CN102401738B

CN102401738B - 轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置

Info

Publication number: CN102401738B
Application number: CN2010102748095A
Authority: CN
Inventors: 崔海坡; 郭星辉; 崔毅; 程恩清; 简卓; 李俊超; 李小俊; 刘和勇
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: CN102401738A

Abstract

本发明提供了一种轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置，它包括底座、支撑机构、电机驱动机构、轮椅车后轮驱动机构、轮椅车前轮驱动机构和轮椅车驻车制动器重复操作机构。其中的轮椅车后轮驱动机构可驱动待测轮椅车的两个后轮转动。轮椅车前轮驱动机构可驱动待测轮椅车的两个前轮转动。轮椅车驻车制动器重复操作机构可对待测轮椅车的驻车制动器实施重复制动。本发明的装置通过对轮椅车驻车制动器进行规定次数的重复操作，来评估制动器的性能，且结构简单，操作方便。

Description

轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试设备，特别涉及一种轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置。

背景技术

轮椅车驻车制动器的使用性能将直接影响到轮椅车的安全可靠性。为确保行车人的安全，必须对轮椅车驻车制动器的性能进行测试，确定其疲劳强度(使用寿命)，同时可据此安排合理的检修周期。目前国内生产的轮椅车大致可分为两大类：手动轮椅车和电动轮椅车。其中，手动轮椅车占大部分市场份额，而电动轮椅车在国内的市场还处于成长阶段。由于手动轮椅车和部分电动轮椅车均采用机械手动制动器，因此开发轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置具有很大的应用空间。

疲劳强度是指材料在交变载荷作用下而不破坏的最大应力。轮椅车制动和启动的过程相当于一个交变载荷作用的过程，因此疲劳强度参数能合理的体现轮椅车驻车制动器的安全性能。根据“GB/T 18029.3——轮椅车第3部分：制动器的测定”的相关要求，轮椅车驻车制动器疲劳强度测试的关键，是设计一个可重复制动操作装置，利用该装置操作驻车制动器反复啮合-松开达60,000次，以对制动器的性能进行评价。

目前，对于机动车的驻车制动器有很多比较成熟的测试设备，但对普通轮椅车驻车制动器还没有较好的测试装置。因此，有必要设计一种针对轮椅车驻车制动器疲劳强度测试的装置，这对提高轮椅车的安全可靠性具有重要的作用。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：一种轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置，包括：

底座；

支撑机构，固定在底座上，其中包括用于固定轮椅车的槽板；

电机驱动机构，安装在底座上；

轮椅车后轮驱动机构，包括后轮驱动轴和两个后轮驱动轮，后轮驱动轴活动安装在支撑机构上并与电机驱动机构传动相连，两个后轮驱动轮间隔安装在后轮驱动轴上并可分别与待测轮椅车的两个后轮传动相连；

轮椅车前轮驱动机构，包括前轮驱动轴和两个前轮驱动轮，前轮驱动轴活动安装在支撑机构上并通过传动皮带与后轮驱动轴传动相连，两个前轮驱动轮间隔安装在前轮驱动轴上并可分别与待测轮椅车的两个前轮传动相连；

轮椅车驻车制动器重复操作机构，包括转盘转轴、转盘、摇杆和弹簧，转盘转轴活动安装在支撑机构上并通过换向传动机构与后轮驱动轴传动相连，转盘倾斜穿套固定在转盘转轴上；摇杆由竖杆和横杆固定连接成十字形，其中的竖杆下端与支撑机构活动相连，横杆的外端可与转盘接触或脱离接触，横杆的内端用于与待测轮椅车的驻车制动器接触传动；弹簧的一端固定在支撑机构上，另一端用于与待测轮椅车的驻车制动器相连。

还包括压力传感器，该压力传感器设置在摇杆与待测轮椅车的驻车制动器之间。

安装前轮驱动轴的所述支撑机构包括两根支撑杆，两根支撑杆上分别设有竖向长槽，长槽内安装有高度可调的滑块，所述前轮驱动轴通过架设在上述滑块上安装在两根支撑杆上。

用于与待测轮椅车的驻车制动器相连的所述弹簧的一端设有套环。

所述两根支撑杆上在所述竖向长槽的两侧壁分别设有多排螺纹孔，所述滑块通过螺栓安装在所述竖向长槽内，通过调节螺栓的上下位置从而调节滑块的高度，可实现前轮驱动轴的高度变化，从而实现前轮驱动轴和后轮驱动轴之间水平角度的变化，达到模拟轮椅车的上坡状态或下坡状态。

