折疊盲杖彎曲強度與松晃性能檢測①

賈亞玲，于娟娟

·康復(fù)工程·

折疊盲杖彎曲強度與松晃性能檢測①

賈亞玲，于娟娟

目的確定折疊盲杖的兩項主要性能彎曲強度和松晃性能的技術(shù)指標。方法使用5支折疊盲杖進行彎曲強度和松晃性能試驗，加載后利用運動跟蹤系統(tǒng)對標志點的位移進行采集和數(shù)據(jù)分析。結(jié)果和結(jié)論彎曲強度測試中，中心部位最大位移量應(yīng)≤25mm；松晃性能試驗中，松晃量應(yīng)≤5mm。

折疊盲杖；質(zhì)量；彎曲強度；松晃性能

[本文著錄格式]賈亞玲，于娟娟.折疊盲杖彎曲強度與松晃性能檢測[J].中國康復(fù)理論與實踐,2012,18(7):685-687.

盲杖是視覺障礙者出行的必備輔助器具，在等同采用ISO標準的國家標準GB/T 16432-2004《殘疾人輔助器具分類和術(shù)語》中，將盲杖為個人移動輔助器具大類中的導(dǎo)向輔助器具，屬于用于感知地面的觸覺材料，定義為“視覺障礙者的導(dǎo)向杖，用于提示障礙物?！盵1]盲杖不僅是視力殘疾人行走中探測障礙的輔助器具，也標志著使用者的身份，能夠以醒目的顏色起到交通安全示警作用[2]。

視覺障礙的康復(fù)可分為靜態(tài)康復(fù)和動態(tài)康復(fù)，動態(tài)康復(fù)主要包括定向和行走[3]。在定向行走康復(fù)訓(xùn)練中，盲杖是不可或缺的產(chǎn)品，使他們能夠了解身體周圍，主要是地面的情況。使用者通過盲杖的振動感知信息，因此，盲杖需要具有良好的傳導(dǎo)性，能夠?qū)⒄燃馓剿鞯降男畔⑼ㄟ^杖體及時傳到視覺障礙者持杖手上[4]。

1 盲杖質(zhì)量特點

1.1 結(jié)構(gòu)特點 盲杖基本上由腕帶、手柄、杖體和杖尖4個部分構(gòu)成。其中，杖體是盲杖的主體部分，通常使用重量較輕的硬質(zhì)鋁合金材料制成，上接手柄，下連杖尖，其長度隨視覺障礙者的身高而異。

折疊盲杖是盲杖的一種，杖體分成3～4段，優(yōu)點是可折疊、便于攜帶。但折疊盲杖連接部位結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，可能產(chǎn)生兩種質(zhì)量問題：①連接部位間隙過大，盲杖整體松晃，傳導(dǎo)性不佳，影響使用者對道路狀況的判斷；②連接部位間隙過緊，不易折疊，給使用者帶來不便。盲杖應(yīng)堅固耐用，適合在各種路面上使用，正常情況下不易被折斷，具有一定的彈性，不易彎曲，受力后能恢復(fù)原狀[4]。

1.2 質(zhì)量問題 我國于1997年初次頒布實施的盲杖國家標準GB16930.1-1997《盲人手杖安全色標志》和GB/T 16930.2-1997《盲人手杖規(guī)格與分類》。標準中只對安全標志和規(guī)格做出規(guī)定，沒有涉及產(chǎn)品性能相關(guān)的技術(shù)要求[5-6]。

近年來，盲杖的市場需求逐年增加，生產(chǎn)企業(yè)不斷發(fā)展。但目前市場上的盲杖產(chǎn)品仍然存在一定的質(zhì)量問題，為廣大視力殘疾人的生活帶來不便。在北京、浙江等省市對盲杖使用率較高的視覺障礙者進行的調(diào)查表明，盲杖主要問題為杖體易彎曲變形；折疊式盲杖連接部位易松晃；杖尖直徑偏小，在城市道路上易卡??；杖尖不耐磨、易損壞等。

為了解決盲杖杖體剛性和折疊連接部件松晃性能差的問題，我們進行了如下試驗和數(shù)據(jù)分析，提出折疊盲杖彎曲強度和松晃性能技術(shù)指標要求。

2 彎曲強度檢測

2.1 試驗方法 將折疊盲杖調(diào)整至正常使用狀態(tài)，水平放置，盲杖兩端內(nèi)側(cè)20mm處設(shè)固定支點(圖1)。

施加載荷加載點位于盲杖全長的1/2處，垂直向下加載的載荷分別為10 N、20 N、30 N、40 N、50 N，緩慢加載，避免產(chǎn)生沖擊。

將發(fā)光標志固定在加載點，利用運動跟蹤系統(tǒng)對標志點的位移進行采集，記錄加載前、各加載幅度下，以及卸載后的各標志點位置不少于30次，求其平均值。經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到不同加載幅度下盲杖撓度值。2.2試驗數(shù)據(jù) 共測試5支折疊盲杖。4號盲杖由于其連接部件強度過低，在測試中呈現(xiàn)過大的撓度，且有轉(zhuǎn)化為塑性變形的趨勢，試驗僅加載到20 N。其余4支盲杖完成試驗，試驗數(shù)據(jù)見表1、圖2。

表1 彎曲強度試驗數(shù)據(jù)(mm)

