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摘要：在人体工学原理背景下，本文注重设计一种基于人体工学原理的缓冲婴儿背带和座椅平衡机构。通过分析背带和座椅中的重心分布，制定合理的设计方案。在本次设计方案应用时，是以缓冲材料为主要支撑结构，提高婴儿坐姿的舒适性。经过实践证明，发现该背带和座椅平衡机构有优异的的支撑效果，会降低婴儿长时间坐姿的不适感，具有调节灵活、易于使用、清洁等优点，加强婴儿护理的体验感。

关键词：人体工学原理；缓冲婴儿；背带；座椅平衡机构；设计

前言

随着现代生活节奏不断加快，父母们越来越依赖婴儿背带、座椅等便携式产品来减轻照顾婴儿的负担，但市面上现有婴儿背带和座椅往往存在设计上的不足，如长时间使用可能导致婴儿臀部血液不流通、背部支撑不足等问题。为了解决上述问题，研究人员注重分析人体工学原理，科学设计婴儿背带和座椅的平衡机构，结合适应人体形态、生理结构、机能特征等学科知识，将人体工学原理和婴儿背带座椅相互结合，进一步增强产品的舒适性。基于此，本文分析婴儿生理特点，明确婴儿背带和座椅的受力分布，优化设计平衡机构，合理控制婴儿身体承受的负担，避免使用时间过长，给婴儿身体健康影响带来严重影响。同时，分析如果增强婴儿背带和座椅的平衡机构设计的人性化，使其适应不同年龄段婴儿的需求。如通过调节座椅的高度和倾斜角度，以满足婴儿在成长过程中身体变化的需求，并考虑到父母使用的便利性，平衡机构设计将尽量简洁易操作，便于父母根据实际情况调整 [1] 。

1人体工学原理概述

人体工学是研究人体与工作环境之间相互适应关系的学科，旨在通过合理的工作环境设计和工作方式改善人们的工作效率、减少工作相关疾病的发生概率，提高工作生活质量。人体工学原理是以人体解剖学、生理学、心理学知识为基础，结合工作环境特点，设计出符合人体结构的方法。其严格遵循以人为本的设计理念，根据人体的基本特点，加强工作过程的合理性。同时，人体工学原理分析人体姿势、动作、力等环节，发现给人体健康带来影响的因素，制定科学的优化措施。

目前，人体工学原理涉及到不同方面：（1）姿势动作原理：婴儿在成长中的姿势动作需严格遵循生理功能特征，禁止超过人体身体负担，利用正确坐姿、站姿、行走姿势等方式，有效减轻关节的负担；（2）力学原理：要结合人体肌肉特点，将身体力量进行分配使用，防止其出现不必要的损伤。例如：在婴儿生长过程中要设置合适的设备，减少婴儿臀部血液不流通、背部支撑不足等问题；（3）环境原理：在分析人体工学原理时，需考虑工作环境对婴儿的影响，如光照、噪音、温湿度等因素，给婴儿营造良好的工作环境，避免婴儿出现长时间的哭闹。例如：在房间中，合理布置光源和空调设备，保持舒适的温度和湿度 [2] 。

2婴儿在背带和座椅中的姿势及重心分布

婴儿姿势和重心分布对其发育具有至关重要的作用，在背带和座椅中正确的姿势和重心分布能帮助婴儿保持舒适性，防止不必要的压力。在将婴儿放入背带时，需要调整背带实际位置，保证其能支撑婴儿头部，禁止婴儿头部出现晃动现象；背带要全部包裹婴儿的身体，但值得注意的是，不能包裹过于紧实，避免影响到婴儿的正常呼吸节奏；自然弯曲婴儿腿部，保证腿部重量均匀分布在背带上，防止给婴儿髋关节带来过度压力。

分析婴儿在座椅中的姿势和重心分布，要增强婴儿座椅的支撑力度，加强婴儿乘坐舒适性，将婴儿头部设置良好的支撑，防止其出现晃动或向前倾斜现象；在座椅背部时，需要将座椅背部向前进行倾斜，合理调整的婴儿脊柱姿势，让其能进行正常发育；婴儿腿部要保证自然弯曲，将其脚部放在座椅上，但不要悬空，错误的姿势很容易给婴儿带来各种问题，如不适、压力集中等伤害。因此，父母和照顾者应该时刻注意婴儿的姿势，并确保其头部、身体、腿部得到适当的支撑，加强重量分布的均匀性 [3] 。