所述水平角度的变化范围为0°～±10°。

本发明轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置将待测轮椅车架在槽板上之后，开动电机，整个装置将按照机械传动原理自动实现检测功能。整套装置的结构简单，仅由驱动轮和少量其他机械构件组成。转盘在转动过程中，从与摇杆的非接触到接触再到促使摇杆达到最大摆动距离，产生的效果是驻车制动器从与轮椅车大轮脱离状态逐渐过渡到与大轮接触状态。当摇杆达到最大摆动距离时，驻车制动器与车轮压紧，起到制动效果，此时弹簧被拉伸到最大的变形。当转盘继续转动，因为转盘的斜轴心设计，摇杆与转盘的垂直距离会缩短，此时处于最大拉伸状态的弹簧会使驻车制动器逐渐与车轮脱离。当转盘与摇杆回到非接触状态时，弹簧回到初始的自然状态，驻车制动器也已回到原来的松开状态。整个过程很好的模拟了一次驻车制动器真实制动到松开的过程。在接下来的过程中，只要电机不停止转动，驻车制动器从制动到松开的过程就会重复执行下去，不需要人为干涉，操作简单、便捷。

对前轮驱动轴通过支撑件上的可调节滑块设计，模拟了轮椅车行走时不同的路面状况，更能真实的体现实际情况中驻车制动器的性能变化。

安装在驻车制动器上的压力传感器能有效的记录每次受到的力的大小。根据测试后驻车制动器的性能情况，结合受力大小的分析，可以为轮椅车生产厂家提供可靠的性能参数。

附图说明

图1是本发明轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置的正视结构主视图(带被测试轮椅车)；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的右视图；

图4是本发明的立体结构示意图(带被测轮椅车)。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步说明。

参见图1，配合参见图2、图3、图4，本发明的轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置，包括底座1、支撑机构2、电机驱动机构3、轮椅车后轮驱动机构4、轮椅车前轮驱动机构5和轮椅车驻车制动器重复操作机构6。

支撑机构2固定在底座1上，其中包括用于固定轮椅车7的槽板21；

电机驱动机构3安装在底座1上。

轮椅车后轮驱动机构4包括后轮驱动轴41和两个后轮驱动轮42，后轮驱动轴41活动安装在支撑机构2上并与电机驱动机构3传动相连，两个后轮驱动轮42间隔安装在后轮驱动轴41上并可分别与待测轮椅车7的两个后轮71传动相连；

轮椅车前轮驱动机构5包括前轮驱动轴51和两个前轮驱动轮52，前轮驱动轴51活动安装在支撑机构2上并通过传动皮带与后轮驱动轴41传动相连，两个前轮驱动轮52间隔安装在前轮驱动轴上并可分别与待测轮椅车7的两个前轮72传动相连。

轮椅车驻车制动器重复操作机构6包括转盘转轴61、转盘62、摇杆63和弹簧64，转盘转轴61活动安装在支撑机构2上并通过换向传动机构8与后轮驱动轴41传动相连，转盘62倾斜穿套固定在转盘转轴61上；摇杆63由竖杆和横杆固定连接成十字形，其中的竖杆下端与支撑机构2活动相连，横杆的外端可与转盘62接触或脱离接触，横杆的内端用于与待测轮椅车7的驻车制动器73接触传动；弹簧64的一端通过一个套环固定在支撑机构2上，另一端用于与待测轮椅车的驻车制动器73相连。

本发明的装置还包括压力传感器(未图示出来)，该压力传感器设置在摇杆63与待测轮椅车的驻车制动器73之间。

本发明中用于安装前轮驱动轴51的支撑机构2包括两根支撑杆22，该两根支撑杆上分别设有竖向长槽，长槽内安装有高度可调的滑块(未图示出来)，前轮驱动轴51通过架设在上述滑块上安装在两根支撑杆22上。在两根支撑杆22的竖向长槽的两侧壁分别设有多排螺纹孔，上述滑块通过螺栓安装在竖向长槽内，通过调节螺栓的上下位置从而调节滑块的高度，可实现前轮驱动轴51的高度变化，从而实现前轮驱动轴51和后轮驱动轴41之间水平角度的变化，达到模拟轮椅车的上坡状态或下坡状态。上述水平角度的变化范围为0°～±10°。

本发明的测试过程原理可结合附图说明如下：

本发明基于机械传动原理，通过电机驱动机构3带动实现各个转动部件的运动，使驻车制动器73能够重复啮合-松开60000次。通过检查过程中制动器本身的结构变化及过程后制动器与被制动轮之间的距离移动来检验制动器的性能和寿命。

