā)展現(xiàn)狀設(shè)計出一款符合國內(nèi)用戶要求的汽車兒童安全座椅。盡管汽車兒童安全座椅已經(jīng)被發(fā)明使用了40多年，在我國它依然沒有被家長熟識，其主要原因包括國內(nèi)立法方面的空白、家長們對于兒童乘車安全的疏忽。隨著國家相關(guān)標準的頒布與法律上對于兒童乘車安全的關(guān)注。家長對于兒童乘車安全已經(jīng)有了較高的關(guān)注度，媒體也向家長們普及兒童乘車安全的相關(guān)知識汽車兒童安全座椅隱隱有成為新的潮流的趨勢。[14]各大商場以及購物網(wǎng)站已經(jīng)提前開始了這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭。但是當前市面上的汽車兒童安全座椅質(zhì)量的參差不齊，造型也五花八門價格也是400~5000元不等，致使家長們在選購過程中眼花繚亂。本課題意在設(shè)計一款讓家長們放心購買、方便使用；兒童們能夠在使用汽車兒童安全座椅的過程中有更好的體驗并且能夠更好的保護兒童乘車安全的汽車兒童安全座椅。

2.市場調(diào)研2.1資料的整理與分析圖2.1中國兒童椅使用現(xiàn)狀由“圖2.1中國兒童安全座椅使用現(xiàn)狀”可以了解當前國內(nèi)的家長們對于使用汽車兒童安全座椅的意識還不夠全面。甚至，部分家長壓根不了解汽車兒童安全座椅，就更不用提購買汽車兒童安全座椅了。[15]而且通過對于了解卻并未購買使用兒童安全座椅的家長的調(diào)查，他們沒有購買汽車兒童安全座椅的最主要原因就是攜帶不方便、使用周期短，而且不知道究竟如何選購汽車兒童安全座椅。而對于那些購買了汽車兒童安全座椅卻并沒有安裝汽車兒童安全座椅的家長，他們給出的原因是安裝太麻煩而且經(jīng)常需要拆裝，最主要原因是，孩子不愿意坐在那個跟別人不一樣的“怪東西”上。2.2市場調(diào)查經(jīng)過幾天的時間，本人進行了對市場的調(diào)查。此調(diào)查的目的就是要弄明白汽車兒童安全座椅市場的現(xiàn)狀，只有了解了用戶的需求，才能設(shè)計出更好地產(chǎn)品。通過調(diào)查本人了解到大部分商家是從國家頒布《機動車兒童乘員使用約束系統(tǒng)》（GB27887-2011）標準后，進入汽車兒童安全座椅銷售這一行業(yè)的，并且期待大干一番的。但是現(xiàn)實跟他們預(yù)想的結(jié)果并不一致。購買汽車兒童安全座椅的家長主要為80后、90后的年輕家長，他們對于汽車兒童安全座椅的了解比較全面，也更容易接受這個對于國內(nèi)家長而言的“新事物”。還有一部分家長是在購買汽車后，銷售人員介紹的。而且他們紛紛表示，要將使用汽車兒童安全座椅的必要性告訴他們的朋友和親人。與此同時，本人還對于家長對汽車兒童安全座椅的款式選擇進行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示92%的家長偏好可以伸縮的使用壽命長的汽車兒童安全座椅。而且他們表示，對于一些小的附加功能，如可伸縮杯架和腳踏板等可以提升他們的購買欲望，確實解決了他們的部分需求。對于動漫造型的汽車兒童安全座椅，他們并不是太感興趣，因它們的感覺這種造型的汽車兒童安全座椅太過追求造型，反而忽略了汽車兒童安全座椅本身的主要功能。關(guān)于材料的選擇，99%的家長表示必須是可食用級別的材料，因為這方面的安全他們是非常注重的。對于色彩的選擇，大多數(shù)家長表示，他們在這方面沒有特殊的要求，他們更傾向于讓孩子自己選擇汽車兒童安全座椅的顏色。在調(diào)查的過程中家長們也提出了一些可行性很強的改良方案，并且表示在仔細了解了汽車兒童安全座椅后，接下來他們一定會認真的選購并使用汽車兒童安全座椅。要想對汽車兒童安全座椅的市場更加具體的了解，我們還要了解汽車兒童安全座椅在市場上的發(fā)展到怎樣一個地步。