3现有婴儿背带和座椅分析

随着科技不断进步，给人们日常生活方式带来不同程度的改变，很多父母提高对婴儿背带和座椅的选择，喜欢使用这些设备辅助婴儿进行活动，提高日常操作的便捷性。但在实际应用过程中，这些设备存在各种优缺点，由于婴儿背采用布料制成，会宝宝和父母相互贴合，有效增强其日常带娃的安全感。同时，在使用婴儿背带时，能释放父母的双手，方便完成日常任务，如购物、做家务等。但在使用婴儿背带时，其存在各种缺点，如果父母佩戴长时间过长，会影响到父母的身体，甚至产生各种不适，出现肌鞘炎等问题。因此，在佩戴该种设备时，我们要合理选择佩戴时间和方式，尽可能将这种婴儿背带用于小年龄段宝宝，当宝宝长大超过一定节点时，就不适宜使用背带。

和婴儿背带相比，婴儿座椅采用塑料材质进行制作，其稳定性更强，适合父母进行长时间使用，尤其是在车上。同时，婴儿座椅功能趋于多样化，能宝宝身高和体重进行调整，进一步增强宝宝乘坐的舒适度。但在日常使用过程中，这种设备也存在各种问题，其整体体积较大，对于父母携带便利性有待提升，一旦父母在使用过程中出现错误，很容易影响到宝宝的安全。因此，父母需要花费打开时间学习使用方法，且这种座椅会限制宝宝的活动范围，无法满足他们对于探索自然的需求 [4] 。

4基于人体工学原理的缓冲婴儿背带和座椅平衡机构设计

4.1设计目标和原则

近年来，婴儿背带和座椅平衡机构使用数量日益增加，急需研究人员设计一款符合人体工学原理的缓冲婴儿背带和座椅平衡机构，旨在保护婴儿的身体健康，保证婴儿骨骼能正常发育，避免其他外在因素给其带来严重影响。因此，在设计婴儿背带时，设计人员需结合婴儿身体生长发育情况，采用合适的材料，优化背带结构，保证婴儿在使用过程中不会受到外在因素影响。同时，要保证其设计原则严格遵循平衡机构原则，结合人体力学和生物力学内容，分析人体结构的运动规律。在设计婴儿背带时，对婴儿和父母的身体形态差异进行研究，利用可调节设计技术，保证背带满足不同体型的使用者。另外，分析婴儿在使用过程中的舒适度，降低设备在遇到外在因素的摇晃感，加强婴儿在使用过程中的安全性，确保婴儿在使用过程中不易滑落（如图1所示）。还要考虑到婴儿的呼吸和体温调节问题，采用透气、吸湿、保暖等功能材料，以提高婴儿的舒适度 [5] 。

4.2缓冲婴儿背带设计

在设计缓冲婴儿背带时，工作人员需要分析缓冲材料选择、背带结构设计等方面，尽可能选择婴儿舒适性较高的材料，如棉布、海绵、EVA、天然乳胶等，给婴儿在日常使用时提供良好的支撑作用，避免给婴儿背部带来严重压力。而背带结构设计是缓冲婴儿背带中关键节点，合理的结构设计能提高设备使用的平衡感，防止婴儿受到外在因素影响，产生较强的压力，阻碍婴儿进行正常生长。例如：在设计背带宽度和长度时，需要总结市场上大部分婴儿身体尺寸，合理调整设备实际数值，增强重量分配的均匀性，防止给婴儿脊椎造成严重压力。还要在背带固定部位采用可调节设计，结合婴儿成长需要进行实时调整，给婴儿提供随时调整的空间，增强其使用满意度。人体工学在缓冲婴儿背带设计中的应用至关重要，人体工学研究能帮助设计师全面掌握人体结构和功能，从而设计出符合人体工程学原理的背带（如图2所示）。例如：根据人体肩部和背部的曲线，设计背带的弧度和角度，以确保负重均衡和舒适度；结合不同的佩戴者的身材特点，设计出多种尺寸和调节方式的背带，以满足不同人群的需求 [6] 。

