残疾人电动轮椅设计【轮腿式】【说明书+CAD】
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机动车轮椅固定及其使用者的约束系统前言为了那些使用机动车旅行却没有能力从轮椅中移动出来的人，轮椅必须像汽车座椅一样来使用。这就通常意味着由车辆制造商提供的成员约束系统在某些紧急状况下不能够提供足够的保护。另外，轮椅必须被固定在车上以便不会强加载荷给它的使用者，并且在碰撞或突然的车辆回旋情况下不会对其他车上人员造成伤害。因此，要为轮椅及其使用者提供约束性的保护，使用一些零部件以及相关的设备来固定轮椅并对其使用者进行约束。这篇设计和机动车性能表现方面的文章论述的就是轮椅的固定及其使用者的约束系统，简称为WTODS。它的目的就是为了鼓励设计，测试和实施。使用WTODS系统在正面碰撞时可以有效的保证轮椅的安全和约束使用者，并且在某些特定情况下的表现是可以与制造商提供的乘坐安全性和轮椅使用者的约束相比较的。我们关心的主要是机动车在发生正面碰撞的情况下轮椅使用者所能受到的潜在伤害，也希望在成功保护轮椅使用者的同时，在正常的旅行期间可以增加驾驶员及其他成员的安全性和舒适性。这篇文章不应该被用来鼓励那些没有能力驾驶或者限制对轮椅进行运输的情况。因为WTODS的制造商们不能控制和指定他们产品的最终用途，所以48KM/H，20G的冲击测试被指定在附录A中，用来限制WTODS系统在总重量小于7000KG的整车上的使用。在更大的车辆中，也可以使用WTODS系统来保证运输的安全性，但是不会依照这篇文章所提到的使用标准。和任何一个座椅相比，轮椅是成员安全系统的一个重要组成部分，并会在正常旅行期间为使用者提供稳定性和舒适性。轮椅的设计和表现在机动车的乘坐中是被单独谈论的，但相应的ANSI/RESNA标准正在发展中。设计要求：1完成WTORS-WTORS应:a. 以一个轮椅和一个乘员为使用对象；b. 不要求用来固定轮椅和实施成员约束的零件穿过轮椅的轮子；c. 在不使用工具的情况在在60秒内可以对轮椅及其使用者进行脱离；d. 不需要拆除轮椅的材料，钻探轮椅架，变形轮椅，焊接，或者使用粘合剂，安装期间，除非是为WTORS系统使用的特殊轮椅或轮椅制造商允许的造型变革；e. 一旦安装，可不使用工具操作；f. 硬件设备，只包括永久连接的WTORS或WTORS组件；g. 设计要防止无意中将所有螺纹紧固件松动；h. 包括一个人工代用装置，在电源故障的情况下解除固定和约束；i. 包括锚地紧固件，硬件和符合规格的类似硬件，下面是基于材料，大小和紧固件的使用量模拟试验附录A；2轮椅的固定及固定的组件应：a. 不需要依靠轮椅进行制动；b. 轮椅的安全性能实现是依靠固定件的设计，而不是依靠成员约束来实现；c. 提供一个不使用工具来消除轮椅自由移动的方法；d. 如果WTORS系统采用了四点皮带固定方式，那么每条皮带都可以不使用工具来进行长度调节，这类的调整幅度，前带后带所能达到的最高值和最低值包含在表格1中，包括一个至少有25MM的皮带延长调整机构；表格1-四点皮带固定方式的扩展调整幅度：皮带交汇点 最小长度（MM） 最大长度（MM）后排 485（19） 740（29） 前排 410（16） 710（28）长度定义为从轮椅安全点相对应的固定交点到沿着皮带的长度方向与轮椅接地平面线的交点的直线距离e. 计算说明安全点与其他四个固定点在几何学上的关系，在附录E4中说明了在结构上安全点与其他组成部分的关系；f. 包含一个通过视觉或听觉来引起注意的设备，在相接处准确衔接后会予以显示；3成员约束-WTORS也可以被设计成通过乘客或驾驶员进行约束，包含的成员约束应满足以下要求：31 WTORS的成员约束应包含两个部分-骨盆和躯干的约束；32 成员约束可以被设计成直接与车辆相固定，和轮椅的组成部件相固定，或者直接通过部件来和轮椅相连接。