圖2 載荷-撓度曲線

2.3 結(jié)果分析 在反復(fù)加載測試中，性能好的盲杖的測試結(jié)果具有很好的可重復(fù)性。1、2、3、5號盲杖在增加試驗載荷時，盲杖的撓度值與載荷近似呈線性關(guān)系，斜率代表了盲杖強度，表明測試試驗均在盲杖彈性區(qū)內(nèi)完成。不同盲杖表現(xiàn)出不同的剛度特性，其最大撓度指標與實際主觀感受相吻合，可作為衡量盲杖彎曲性能的指標。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，建議將指標要求定為加載垂直載荷為30 N，加載時盲杖撓度不大于25 mm。

3 松晃性能檢測

3.1 試驗方法 盲杖稱重，懸吊法測得盲杖質(zhì)心位置，并標記。將盲杖調(diào)整至正常使用狀態(tài)，水平放置在固定支架上并卡緊，支點距盲杖兩端20mm。施加載荷加載點位于盲杖質(zhì)心處，垂直向上加載的載荷為(盲杖重量+1 N)(圖3)。

圖3 松晃性能檢測

將發(fā)光標志固定在盲杖全長1/2處，利用運動跟蹤系統(tǒng)對標志點的位移進行采集，各標志點位置不少于30次，求其平均值。經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到不同加載幅度下盲杖撓度值。

試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 松晃性能試驗數(shù)據(jù)(mm)

3.2 結(jié)果分析 所測試的5個樣品包括了不同的連接形式，其中3號采用有錐度的連接，松晃程度最小；2號主觀感覺松晃程度較大，測試結(jié)果與主觀感受吻合；4號剛度較差，特別是連接部位的零件材質(zhì)比較軟，在附加作用力下，表現(xiàn)為松晃和變形的聯(lián)合作用。通過測試和比較，1、3、5號樣品的松晃撓度均＜4mm，而有明顯松晃的樣品松晃撓度＞6mm。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，建議將松晃量定為不大于5mm。

4 結(jié)論

綜合上述兩項試驗，彎曲強度和松晃性能綜合體現(xiàn)了折疊盲杖的抗變形性能，折疊盲杖各節(jié)段之間的連接方式以及各節(jié)段本身的強度，是影響彎曲強度和松晃性能的兩個主要因素。

需要注意的是，部分產(chǎn)品雖然強度較高，但自身桿徑過粗、重量過重，折疊后體積較大。過重的盲杖會加重視覺障礙者手腕負擔(dān)，不利于單手握持，同時也會影響杖體探路移動的靈活性，在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)加以考慮。

以試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，GB/T 16930.2-2009《盲杖技術(shù)條件》標準對彎曲強度和松晃性能規(guī)定如下：

6.6.1條，彎曲強度試驗，折疊盲杖中心部位最大位移量應(yīng)≤25mm；

6.3.4條，折疊部件連接部位不應(yīng)有明顯晃動，按規(guī)定方法檢驗時，其松晃量≤5mm[7]。新標準中對松晃性能、彎曲強度、靜載強度、疲勞強度及其他方面的要求和檢驗方法作出了規(guī)定，從而更好地指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計、規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)。

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,國家標準化管理委員會.殘疾人輔助器具分類和術(shù)語[S].GB/T 16432－2004.

[2]于連甲.盲人手杖的國家標準[J].中國康復(fù),1998,13(4): 181-182.

[3]朱圖陵.殘疾人輔助器具基礎(chǔ)與應(yīng)用(上冊)[M].北京:求真出版社,2010:75.

[4]中國殘疾人聯(lián)合會,CBM中國項目協(xié)調(diào)辦公室.盲人定向行走訓(xùn)練指導(dǎo)師培訓(xùn)教材[M].北京:華夏出版社,2008:55-58.

[5]國家技術(shù)監(jiān)督局.盲人手杖安全色標志[S].GB 16930.1－1997.

[6]國家技術(shù)監(jiān)督局.盲人手杖規(guī)格與分類[S].GB 16930.2－1997.

[7]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,國家標準化管理委員會.盲杖技術(shù)條件[S].GB/T 16930.2－2009,代替GB 16930.2－1997.

Flexural Strength and Loose Perform ance of Folding Tactile Sticks

JIA Ya-ling,YU Juan-juan.China Assistive Devices and Technology Centre for Personswith Disabilities,Beijing 100050,China

Ob jectiveTo determ ine the technical indicatorsof flexural strength and loose performance of folding tactile sticks.M ethodsThe bending strength and loose performance of 5 folding tactile stickswere tested,the displacementof themarked pointwere collected and analyzed w ith themotion tracking system.Resu ltsandConclusionFor the bending strength test,themaximum displacementof the central shallbe≤25mm.For the loose performance test,the loose displacementshallbe≤5mm.

folding tactile sticks;quality;flexural strength;loose performance

R496

A

1006-9771(2012)07-0685-03

2012-02-08)

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1.中國殘疾人輔助器具中心，北京市100050；2.國家康復(fù)器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，北京市100068。作者簡介：賈亞玲(1957-)，女，河北深澤縣人，高級工程師，主要研究方向：殘疾人輔助器具質(zhì)量及標準化。

10.3969/j.issn.1006-9771.2012.07.031

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