我們要了解汽車兒童安全座椅行業(yè)的整體運轉(zhuǎn)情況、從國內(nèi)宏觀經(jīng)濟環(huán)境，國際經(jīng)濟環(huán)境，行業(yè)政策環(huán)境等幾方面進行詳細的分析兒童餐椅車行業(yè)的外部環(huán)境。只有在各個方面我們先對汽車兒童安全座椅的發(fā)展有個確定的了解，有一個預(yù)先知道的消息，這樣我們才能更加的了解汽車兒童安全座椅在市場上的走向。我們還要了解汽車兒童安全座椅行業(yè)的市場供給與需求方面的現(xiàn)狀，研究汽車兒童安全座椅行業(yè)相關(guān)的產(chǎn)品的價格走勢，分析汽車兒童安全座椅行業(yè)相關(guān)市場的發(fā)展現(xiàn)狀，多角度的分析汽車兒童安全座椅車行業(yè)的市場特征及產(chǎn)品的特點。掌握國內(nèi)外各家長的心理狀況，分析他們?yōu)樽约簩殞毜馁徺I汽車兒童安全座椅車的真正的目的，這樣我們就可以根據(jù)他們的心理要求來設(shè)計我們的汽車兒童安全座椅。在此我們還要分析國際汽車兒童安全座椅車的行業(yè)近幾年的發(fā)展狀況，比較國內(nèi)與國際上汽車兒童安全座椅車行業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢與劣勢。分析汽車兒童安全座椅的車行業(yè)標桿企業(yè)的財務(wù)狀況，從微觀上進一步分析汽車兒童安全座椅行業(yè)的市場規(guī)模及供需態(tài)勢，認真的探討在國內(nèi)父母對汽車兒童安全座椅的可求量。仔細的研究汽車兒童安全座椅價格的走勢，我們就會更加的確定了家長們所需要購買的汽車兒童安全座椅的價位。方便我們在材質(zhì)上還有一些設(shè)計的環(huán)節(jié)技巧上有一些改善。2.3消費者的需求通過與家長的溝通與交流，部分家長表示意識到了兒童乘車安全的重要性，也明白了之前帶孩子乘車的一些錯誤的行為，并表示的對汽車兒童安全座椅的購買欲。家長們表示他們關(guān)心的重點主要是汽車兒童安全座椅的安全性，一些原本就有了解的家長還提出，當前市面上有一部分汽車兒童安全座椅沒有汽車發(fā)生側(cè)撞時的保護裝置，而且，市面上常見的汽車兒童安全座椅看起來太過笨重不夠美觀。還有一位家長告訴本人他已經(jīng)購買了汽車兒童安全座椅，但是孩子不愿意使用汽車兒童安全座椅，又不愿意強迫他，只能把它一直束之高閣。通過調(diào)查，了解消費者的需求，為下一階段的設(shè)計構(gòu)思提供了有力的素材。3設(shè)計構(gòu)思及方案論證3.1設(shè)計構(gòu)思與定位本課題的主要內(nèi)容是對于市面上存在的汽車兒童安全座椅的一些不足進行改良，并試圖解決兒童沒有使用汽車兒童安全座椅的意愿的問題。就功能上兒童安全座椅是一種專為不同體重的兒童設(shè)計，是一種可以固定到汽車座椅上，彌補兒童無法使用汽車安全帶帶來的風險的安全裝置。本人在此次設(shè)計中想為其加一些輔助功能，有研究表明，當主要功能被滿足后一些創(chuàng)意的輔助功能也可能會成為用戶選擇某一款產(chǎn)品的決定性條件。比如為了方便攜帶，設(shè)計方便拆裝的產(chǎn)品。在色彩方面，本人準備選用清新明快的顏色，以吸引孩子的目光，提供愉悅的氛圍。當然，設(shè)計師應(yīng)當遵守形式符合功能的要求，不能為了吸引目光，賺眼球而忽略了產(chǎn)品本身的功能—當發(fā)生交通事故時，避免或減小兒童受到傷害的座椅。在滿足主要功能的前提下對汽車兒童安全座椅進行造型和功能進行改良型設(shè)計?？紤]到家長對于價格的考慮，所以選用比較便宜的高密度聚乙烯材料進行注塑，并在特殊部位比如頭部填充減震材料。