成员约束系统不能被设计成依靠轮椅传播载荷的约束结构，除非是专为WTORS设计的特定轮椅，当和轮椅组合以后WTORS应满足6.2 的要求。通过附录1可以看到WTORS 的测试结果；33上部躯干和骨盆的约束长度可以不通过使用工具来进行调节；34 当WTORS以附录B的标准在建立过程中，如果适合的话，骨盆的约束，其固定点和过渡点的设计应：a. 实现如图4b所要求的侧面观察视野范围；b 实现如图4a所要求的后面视野范围及区域内的固定；c 提供足够的皮带长度来对骨盆进行调节，测量固定点到固定点的距离，通过可以增加或减少的200MM长度及至少25MM的自由长度调节来实现全时的约束；35当WTORS以附录B的标准在建立过程中，对躯干应提供足够的约束长度，较长的调整增量为200毫米，并且可以缩短到300毫米，有至少25毫米的自由延伸长度可以全时对成员进行约束； 4（a） 4(b)附录四注意注意骨盆约束的突出角和轮椅参考侧平面之间的角度，以及成员背部与轮椅参考背平面之间的角度；36 对于WTORS系统，应该通过躯干固定点和躯干过渡点的计算来实现肩部和胳膊的约束并对其进行支持，这些位置定位点和支持结构应：a. 使用者乘坐的高度和肩部的水平线以上应该有足够的可调节长度；b 1100毫米以上，至少应设轮椅机，以接近地面以上的肩膀部分，来实现在轮椅的乘坐中肩部以上部分的约束；注意1如果上面的过渡点确定的话，那么固定点应在下面1100MM，反之就在上面1100MM；注意 2虽然FMVSS 210 允许躯干的固定点应被固定在成员肩部水平以下一个明显的距离上，这样的位置考虑被认为是不合理的，不符合这篇文章，可能导致向下方向的载荷对脊柱造成伤害。37 从安装时所指定的附录B中的辅助中心线来看，与骨盆交界的肩膀三点约束应不低于150MM；38 依照这篇文章的要求，在主要依靠轮椅固定和皮带固定来实现约束的情况下，气带只产生辅助的约束性能；39 WTORS的实现不应该依靠气袋来遵守这篇文章；4 试验报告-WTORS的制造商应具有文件和档案资料，其中包括:41 依据4.2和4.3的设计要求和相关的报表，WTORS系统应符合设计要求，包括：a. 依据表格1的要求，表明四点式安全皮带的最大和最小固定长度；b. 最终装配的几何学固定四点要符合附录E4的几何学要求；c. 骨盆约束的确定要符合附录B；d. 建立和测量骨盆约束的长度调整要符合附录B的要求；e. 建立和测量躯干约束的长度调整要符合附录B的要求；f. 依据WTORS提供的躯干固定点和其他相关的点，长度以及长度的调整要符合4.3.6的要求;g. 建立和测量依据辅助中心线制定的骨盆和肩部约束距离要符合附录B的要求；4.2 遵守国家相关规定:a. 表格2中的FMVSS 209；b. WTORS系统中带状材料的可燃性要求要满足FMVSS 302；43 遵守国家相关正面碰撞试验附录A，包括:a. 描述测试设备，包括使用模拟式冲击试验，仪器与信号处理技术，帧速度为制作每部影片或录像的速度，测试减速度等方法用以衡量和检验辅助中心线和测试轮椅，并增加测量的精度；b. 关于减速度的跳动计算说明是否满足A.4.3和附录A1，这其中包括跳动的持续时间，减速度在毫秒数量上的累积时间超出15g到20g；c. V形安全带的测量与计算；d. WTORS系统的全面鉴定，锚地紧固件，试验轮椅，辅助中心线；e. 所有WTORS的试验轮椅的相关P点都要满足文章的要求；f. 所有固定皮带和骨盆相对应的横纵向约束确定以后，与之相关的侧面视野，正面视野，背面视野可以酌情处理；g. 试验建立起来后，应该对那些非WTORS制造商提供的零部件有一个具体的描述；f. 试验轮椅是否停留在试验平台上；h. 