4.3座椅平衡机构设计

在设计座椅平衡机构时，要以人体工学原理为核心，设计出一种全新的座椅结构，从而增强婴儿使用的舒适性。因此，设计人员需要保证该设备结构的合理性，按照人体形态和姿势变化设计设备内容，增强设备使用的平衡性，合理减轻人体疲劳感。目前座椅平衡机构通常由以下几个主要部分组成：（1）底座：底座是座椅平衡机构的基础，负责支撑整个座椅结构和承受人体的重量，工作人员需要采用金属、强化塑料等坚固材料，避免该设备使用时间过短，影响到其实际使用效果。（2）托板：托板主要是连接底座和座垫，具有自由地旋转的功能，对于婴儿坐姿没有过于严格的需求。在设计中，设计人员通常将托板安装在底座上，并与座垫相连接。（3）调节杆：调节杆用于控制托板旋转和倾斜。通过调节杆，用户可根据偏好调整座椅的位置。（4）缓冲装置：为了给婴儿带来良好的体验感，要在该设备上设置更缓冲装置，主要包括弹簧、遥感器、气囊等材料，能根据人体重量变化调节座椅柔软度[7]。

座椅平衡机构的运作原理是基于人体工学原理的，人体工学是一门研究人体与产品之间关系的学科，旨在提高产品的舒适性和效能。在座椅设计中，人体工学原理被应用于确定座椅的形状、角度、支撑点，以提供符合人体生理结构和运动规律的坐姿体验。座椅平衡机构根据人体的重心和压力分布来调整座椅的角度，当人体坐在座椅上时，平衡机构会根据人体的重量和压力自动调节托板的角度，使人体的重心保持平衡，减轻脊椎和臀部的压力，提供更加舒适和健康的坐姿。目前，人体工学在座椅设计中具体应用数量较多。例如：在办公椅设计中，人体工学原理主要被应用在座椅高度、角度、支撑点等方面，用来满足不同身高和体重的员工；在汽车座椅设计中，人体工学原理被用于调整座椅的形状和角度，从而带来良好的腰部支撑；在医疗座椅和轮椅设计中，人体工学原理被用于提供支撑力，有效满足残疾人士和病人的特殊需求 [8] 。

5总结

综上所述，随着我国经济社会持续发展，给人们日常生活带来不同程度的改变，也影响到年轻父母对婴儿护理产品的要求。为了满足该现状求，本文采用人体工学原理，将其和缓冲婴儿背带以及座椅平衡机构相互融合，结合婴儿实际要求，设计出一种全新的缓冲婴儿背带，优化其关键参数，增强婴儿座椅的稳定性。通过本文的研究，为婴儿护理产品的设计提供新思路，为提高我国婴儿护理产品的质量提供了技术支持。同时，本文的研究成果也具有一定的推广价值，可以为其他相关产品的设计提供参考。

参考文献

[1]对话Babycare：如何从一款婴儿背带到母婴品类全面开花？[J].生活用纸，2023（1）：51-52.

[2]陈俊虹，陶晨，洪兴华，等.腰凳型婴幼儿背带压力测试与分析[J].毛纺科技，2024，52（1）：116-121.

[3]浙江大学医学院附属妇产科医院.一种婴儿呼吸监测装置的背带消毒装置：CN202022886805.4[P].2021-09-17.

[4]FERRY EFENDI， SANTO IMANUEL TONAPA， EKA MISHBAHATUL M.HAS， et al.座椅辅助阻力带运动对老年人身体功能、睡眠质量和抑郁的影响：系统评价[J].国际护理科学（英文），2023，10（1）：72-81.

[5]湖南汽车工程职业学院.一种汽车婴儿座椅的平衡机构：CN202010757539.7[P].2021-09-24.

[6]宁波安珞尔婴童用品有限公司.一种安全座椅的防侧撞装置及安全座椅：CN202222260913.X[P].2023-01-06.

[7]山东嘉泰交通设备有限公司.一种自动调节朝向的商务座椅：CN202311733759.6[P].2024-02-09.

[8]广东乐美达集团有限公司.侧翼伸展机构及儿童汽车座椅：CN202320620374.8[P].2023-10-20.

作者简介

赵京昊（2002-）男，汉族，山东菏泽，本科在读，北京化工大学，研究方向：产品设计。