根据GB/T 18029 3中的规定，对于不同的操作方式，轮椅车驻车制动器具有不同的最大操作力。当操作方式为手时，最大操作力为60±5牛顿；当操作方式为脚且为压时，最大操作力为100±10牛顿；当操作方式为脚且为拉时，最大操作力为60±5牛顿；当操作方式为手指时，最大操作力为13.5±2牛顿。对于本发明所适用的普通手动轮椅车，我们采用的最大的操作力为60±5牛顿。

如图4所示，在进行测试前，将被测轮椅车7安装于测试装置中，通过槽板21使轮椅车保持固定。通过调整使轮椅车的小前轮72和大后轮71分别与下部的前轮驱动轮52和后轮驱动轮42保持良好的接触，起始状态为水平。轮椅车驻车制动器73起始状态为松开，弹簧64通过套环与制动器连接，弹簧处于自然状态。

测试前应在轮椅车上安放相当于正常人体重量的测试用假人或等重物。

准备测试，启动电机，通过压力传感器及外接设备的显示，及时调整电机的转速来控制力的大小，保证作用在驻车制动器上的力不大于1.5倍的最大操作力(60±5牛顿)。

具体实施过程如下：

(1)记录或标出制动器部件安装在轮椅车架上的相对位置。

(2)电机的驱动带动后轮驱动轴41转动，后轮驱动轴41的转动起到两个效果：一方面通过带动与之用传动带相连的前轮驱动轴51转动，使安装于其上的被测试轮椅车能模拟正常的运动状态；另一方面通过两个圆锥齿轮的转向作用，带动固定于转盘转轴61上的转盘62转动，转盘在转动过程中，从与摇杆63的非接触到接触再到促使摇杆达到最大摆动距离，产生的效果是驻车制动器73从与轮椅车大轮脱离状态逐渐过渡到与大轮71接触状态。当摇杆达到最大摆动距离时，驻车制动器与大轮71压紧，起到制动效果，此时弹簧64被拉伸到最大的变形。当转盘62继续转动，因为转盘的斜轴心设计，摇杆63与转盘的垂直距离会缩短，此时处于最大拉伸状态的弹簧64会使驻车制动器73逐渐与大轮71脱离。当转盘与摇杆回到非接触状态时，弹簧回到初始的自然状态，驻车制动器也已回到原来的松开状态。整个过程很好的模拟了一次驻车制动器真实制动到松开的过程。在接下来的过程中，只要电机不停止转动，驻车制动器从制动到松开的过程就会重复执行下去，此过程要求执行60000次。测试的次数可以通过时间来控制：用秒表分别测出几次单个过程的时间，求出平均值，该平均值与测试次数的乘积即为达到所要测试次数需要等待的时间。

(3)测试结束后，检查制动器部件与被制动轮部件之间有否移动，若有肉眼可见的移动，记录下移动的距离。检查制动器本身是否发生明显变形，测试完成后轮椅车制动性能是否依然良好等。

利用本发明对轮椅车驻车制动器进行测试后，可以很好地对该制动器的性能做出评价。通过调整前轮驱动轴的位置，可以完成在不同路面状况下的测试。

Claims

1.一种轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置，其特征在于包括：

底座；

电机驱动机构，安装在底座上；

轮椅车驻车制动器重复操作机构，包括转盘转轴、转盘、摇杆和弹簧，转盘转轴活动安装在支撑机构上并通过换向传动机构与后轮驱动轴传动相连，转盘倾斜穿套固定在转盘转轴上；摇杆由竖杆和横杆固定连接成十字形，其中的竖杆下端与支撑机构活动相连，横杆的外端可与转盘接触或脱离接触，横杆的内端用于与待测轮椅车的驻车制动器接触传动；弹簧的一端固定在支撑机构上，另一端用于与待测轮椅车的驻车制动器相连；

压力传感器，该压力传感器设置在摇杆与待测轮椅车的驻车制动器之间；

安装前轮驱动轴的所述支撑机构包括两根支撑杆，两根支撑杆上分别设有竖向长槽，竖向长槽内安装有高度可调的滑块，所述前轮驱动轴通过架设在上述滑块上安装在两根支撑杆上；

2.根据权利要求1所述的轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置，其特征在于：所述两根支撑杆上在所述竖向长槽的两侧壁分别设有多排螺纹孔，所述滑块通过螺栓安装在所述竖向长槽内，通过调节螺栓的上下位置从而调节滑块的高度，可实现前轮驱动轴的高度变化，从而实现前轮驱动轴和后轮驱动轴之间水平角度的变化，达到模拟轮椅车的上坡状态或下坡状态。

3.根据权利要求2所述的轮椅车驻车制动器疲劳强度测试装置，其特征在于：所述水平角度的变化范围为0°～±10°。