[16]按照提醒，汽車兒童安全座椅一共分為以下幾組：0組：適用于體重小于10kg的兒童；（出生~9個月）0+組：適用于體重小于13kg的兒童；（出生~18個月）Ⅰ組：適用于體重為9kg到18kg的兒童；（9個月~4歲）Ⅱ組：適用于體重為15kg到25kg的兒童；（3歲~6歲）Ⅲ組：適用于體重為22kg到36kg的兒童；（6歲~12歲）考慮到3歲~6歲的兒童正處于幼兒園時期，每天都要多次乘車，又因為年紀較小，活潑好動，他們是最需要汽車兒童安全座椅的一組。所以本人決定設(shè)計一款適合他們使用的汽車兒童安全座椅。3.2方案設(shè)計一個好的產(chǎn)品首先要秉著以人為本的原則因為產(chǎn)品是為人類服務(wù)的，每一個產(chǎn)品的直接使用者或者間接使用者都是人類，我們不能將它當作一個產(chǎn)品，必須考慮到使用者的心理和生理需求。本人通過了一次對家長與兒童的社會調(diào)查對于家長與兒童的心理狀態(tài)有了深入的了解。對于家長來說他們首先考慮的是汽車兒童安全座椅的安全性，其次是汽車兒童安全座椅的易用性，并且在價格方面家長們也表示現(xiàn)在市面上的汽車兒童安全座椅的價格過高。對于兒童而言他們對于汽車兒童安全座椅似乎并不感冒。所以本人此次課題主要在汽車兒童安全座椅的易用性與如何讓兒童接受汽車兒童安全座椅進行改良型設(shè)計。在本次課題中，設(shè)計了四種汽車兒童安全座椅的設(shè)計方案。圖3.1方案一草圖圖3.2方案二草圖圖3.3方案三草圖方案四方案四草圖方案一的靈感來源于1958年阿納·雅各布森為哥本哈根的雷迪森SAS皇家酒店設(shè)計的蛋椅（圖3.1），蛋椅在造型上如同半個雞蛋，在造型方面如同一個舒適的鳥巢，這樣的造型能夠加強家長對于座椅安全性的信任。本方案將蛋椅與汽車兒童安全座椅結(jié)合起來，放棄了蛋椅的外形，但保持了蛋椅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。角度上為三檔可調(diào)節(jié)，以試用不同情況下的使用，也可以與兒童一起尋找一個他偏好的角度。頭部靠枕為五檔可調(diào)，來保證隨著年紀的增長，兒童安全座椅能繼續(xù)使用。而且在頭枕添加EPP減震材料，保證發(fā)生交通事故的時候，對孩子脆弱的頭部提供更安全的保障。在安全帶的選擇方面，根據(jù)人機工程學(xué)的要求，產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)首先考慮使用產(chǎn)品的對象屬于哪一類人群。因為兒童不同與成人傳統(tǒng)的安全帶并不能很好的固定好他們的位置，在選擇安全帶的時候，應(yīng)當考慮到怎樣將兒童的軀干和下肢固定到一個舒服安全的位置。能夠給與他們足夠的活動空間，又不可以讓它們脫離安全帶的束縛。所以本人決定選用國際上流行的五點式安全帶，此類安全帶常用與F1賽車與汽車兒童安全座椅上，穩(wěn)固可靠、結(jié)實耐用。當碰撞事故發(fā)生的時候使孩子的的軀體不至于因慣性而沖出去，又不會被強大的拉力拽傷。本方案為15Kg~25Kg（3~6歲）的兒童設(shè)計，考慮到這么大年紀的兒童正處于上幼兒園的時候，每天家長需要接送他上學(xué)，座椅使用頻率較高。在座椅上增加伸縮杯架，既能夠方便使用，又不會在不用的時候浪費空間，影響使用者的用戶體驗。鑒于兒童本身沒有使用汽車兒童安全座椅的意愿已成為使用兒童安全座椅最大的阻力，本人將從兒童的好奇心出發(fā)，來解決這一問題。方案二的靈感來源于變形金剛，頭部靠枕的高度五檔可調(diào)，肩部護體的寬度也是五檔可調(diào)，座椅角度三檔可調(diào)以保證兒童舒服的姿勢，這樣就可以完全排除了人手抱或者扶可能產(chǎn)生的任何失誤。也避免了兒童單獨乘坐時可能出現(xiàn)的亂摸亂動等各種意外，不論是正常駕駛。還是事故發(fā)生，都能為兒童提供強有力的保護。整體尺寸符合人機工程學(xué)以滿足用戶對于舒適度的要求。