德州学院  王林祥 王志坤

1 前期市场调查

通过调查发现，现有儿童安全座椅适用年龄多为1~12岁，安全带采用五点式固定方式，座椅采用LATCH或ISOFIX固定。多选用强度高、韧性强、耐磨、耐腐蚀，质量比较轻便的作为制作材料。但现有儿童安全座椅几乎都存在安全隐患，安全座椅固定不牢，不能够有效保护儿童颈部等等。通过调查发现多数儿童安全座椅的市场销售都不尽人意，顾客对安全座椅的安全性同样存在质疑。

2 原理与设计方案

2.1设想与理念

儿童安全座椅首先考虑的是安全性，智能儿童安全座椅是在现有的安全座椅的基础上查漏补缺，加强了对座椅的牢固性，并增加了几种事故处理装置。首先该产品采用了缓冲减压的设计方案，安全座椅与车座后背不完全接触，能在发生追尾事故时，在儿童座椅与车座间的缓冲物会形成缓冲带，使儿童的瞬间加速度不至于过大，有效地减少了冲击力对儿童的伤害。由于是在车内部安装，因此产品不宜过大，这也是设计产品必须考虑的。为此该产品设计了一套智能应急系统。只有事故发生时触发，因为在事故发生时安全为第一准则，空间不再考虑，分散式安全气囊在不考虑空间的情况下可以很好地减少冲击，因此智能应急系统是在事故发生时通分散式安全气囊设施将安全座椅和婴儿固定和保护。 危险警报系统可以在事故发生时及时发送救援信息并帮助救援人员定位事故地点，特别是当周围没有其他人员而车上人员因事故昏迷时，可以挽救一家人的生命。

2.2设计过程及应用

2.2.1整体设计

受车内空间限制，安全座椅不能过大，通过对儿童体型及成长性的考虑及舒适度的要求下，最终规定座椅尺寸为490mmx450mmx640mm。安全座椅的材质一般选择具有强度高、韧性强、耐磨、不易燃、无毒等特点的。该产品选用HDPE作为主材质。座椅的高度、倾斜角度、护颈、护头高度均可随婴儿成长随意调节。安全座椅背部深陷，两侧前突，在不影响婴儿手臂活动前提下尽可能增加接触面，这样使婴儿感觉像是处于母亲的怀抱，舒适度很高。剧烈撞击下婴儿的抖动也不会和座椅发生太大偏移而造成骨折。

2.2.2安全带设计

安全带设计首先考虑安全性，在保证安全带能有效防止婴儿意外滑落及突发事故时防止婴儿大幅度前倾危及生命的前提下还要保证婴儿舒适度。不能过紧，不能影响婴儿发育。筛选后，安全座椅采用了五点式安全带。五点式安全带通过两肩、臀部、两腿将婴儿固定于安全座椅上，五点式安全带的受力点众多且位于婴儿承受能力较大的主骨骼上，当车辆发生碰撞，婴儿受惯性前倾，所受冲击力为自身重量的30倍左右，婴儿很难承受这么高的冲击力，并且可能发生脱离五点式安全带却能有效防止婴儿滑出并减少婴儿位移距离，将婴儿因惯性受到的冲击力分散到五处比较坚固的骨骼上，将力量分散处理。配合智能应急系统更能在减少位移的前提下减小冲击对婴儿的损害。

2.2.3智能应急及防抱死装置

安全座椅的智能应急装置是根据汽车安全气囊改进而来。由三部分组成：气囊、控制芯片和碰撞感应器。气囊材料为强度较高的尼龙，表面涂有防粘层，防止突然膨胀造成爆炸，采用分散式多个气囊协调工作方式，降低了气囊本身对婴儿的冲击力及噪音。五个安全气囊分别位于婴儿头部两侧、胸腔两侧及正前方，分别保护婴儿头、颈、胸腔。气囊内部主要气体要保证无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆。最终定为为氮气。事故发生时防抱死装置是在安全带卡扣内设置伸缩装置和受力感应装置使安全带有一定伸缩性，当婴儿承受冲击力超过设定的最大受力时，安全带适当放松，减小冲击力，保障婴儿安全。