如果测量的话，相比于初步测试定位，试验轮椅的参考测试平面将会改变；k. 任何WTORS系统承载部分的鉴定，如果显示部分有撕裂，破碎，断裂，或彻底失败等现象的发生，是设计上的漏洞或者制造上的问题；l. 在6.2.d中指明了短途旅行的水平线最高点，是否有任何短途旅行超过了限制会在这篇文章的表格3中表明；m. 一份说明书，关于是否在不使用工具的情况下将成员和试验轮椅释放出来；n. 一份说明书，依据6.2.e的计算结果表明试验轮椅是否对其成员施加载荷；44 依据在附录3中的部分试验数据，WTORS系统的测试和规格应该包括：a . WTORS系统的全面鉴定，锚地组件的测试，安全性；b. 全面的描述，包括必要的照片，每部分的测试结果；c. 分离阻力的步骤描述；d. 每个测试的结果，换句话说，安全组件或固定组件是否分离或仍然接合；45 依据附录D指明的皮带延误调整器和任何有关的其他方面规定，包括：a. WTORS系统的全面鉴定，皮带类，每一个调整装置的测试；b. 测试仪器和程序的描述； c. 每次调整器测试的皮带延误量；d. 一项声明，说明25MM的极限是否超过每次调整器测试；e. 一项声明，说明是否在WTORS系统中所有的轮椅固定调整器都会通过测试。5 定义与概念-为了更好的理解这篇文章，提供下面的概念说明:51 锚硬件和装置的组合件，用来传递从一直由轮椅固定到车辆或从一个约束力到轮椅固定或车座底板的力；52 锚铰接点一个在车辆，轮椅或轮椅固定件或车座底板上的力，锚便铰接于此；53 ANSI美国国家标准协会振动等级；54 人机工程学测试设备（ATD）一个模拟的人体模型，用来模拟机动车在碰撞环境下的情形；55 自动锁紧装置一个装置通过一套主动自锁机构，当机构锁紧时用之来承受约束力来实现调节；56 后约束一套装置或系统实现限制车厢的后倾运动从而提供背后的支持力；57 皮带一条用网格材料做成的吸能带子，用来做成员的约束；58 对接式固定一套轮椅安全装置，其设置被初始化为轮椅倾向一个恰当的位置；59 应急锁紧执行器将通过调整硬件锁定机制，激活了汽车的加速度，皮带相对于汽车运动，在紧急时刻可以进行自动锁紧；510 边缘装置锚地硬件和成员约束的直接固定部分，用来固定成员约束带，直接连接在主锚点和轮椅上的安全点；511 紧固件器材保障，用机械设备，零部件和其他零件实现， （这些不包括:螺丝，螺母，螺丝钉，铆钉，夹具等）512 前方视野轮椅坐在最前排的成员脸部与汽车之间的参考平面；513 四点固定轮椅固定系统，以四个不同的点系在轮椅框架上，轮椅固定在汽车上的四个独立支柱点，文中所给的是典型的四点固定系统，采用四个固定皮带，两个属于前轮，两个属于后轮； 514 底部约束一个至少由一名成员的皮带用来提供成员的骨盆约束和两个肩膀以及躯干部分的约束； 515 头部约束用来限制成员头部的移动； 516 冲击模拟器加速装置，加速与减速的组合，汽车部分或模拟汽车结构，包括测量仪器的相关资料； 517 冲击滑板在模拟器上的部分，对其产生影响，可以展开进行冲击测试； 518 独立成员约束直接进行的约束或与铆接的车辆部分分开，进行轮椅的固定； 519 综合成员约束成员约束中的骨盆约束，两个肩膀的约束，躯干的约束，要固定在轮椅上； 520 成员约束锚地硬件组装和配件其中将载荷直接由汽车，轮椅和轮椅约束系统分担；521 成员约束成员约束系统或装置，用来防止或减少车辆接触，防止在车辆中发生危险情况；522 OEM设备制造商；523 骨盆克制在极限运动范围内限制骨盆的运动，降低躯干克制；524 点参考点，从地面接地处距离为100MM的位置，纵向的轮椅约束位置，曲面与坐椅和靠背的面
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