避免發(fā)生因為坐上去不舒服而導(dǎo)致的兒童本人拒絕使用汽車兒童安全座椅。產(chǎn)品的形態(tài)方面不僅滿足了用戶對于功能的要求，還在審美方面給人以情感的愉悅和精神的享受真正的做到了技術(shù)與藝術(shù)的完美聯(lián)姻在造型方面此款座椅簡潔大方。在安全帶的選擇方面，根據(jù)人機工程學(xué)的要求，產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)首先考慮使用產(chǎn)品的對象屬于哪一類人群。因為兒童不同與成人傳統(tǒng)的安全帶并不能很好的固定好他們的位置，在選擇安全帶的時候，應(yīng)當考慮到怎樣將兒童的軀干和下肢固定到一個舒服安全的位置。能夠給與他們足夠的活動空間，又不可以讓它們脫離安全帶的束縛。所以本人決定選用國際上流行的五點式安全帶，此類安全帶常用與F1賽車與汽車兒童安全座椅上，穩(wěn)固可靠、結(jié)實耐用。當碰撞事故發(fā)生的時候使孩子的的軀體不至于因慣性而沖出去，又不會被強大的拉力拽傷。因為多檔可調(diào)所以本方案適用于0~12歲的所有兒童使用，這一改變完全解決了家長對于汽車兒童安全座椅使用周期過短的擔憂。本產(chǎn)品定位為高端產(chǎn)品，所以本人在頭部靠枕加入了人工智能語音系統(tǒng)，以與兒童交流，作為當今最先進的人工智能的產(chǎn)品之一，人工智能語音系統(tǒng)完全能夠與兒童交流，幫助家長解決了孩子總是問為什么，卻經(jīng)常答不出來的尷尬。使家長與兒童都能夠開心的出門。方案三的設(shè)計采用了可折疊式的設(shè)計。從設(shè)計的角度而言兒童安全座椅應(yīng)當集安全、舒適、便攜、美觀與一體。當一個產(chǎn)品被人接受后，其價值不僅僅的體現(xiàn)在它的主要功能上，如果能給它加上有意義的附加功能，往往能使它更受歡迎。本人為這一方案運用了折疊的藝術(shù)，在高速發(fā)展的當今社會中，一個與折疊藝術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)品，往往能夠吸引更多的選購者。從理性的角度來講，現(xiàn)實生活時刻都在發(fā)生著不同的改變，我們渴望不停地改變自己以適應(yīng)這個不斷改變的世界。折疊對于產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)功能就是節(jié)約空間，便于儲存于攜帶。作為在汽車這么狹小空間使用的產(chǎn)品，如果能夠把折疊藝術(shù)與汽車兒童安全座椅結(jié)合起來，將能夠完美的解決家長對于汽車兒童安全座椅過于笨重、不方便攜帶、不方便儲藏等類似的吐槽。極簡主義是折疊藝術(shù)的最好的代名詞，本方案造型簡潔大方色彩鮮明使用簡單的兩部分構(gòu)成了產(chǎn)品的主體。因為家長的汽車多在城市內(nèi)使用，車速并不快，受到強烈撞擊的可能性也不大，又因為家長對于笨重的汽車兒童安全座椅很不感冒，所以本方案并沒有扶手和側(cè)面防護。精簡了部分功能，在造價、攜帶、儲存和外觀方面做出了極大的改變。而安全帶的選用，依然選用了五點式安全帶。方案四將極簡主義更加完美的運用到了產(chǎn)品上，因為是面對3~6歲兒童使用的汽車兒童安全座椅，所以去除了一些不必要的部分。又不像方案三年以怎樣將產(chǎn)品主要功能也精簡掉了，體現(xiàn)了人文主義關(guān)懷。鑒于3~6歲兒童使用汽車兒童安全座椅的更多時間是上學(xué)和放學(xué)的途中，所以沒有選用角度可調(diào)節(jié)的汽車兒童安全座椅。發(fā)生側(cè)撞的時候?qū)τ趦和谋Ｗo是當前汽車兒童安全座椅的主流研究方向之一，本方案特意在頭部依靠部分的兩側(cè)增添了EPP防撞材料，以更好地保證兒童乘車過程中的安全。