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電動(dòng)輪椅的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-17 20:34:41 更新時(shí)間：2025-08-16 20:34:41

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

電動(dòng)輪椅的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性檢測(cè)：確保安全與可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

隨著老齡化社會(huì)的不斷發(fā)展以及殘疾人群體對(duì)生活質(zhì)量要求的提升，電動(dòng)輪椅作為重要的輔助出行工具，其安全性和可靠性日益受到社會(huì)各界的關(guān)注。在眾多性能指標(biāo)中，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性是衡量電動(dòng)輪椅安全性的核心要素之一。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性指的是輪椅在運(yùn)動(dòng)過程中，尤其是在加速、減速、轉(zhuǎn)向或通過不平坦路面時(shí)，保持平衡不發(fā)生傾覆的能力。若動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性不足，極易導(dǎo)致用戶跌倒、受傷，甚至造成嚴(yán)重事故。因此，建立科學(xué)、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性檢測(cè)體系，已成為電動(dòng)輪椅研發(fā)、生產(chǎn)與質(zhì)量監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)。該檢測(cè)不僅關(guān)乎產(chǎn)品性能，更是對(duì)用戶生命安全的切實(shí)保障。目前，國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已逐步完善，檢測(cè)項(xiàng)目涵蓋最大運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)向響應(yīng)時(shí)間、坡道通過能力、急停制動(dòng)距離、重心偏移測(cè)試等多個(gè)維度。檢測(cè)儀器則依賴高精度傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)及三維姿態(tài)分析設(shè)備，借助計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)測(cè)結(jié)合的方式，全面評(píng)估電動(dòng)輪椅在動(dòng)態(tài)工況下的穩(wěn)定表現(xiàn)?？茖W(xué)的檢測(cè)方法與嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，是推動(dòng)電動(dòng)輪椅行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必要支撐。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

1. 坡道通過性能測(cè)試：模擬電動(dòng)輪椅在不同坡度（如5°、10°、15°）下運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。通過在標(biāo)準(zhǔn)斜坡上進(jìn)行啟動(dòng)、勻速行駛和停止操作，監(jiān)測(cè)車身姿態(tài)變化，評(píng)估是否出現(xiàn)前傾或后仰現(xiàn)象。

2. 轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性測(cè)試：在固定半徑的圓弧路徑上以不同速度行駛，檢測(cè)轉(zhuǎn)向過程中的車身側(cè)傾角、轉(zhuǎn)向響應(yīng)時(shí)間及是否存在側(cè)滑或失控現(xiàn)象。

3. 急停制動(dòng)測(cè)試：在規(guī)定速度下突然啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，測(cè)量制動(dòng)距離與車身姿態(tài)變化，判斷是否出現(xiàn)后翻或前翻趨勢(shì)。

4. 障礙物通過測(cè)試：設(shè)置模擬路面障礙（如凸起、臺(tái)階、凹坑），測(cè)試輪椅在通過時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡能力，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)重心偏移與車身傾斜角度。

5. 重心分布與負(fù)載測(cè)試：在不同負(fù)載（如空載、滿載、偏載）條件下，測(cè)量輪椅重心位置變化，確保在極端工況下仍具備足夠的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

1. 三維姿態(tài)傳感器（IMU）：集成加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)，實(shí)時(shí)采集輪椅在運(yùn)動(dòng)過程中的姿態(tài)角（俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角），精度可達(dá)±0.1°，是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析的核心設(shè)備。

2. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）：用于高速同步采集來自IMU、速度傳感器、力矩傳感器等多路信號(hào)，采樣頻率通常不低于100Hz，確保捕捉瞬態(tài)動(dòng)態(tài)變化。

3. 電動(dòng)輪椅測(cè)試平臺(tái)：包含可調(diào)坡度的試驗(yàn)臺(tái)、模擬路面裝置（如凸塊、凹槽、臺(tái)階模塊）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可精確控制運(yùn)行速度與路徑軌跡。

4. 高速攝像系統(tǒng)：配合標(biāo)記點(diǎn)，用于視覺分析輪椅整體運(yùn)動(dòng)軌跡與姿態(tài)變化，輔助驗(yàn)證傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5. 負(fù)載模擬裝置：用于模擬不同用戶體重與重心分布，可通過可調(diào)節(jié)配重塊實(shí)現(xiàn)空載、滿載及偏載工況。

常用檢測(cè)方法

1. 標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)法：依據(jù)國家或國際標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 34656-2017《電動(dòng)輪椅通用技術(shù)要求》、ISO 7176系列標(biāo)準(zhǔn)），在固定測(cè)試路徑與條件下進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試，確保結(jié)果可比性。

2. 仿真模擬法：基于多體動(dòng)力學(xué)建模（如ADAMS、Simulink），建立電動(dòng)輪椅的虛擬樣機(jī)模型，模擬不同工況下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，用于預(yù)判穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)。

3. 人機(jī)協(xié)同測(cè)試法：在控制環(huán)境下由測(cè)試人員操作輪椅完成典型動(dòng)作，結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)與主觀評(píng)估，綜合判斷穩(wěn)定性表現(xiàn)。

4. 多變量數(shù)據(jù)分析法：利用統(tǒng)計(jì)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)采集的大量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，識(shí)別影響穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

中國標(biāo)準(zhǔn)： GB/T 34656-2017《電動(dòng)輪椅通用技術(shù)要求》明確規(guī)定了動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性測(cè)試方法與限值要求，包括坡道最大通過角度、轉(zhuǎn)向時(shí)最大側(cè)傾角不超過10°、急停制動(dòng)距離不超過1.5m（速度≤5km/h）等。

國際標(biāo)準(zhǔn)： ISO 7176-12:2019《Wheelchairs — Part 12: Requirements and test methods for dynamic stability》是全球廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)，要求電動(dòng)輪椅在0.5m/s的測(cè)試速度下，通過10°坡道時(shí)不得發(fā)生傾覆，轉(zhuǎn)向測(cè)試中最大滾轉(zhuǎn)角不得超過15°。

歐盟標(biāo)準(zhǔn)： EN 12182:2017《Wheelchairs — Safety requirements and test methods》對(duì)電動(dòng)輪椅的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性提出詳細(xì)測(cè)試流程，特別強(qiáng)調(diào)在不平坦路面的通過能力測(cè)試。

綜上所述，電動(dòng)輪椅的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性檢測(cè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及檢測(cè)項(xiàng)目、儀器設(shè)備、方法手段與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的協(xié)同配合。只有通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測(cè)，才能確保產(chǎn)品在復(fù)雜實(shí)際使用環(huán)境中具備可靠的安全性能，真正實(shí)現(xiàn)“輔助出行，安全相伴”的核心價(jià)值。