摘要：近年来因为婴儿推车造成的伤残事故不断，而且因为这个数据也在不断地增大。婴儿期造成的伤害对一个人说，可能会影响一辈子。因此，本文通过介绍一种人机工程学视角下婴儿车限速安全装置，通过这种装置可以有效的降低婴儿车的使用安全性，从而实现提高婴儿车的安全使用性能。传统的婴儿车没有从婴儿车车轮的安全使用结构方面考虑设计，本文从人机工程学视角下对婴儿车的车轮进行限速安全设计角度出发进行探讨婴儿车的使用价值和适用性。最终可以实现通过机械制动的方式，控制婴儿车的转速，保证婴儿的安全。
关键字：人机工程、限速设备、安全装置、婴儿车
一、人机工程学
人机工程学的定义是应用人体测量学、劳动生理学、心理学、人体力学、结构学等学科协调统一在一起研究人体结构特征的一种方法。通过给定的人体各部分的相关参数以及身体各部分的活动行为和运动行为以及运动范围等结构特征参数，来分析人的触、听、视觉等行为以及人对各种劳动负荷的适应能力。分析人体在各种活动行为时的能量消耗信息、生理变化信息、疲劳机理行为以及人对各种活动行为下的适应能力的变化。人机工程学主要是探讨人体在工作状态下对心理状态的影响因素，以及人体在工作状态下对心理因素对工作效率的影响等行为机理。
二、婴儿车车轮结构设计技术研究现状及发展趋势
婴儿车是妈妈带宝宝在户外活动或外出提供便利的必须品。一方面它可以节省抱婴儿的体力，另一方面，也便于移动。根据婴儿的成长和使用用途，依照载重量为标准，婴儿车可以分为各种不同的车型。
1、婴儿车车轮结构的现状
传统的婴儿车车轮没有刹车装置或者是自锁限速装置。而部分婴儿车的车轮上虽然安装了自锁装置，可是在行走的过程中，一般是不起作用的。婴儿车在移动的过程中主要是靠推车的人的行为决定婴儿车的前进速度。这就隐藏了潜在的风险。随着人们生活水平日益提高，对婴儿的成长安全问题愈来愈重视，但是由于工作等原因父母不能够亲自照看婴幼儿，只能托付给家里的老人。有时因为老人的行动不方便或者个别地区多坡的地形所致，婴儿车容易脱离看护人员越走越快，容易发生意想不到的事故。因此，需要一种可以实现移动过程中可以限速的安装装置安装在婴儿车上，来降低潜在的危险性。
2、人机工程学在婴儿车车轮结构设计上的应用
人机工程学在婴儿车车轮结构设计上的应用，主要从婴儿车限速车轮进行论述。这种新型的婴儿车限速装置主要包括以下几部分：轮体、轮轴、刹车装置和刹车盘。如下图所示，
限速安全装置结构示意图
图中1为轮体；2为刹车盘；3为刹车球；4为摆动板；5为轮轴；6为支撑板；7为扭簧；8为刹车垫。
工作原理和安装形式：轮轴固定在车架上，轮轴上套装有轮体，轮体和轮轴之间通过轴承连接，减小轮体和轮轴之间的摩擦，轮体与轮轴接触的部分设有沿轮轴方向的凸缘，凸缘上设有刹车装置，刹车装置与固定在轮轴上的刹车盘互相配合。刹车装置包括支撑板、摆动板和刹车球，支撑板的一端固定在凸缘上且与轮体平行，另一端与摆动板铰接，摆动板朝向刹车盘的面上设有刹车垫，能够增大摆动板与刹车盘之间的摩擦。刹车垫材质为橡胶或者硅胶，采用抗磨损的橡胶材质，能够增强使用寿命。刹车盘边缘向车轮方向凸起，角度与刹车垫相对应，实现刹车垫与刹车盘的面接触，避免线接触或者点接触，提高刹车性能。刹车盘为圆盘形钢板。铰接的芯轴上设有扭簧，扭簧能够对摆动板施加一定的扭力，促使轮体转动缓慢时刹车球向中心移动，避免产生误刹。摆动板与轮体之间设有刹车球。刹车球为钢球，采用钢球便于取材，降低生产成本。轮体上设有若干由中心向外发散的凹槽。刹车球位于凹槽内，沿凹槽方向运动，凹槽底面为圆弧，圆弧半径与刹车球半径相同。这样能够使刹车球和凹槽配合更精确，使刹车球在轮体表面运动更稳定。为了更好的提高刹车效果，可以将刹车装置对称设置在两边。
该装置是考虑了婴儿的人体的尺寸和重量范围合理的计算而设计的，主要是利用牛顿第二定律F=ma来计算的。可以根据车型的不同和适用范围的不同设计该装置相关不同参数以满足在使用方面应用安全性能。该装置使用顺手和便利，不需要外在的作用，可以根据婴儿车的车速来自动控制婴儿车的前进速度。因此，可以大大的降低使用者操作时意外的伤害和产生的危险的可能性。而且每个零部件加工方便，各元件在安装上也非常便利，还具有便于清洗、保养及修理等特点。
三、总结展望
科技的进步、社会的发展、生活节奏的加快以及产品的更新等一系列的物质和精神层次的因素，决定了人们在追求物质生活的同时，更加注重享受产品使用方面带来的安全可靠、舒适方便、价值、效率等方面的特点。简而言之人们追求人性化设计的要求在不断地提高。本文通过人机工程学视角下对婴儿车限速安全装置进行结构设计分析，探析了一种更加安全的婴儿车限速装置。总结了婴儿车限速装置技术问题以及在相关领域中的应用和现状，分析了婴儿车车轮结构的设计技术和优缺点。随着材料学科技术和加工制造业的不断发展，婴儿车的安全性能会得到进一步的提高和完善。相应的婴儿车限速安全装置也会在这种氛围下得到发展和改进。从而降低因为婴儿车的安全性能造成的意外事故现象的发生。
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[4] 吕杰锋. 人机工程学[M]. 清华大学出版社. 2009.
论文作者:王新淮
论文发表刊物:《科技中国》2017年12期
论文发表时间:2018/5/2
标签：婴儿车论文; 刹车论文; 装置论文; 人机论文; 轮轴论文; 工程学论文; 车轮论文; 《科技中国》2017年12期论文;