作為明顯的增高型汽車兒童安全座椅，因為需要保護的兒童年齡已經(jīng)相對較大，身體各部分生理特征發(fā)育更加成熟，即使它的約束系統(tǒng)和固定裝置與其他類型汽車兒童安全座椅相比簡單了許多，但是并沒有因此降低他們的安全作用。在保證安全作用的前提下，簡化各部分結(jié)構(gòu)能夠大大的降低生產(chǎn)成本和出售價格，更加符合我國的國情。大多數(shù)增高型號汽車兒童安全座椅使用的都是汽車自帶的成人安全帶，但是這并不意味著不安全，有研究表明同一款增高型汽車兒童安全座椅，使用五點式安全帶和三點式成人用安全帶相比并不能提高安全性，反而會增大誤用安全帶而致使悲劇發(fā)生的幾率。但是要在頭部護枕下方增加安全帶約束設(shè)施以防止安全帶對乘車兒童造成不必要傷害。使用三點式安全帶，反而可以借助兒童好奇心強，喜愛模仿的天性，更容易勸說他們使用汽車兒童安全座椅。3.3方案的論證與評價經(jīng)過認真的思考與討論分別對以上四個方案做出了評價方案一在造型上的創(chuàng)新讓人眼前一亮，但是過于笨重，盡管能給人以美的感受，但是國內(nèi)的現(xiàn)狀是汽車兒童安全座椅會被反復(fù)的拆裝移動，對于方案中的產(chǎn)品，拆裝和移動都要花費更大的時間和空間，所以暫不考慮此方案。方案二有著方案一的缺點，同時缺擁有更多的優(yōu)點，適應(yīng)0~12歲的所有兒童完美的解決了汽車兒童安全座椅的使用周期過短的缺點，但是兒童的喜好是多變的，使用周期長的優(yōu)點同時也是它的缺點。盡管本方案還有很多小的亮點，但是高昂的造價，導(dǎo)致它將有著不菲的價格。所面對的用戶群體太窄，與我國國情不符，所以此方案并不考慮。方案三與前兩個方案不同，它擁有著鮮明的優(yōu)點，價格低廉、拆裝方便方便儲存、移動。但是其缺點也是明顯的，近乎運用到極致的極簡主義，使它精簡了很多必要的部件，包括防側(cè)撞和扶手部分。它必將是矛盾的結(jié)合體，但是沒有任何商家會冒著風險區(qū)生產(chǎn)銷售這種產(chǎn)品。所以經(jīng)過激烈的討論，本方案也不在考慮的范圍之中。方案四與方案三同樣運用了極簡主義，但是并沒有像方案三一樣極端，處處體現(xiàn)著人文關(guān)懷。刪去了部分不必要的部件，但是在安全性能上并沒有打任何折扣。并且在造型方面更具有親和力，沒有給人以距離感。方案四中，靠背和坐墊的可分離使它更容易移動和儲存，最重要的是方案四的產(chǎn)品的造價不高，更加符合我國國民的消費觀念，所以我們最終選擇了方案四作為最終方案。

4產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)分析4.1確定初步結(jié)構(gòu)此汽車兒童安全座椅采用可拆分的結(jié)構(gòu)，下部坐墊部分采用了更加符合人體臀部弧度的曲面造型，并在兩側(cè)添加了扶手部分，以保證兒童在使用汽車兒童安全座椅的時候獲得更舒適的體驗，并可以防止汽車發(fā)生側(cè)撞時兒童軀體部分發(fā)生過大的位移造成傷害。為了能夠更好地與汽車座椅契合，并且安裝后能夠穩(wěn)定的使用，座椅的底部采用平面結(jié)構(gòu)。為了防止兒童使用過程中被撞傷座椅整體無棱角，靠背部分兩側(cè)為了更好地在側(cè)撞中保護乘車兒童安全，在支架的基礎(chǔ)上增加了防震材料，頭部依靠部分也用防震材料代替了支架?？勘痴w造型呈弧形，以保證兒童在乘車過程中能夠更加舒服。添加可調(diào)節(jié)高度的頭部護枕，除了支架整個護枕都使用防震材料，并且適用于不同年齡段的兒童使用，更具人性化。在與汽車連接方面，采用ISOFIX連接方式，現(xiàn)在市面上的汽車大都配備了ISOFIX接口，以方便汽車兒童安全座椅的使用。ISOFIX連接方式能夠更方便更穩(wěn)定的將汽車兒童安全座椅固定到汽車上，比國內(nèi)常見的捆綁式固定法更加安全。座椅整體分為坐墊、靠背、頭部護枕三大部分輔以減震材料，構(gòu)成了能夠保護兒童乘車安全的兒童乘員用約束系統(tǒng)。4.2產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)分析該汽車兒童安全座椅在底座部分設(shè)計了很多小孔，用來保證通風，兒童乘車過程中產(chǎn)生的熱量可以很好地散發(fā)出去，夏天使用時用戶體驗依然不會降低。底座和靠背之間使用常見的凹槽插入的連接方式，保證家長在安裝該汽車兒童安全座椅的時候不至于手忙腳亂產(chǎn)生挫敗感。二者可分離的設(shè)計可以極大地節(jié)約座椅在不使用的時候所占的空間，可以完好的放在后備箱中，方便移動和儲存。頭部靠枕與靠背之間使用彈簧配合滑塊連接，并且可以在一定高度范圍內(nèi)移動并且固定，以滿足不同身高的兒童使用。并且在頭部靠枕的后方配備了安全帶約束裝置，配合汽車成人用安全帶，就可以很好地將兒童固定在座椅上，并不需要五點式安全帶。4.3確定產(chǎn)品原型通過以上對兒童餐椅的草圖設(shè)計、功能的分析、與整體結(jié)構(gòu)的分析確定了汽車兒童安全座椅的原型，本產(chǎn)品主體分為坐墊部分、靠背部分和頭部護枕三大部分，三大部分采取不同的連接方式連接，并都可以快速拆裝。

5汽車兒童安全座椅零部件設(shè)計在確定了產(chǎn)品的造型與功能后，為了對產(chǎn)品建立三維數(shù)字化模型，首先要依照草圖對座椅的三大部分的尺寸以及形狀進行細致的設(shè)計，相關(guān)配合尺寸一定要精確。[17]5.1坐墊部分設(shè)計首先在草圖上依照人機工程學(xué)尺寸表確定坐墊部分大體長度、寬度和高度，并確定坐墊的弧度，決定座椅的具體造型，并且決定使用Creo2.0軟件對此部分進行建模。建模過程如下：打開Creo2.0軟件，使用mmns_part_solid模板創(chuàng)建一個新的零件。點擊草繪按鈕，選擇top平面為活動平面并且繪出半個座椅坐墊部分俯視圖的造型，并命名為“草繪1”點擊完成。同時使用草繪命令在right平面上繪制出坐墊部分上表面在此平面上的交線，并進行些許延長，命名為“草繪2”。點擊造型按鈕，使用曲線命令繪制三條與“草繪2”相交并且分別在front平面和front平面平行的兩個平面上的符合坐墊部分上表面在這三個平面上輪廓的曲線。使用曲面命令以“草繪2”為軌跡，創(chuàng)建的三條曲線為輪廓創(chuàng)建曲面，點擊曲面，得到“類型1”將“草繪1”投影到“類型1”上，并使用修剪命令對“類型1”進行修剪得到坐墊部分上表面。依照既定的尺寸使用同樣的方式創(chuàng)建坐墊部分的下表面。在上下兩個表面邊緣使用草繪命令繪出多個坐墊部分側(cè)部的輪廓，使用邊界混合命令創(chuàng)建座坐墊部分側(cè)部的曲面并與上下兩個表面閉合。使用掃描混合命令創(chuàng)建扶手部分并與上表面相交，并且修剪掉上表面下方的多余部分。使用鏡像命令將建成模型鏡像出另一半，獲得閉合的模型，汽車兒童安全座椅坐墊部分的計算機造型。使用拉伸切除命令獲得與靠背部分配合的凹槽。倒圓角，得到坐墊部分的三維數(shù)字化模型如圖5.1。圖5.1坐墊部分造型5.2靠背部分設(shè)計首先在草圖上依照人機工程學(xué)尺寸表確定靠背部分大體長度、寬度和高度，并確定坐墊的弧度，決定座椅的具體造型，并且決定使用Creo2.0軟件對此部分進行建模。打開Creo2.0軟件，點擊草繪按鈕，選擇front平面為活動平面并且繪出半個座椅靠背部分主視圖的輪廓，并命名為“草繪1”點擊完成。同時使用草繪命令在right平面上繪制一條豎直的線，并命名為“草繪2”。點擊造型按鈕，使用曲線命令，繪制三條符合靠背造型曲面并與“草繪2”相交的曲線。使用曲面命令，以“草繪2”作為軌跡，三條曲線作為輪廓線進行造型。點擊完成得到“類型1”。將“草繪1”投影到“類型1”上，并使用修剪命令得到既定輪廓。使用加厚和鏡像命令得到靠背的造型。使用拉伸切除命令，獲得與頭部靠枕配合的凹槽和與坐墊部分配合的凹槽。倒圓角，得到靠背部分的三維數(shù)字化模型如圖5.2。圖5.2靠背部分造型5.3頭部護枕設(shè)計首先在草圖上依照人機工程學(xué)尺寸表確定靠背部分大體長度、寬度和高度，并確定坐墊的弧度，決定座椅的具體造型，并且決定使用Creo2.0軟件對此部分進行建模。[18]打開Creo2.0軟件，使用拉伸命令獲得與靠背凹槽配合的部分。再使用造型功能配合修剪命令獲得護枕的其它部分。倒圓角，獲得頭部護枕的三維數(shù)字化模型如圖5.3。圖5.3頭部護枕部分造型

6人機工程分析6.1汽車兒童安全座椅的適用對象要對產(chǎn)品進行人機工程分析，首先要了解產(chǎn)品的適用對象，只有考慮到他們在物理上和心理上的需求才能設(shè)計出更好的產(chǎn)品，以達到銷售的目的。本課題所涉及的汽車兒童安全座椅面向的是3~6歲的用戶，減小或者避免在乘車過程中受到?jīng)_撞時所受到傷害的產(chǎn)品。[19]3~6歲的兒童正處于幼兒園時期，他們剛剛開始去認識這個社會，了解這個世界，他們對一切都充滿了好奇心，但是心智還不成熟的他們很不愿意被束縛，不愿意長時間保持一種狀態(tài)。現(xiàn)在國內(nèi)的兒童大都是獨生子女，所以一直被全家人寵愛著，他們經(jīng)常會拒絕一些自己不喜歡的東西，家長無法全好他們。愛玩兒是孩子的天性，他們活潑好動，無法長時間將注意力集中到一件事物上，有研究表明3~6歲的兒童注意力一般只可以維持在15分鐘，所以在乘車過程中，就避免不了東張西望，隨著身體的小范圍移動，他們必定對汽車兒童安全座椅充滿抱怨。面對這樣特殊的用戶我們必須從他們的實際情況出發(fā)，設(shè)計兒童用的產(chǎn)品應(yīng)處處體現(xiàn)對他們的關(guān)懷，注重愉悅他們。我們應(yīng)當重點考慮安全性、舒適度、色彩等因素。造型和色彩是最重要的兩點，他們往往能更大程度的引起兒童的情緒。如果說兒童是汽車兒童安全座椅最直接的使用者，那么家長們則是當之無愧的間接使用者。他們負責選購、安裝而且他們要幫助兒童正確的使用汽車兒童安全座椅，并且引導(dǎo)他們習慣使用汽車兒童安全座椅，他們才是汽車兒童安全座椅的直接操控者。當前市場上的汽車兒童安全座椅，往往只考慮到了兒童，卻忽略了他們的父母。汽車兒童安全座椅是兒童與父母共同使用的產(chǎn)品，想要做好此類產(chǎn)品，必須處理好這兩類人群與產(chǎn)品的關(guān)系。作為成人而言，他們既是產(chǎn)品的潛在使用者，也是購買產(chǎn)品的決策者。新時代的父母在選擇產(chǎn)品的時候會考慮到兒童的心理及生理特點，他們不會把孩子當做寵物或者玩具，在選擇產(chǎn)品的時候他們會考慮到這個產(chǎn)品對兒童是否有益。他們一般會選擇那些“合適”的產(chǎn)品，所謂“合適”的產(chǎn)品就是符合兒童的心理特點，被他們喜愛，又要安全、美觀而且易用。當然成年人這個人群還會考慮到他們的個人喜好、使用環(huán)境、受教育程度、經(jīng)濟條件等。同時也會考慮到產(chǎn)品的輔助功能比如拆洗、儲存等。6.2人機尺寸分析此類座椅的尺寸如圖6.1。圖6.1人機尺寸圖由于兒童身體成長很快，為了避免因為身體的發(fā)育而很快就無法繼續(xù)使用汽車兒童安全座椅，此汽車兒童安全座椅配備了可以調(diào)節(jié)高度的頭部靠枕，高度可以在650~770mm之間調(diào)節(jié)。

7確定色彩方案進行材質(zhì)分析不同的色彩，向我們傳達不同的信息。在產(chǎn)品設(shè)計的過程中色彩方案的選擇也尤為重要，稍有不慎就可能因為配色毀掉一個設(shè)計。[20]所以題主在色彩方案的的決定過程中尤為小心，通過查閱相關(guān)資料本人了解到了部分顏色向我們傳達的信息：黑色，給我們一種穩(wěn)重的感覺，在產(chǎn)品中加入深色調(diào)，看起來更加穩(wěn)重，使用戶對它更加信任。淺色調(diào)能夠給人活潑的感覺，他們往往能夠吸引孩子的目光。[21]最終決定的色彩方案如圖7.1。圖7.1色彩方案該產(chǎn)品所面對的用戶是兒童，兒童的抵抗力比成年人要低很多，所以產(chǎn)品支架部分所采用的材料一定要安全。在保證安全的同時也要有一定的強度和韌性，不可以輕易被損壞。[22]高密度聚乙烯是一種不透明白色臘狀材料，比重比水輕，比重為0.941~0.960，柔軟而且有韌性，無毒無味。耐酸堿，耐有機溶劑，電絕緣性優(yōu)良，低溫時，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強度，剛性等機械強度較高。綜上所述，高密度聚乙烯材料符合主體部分對材料的各方面物理化學(xué)性能的要求。單純的HDPE材料注塑而成的支架不能夠完好的起到對兒童的保護，所以本人在特殊的部位填充一定的減震材料更好地保護兒童。聚丙乙烯材料由固體和氣體兩部分組成，常見的聚丙乙烯材料多為黑色、粉色和白色顆粒狀，內(nèi)部充滿了氣體，將他們堆積起來能夠有效地減小撞擊過程中沖擊力的傳導(dǎo)，起到減震的作用。具有以下特點：比重輕，密度較小，可以根據(jù)不同的要求選用不同的預(yù)發(fā)泡材料。耐熱能力好，可承受40~70℃的溫度，在較短時間內(nèi)甚至更高。具有很好的抗震吸能能力，形變后回復(fù)率高。因為其如上優(yōu)點，EPP材料多用與精密電子儀器包裝、汽車保險杠、高級汽車座椅、F1賽車手頭盔等。所以本人選用EPP材料作為汽車兒童安全座椅部分特殊位置的緩沖材料，以保證兒童乘車過程中的安全。8繪制產(chǎn)品工程圖樣完成三維圖的創(chuàng)建后，為了更好的了解產(chǎn)品的各部分尺寸和位置關(guān)系，我們還應(yīng)當繪制產(chǎn)品工程圖樣。在Creo2.0中打開三維工程圖的裝配文件，將顯示方式改為線框圖，以裝配體為模型新建一個繪圖零件，在新建的繪圖零件中分別將裝配體的三視圖和正等軸測圖導(dǎo)入。將文件另存為.dwg格式。使用CAXA電子圖版打開之前保存的文件，將三視圖按照與原文件大小1:2的比例縮放，并且擺放到正確的位置。按照實際尺寸，對三視圖進行標注。撰寫技術(shù)要求，并且填寫明細表。得到產(chǎn)品工程圖樣如圖8.1。

圖8.1產(chǎn)品工程圖樣9展板設(shè)計展板設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的一個重要階段，它能夠更好地向用戶呈現(xiàn)出產(chǎn)品的造型以及創(chuàng)新點，提升用戶的購買欲。[23]本人選用了PhotoShop軟件進行展板的設(shè)計，首先在展板中添加各種素材，使展板更有層次感。將選好比例的正等軸測圖的渲染圖置入圖中并調(diào)整合適的大小，再將產(chǎn)品色彩方案的渲染圖分別置入圖中選擇合適的大小與尺寸，將三維工程圖導(dǎo)入KeyShot軟件中，設(shè)置背景為汽車后排座椅的圖片，調(diào)節(jié)裝配體的角度，進行渲染，得到場景展示圖，將場景展示圖與渲染好的功能展示圖置入圖幅，調(diào)整大小與位置。添加必要的文字說明。[24]最終展板如圖9.1。圖9.1展板效果圖

10模型制作模型的制作選用了3D打印的方式，分別打印出產(chǎn)品的三大部分如圖10.1。[25]將打印好的模型去除支撐，并使用砂紙對表面進行處理。噴漆如圖10.2，最終得到效果圖如圖10.3，10.4。圖10.1圖10.2圖10.3最終模型效果總結(jié)與展望時至今日，短短的四年大學(xué)時光已所剩不多了。從3月