電動(dòng)童車自由輪多方法檢測系統(tǒng)的研究

毛曉靖++李方銘++許晨強(qiáng)++鐘偉

摘 要：簡要分析了原有電動(dòng)童車檢測方法及其相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，提出了一種基于國家標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)童車自由輪多方法檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)合拉力法和斜坡法的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用行吊遷移、激光傳感測速等技術(shù)不斷優(yōu)化電動(dòng)童車自由輪測試，以便能在拉力法與斜坡法之間切換，進(jìn)而提高電動(dòng)童車自由輪檢測的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)童車；自由輪；拉力法；斜坡法

中圖分類號：TS958.07 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.112

目前，新產(chǎn)品、新款式的電動(dòng)童車層出不窮，受到了兒童的喜愛。隨著童車生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，其安全性能也應(yīng)不斷提高，因?yàn)橥嚨馁|(zhì)量安全關(guān)系著兒童的健康和安全。

電動(dòng)童車的檢測項(xiàng)目很多，包括其外觀尺寸、輪廓間隙、自由輪制動(dòng)性能等機(jī)械與物理性能和特定化學(xué)元素成分的檢驗(yàn)。其中，自由輪制動(dòng)性能尤為關(guān)鍵。由于電動(dòng)童車有一定的運(yùn)行速度，兒童在使用它時(shí)，如果遇到障礙物或者危險(xiǎn)，必須要采取緊急措施，以保證他們的人身安全。鑒于此，要求電動(dòng)童車的制動(dòng)性能要滿足各種突發(fā)狀況。電動(dòng)童車自由輪裝置制動(dòng)性能作為一項(xiàng)不可缺少的檢測項(xiàng)目，國家標(biāo)準(zhǔn)《玩具安全 第2部分：機(jī)械與物理性能》（GB 6675.2—2014）對有自由輪裝置的電動(dòng)童車的制動(dòng)性能作出了具體要求。根據(jù)國家玩具安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合童車檢測的實(shí)際情況，深入探討了拉力法和斜坡法的優(yōu)缺點(diǎn)，并綜合這兩種方法提出了電動(dòng)童車自由輪多方法檢測系統(tǒng)。

1 電動(dòng)童車自由輪

自由輪是一種特殊的結(jié)合元件，它的結(jié)合和分離是自動(dòng)進(jìn)行的，而采用自由輪換檔可以簡化自動(dòng)變速器中的電子控制系統(tǒng)。自由輪的結(jié)構(gòu)型式分為滾珠式和楔塊式，其具有單向承受扭矩、單向旋轉(zhuǎn)、自動(dòng)結(jié)合和自動(dòng)分離的特點(diǎn)。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 6675.2—2014中5.16規(guī)定：電動(dòng)童車自由輪測試方法分為拉力法和斜坡法。拉力法是將電動(dòng)童車水平放置，并按照相關(guān)要求加載適當(dāng)?shù)呢?fù)載，在鋪有P60氧化鋁紙的平面上以（2±0.2）m/s的速度勻速拖拉玩具，以測試最大的拉力，如圖1所示。如果測得的最大拉力F≥（m+25）×1.7（36個(gè)月及以下兒童適用的電動(dòng)童車）或F≥（m+50）×1.7（37個(gè)月以上兒童適用的電動(dòng)童車），則認(rèn)為該電動(dòng)童車沒有自由輪裝置。斜坡法是將加載了50 kg砝碼的電動(dòng)童車放置在鋪有P60氧化鋁的10°斜面上，如果童車加速下滑，則認(rèn)為該電動(dòng)童車有自由輪裝置，如圖2所示。

圖1 采用拉力法測試電動(dòng)童車 圖2 采用斜坡法測試電動(dòng)童車

2 自由輪綜合檢測系統(tǒng)

這2種檢測方法的使用率較高。斜坡法主要采用的是定性的方法，它能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測童車的自由輪項(xiàng)目，只需要檢測斜坡平臺(tái)和砝碼等檢測設(shè)備。但是，這種檢測方法存在一些缺點(diǎn)：①雖然有適合的傳感器能夠檢測電動(dòng)童車的下行速度，但是，運(yùn)行情況不定，所以，無法準(zhǔn)確判斷電動(dòng)童車是否有自由輪裝置；②在檢測過程中，頻繁搬運(yùn)50 kg的砝碼會(huì)消耗檢測人員的體力；③斜坡檢測平臺(tái)長度有限，定性精度不夠；④斜坡檢測平臺(tái)占用的場地過大。

拉力法能夠在足夠長度的跑道上檢測到童車運(yùn)行速度為2 m/s時(shí)的最大力數(shù)值，從而判斷其是否有自由輪裝置。與斜坡法相比，這種方法能夠有效判斷玩具電動(dòng)童車自由輪裝置的具體使用情況。但是，這種測試方法也存在一些缺點(diǎn)：①測試跑道上的氧化鋁砂紙與檢測的童車摩擦受力不均會(huì)出現(xiàn)褶皺變形的情況，進(jìn)而影響試驗(yàn)精度。②當(dāng)鋁砂紙移動(dòng)到阻力不均的地方時(shí)，就很難控制電動(dòng)童車被拖拽的行駛方向，進(jìn)而在長跑道測試中就無法精確控制測試童車的移動(dòng)方向，出現(xiàn)了測試童車偏離跑道的情況。由此可知，采用這種檢測方法具有較大的不確定性。③50 kg的砝碼在跑道兩端頻繁搬運(yùn)過于繁復(fù)。針對平時(shí)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)了新的自由輪綜合檢測系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 自由輪綜合檢測系統(tǒng)

新的童車自由輪綜合檢測系統(tǒng)是由簡易行車吊機(jī)、斜坡檢測平臺(tái)測試跑道等組成的。在原有的檢測跑道上架設(shè)一個(gè)大型斜坡平臺(tái)，不僅可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間，還可以共用2種方法的通用設(shè)備。該系統(tǒng)將斜坡平臺(tái)加長至6 m，并在斜坡兩側(cè)增加了傳感器，以提高感應(yīng)精度，保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。如果需要進(jìn)行電動(dòng)童車自由輪斜坡測試，可以先利用綜合檢測系統(tǒng)的軟件平臺(tái)設(shè)置斜坡模式。當(dāng)檢測系統(tǒng)斜坡電機(jī)自動(dòng)落下時(shí)，軟件系統(tǒng)自動(dòng)檢測斜坡角度（10°）亮起，綠色指示燈表示檢測系統(tǒng)運(yùn)行正常。這時(shí)，檢測人員可以將待檢的電動(dòng)童車放置在檢測平臺(tái)上，通過控制簡易行車吊機(jī)將測試砝碼吊裝到待檢童車的相應(yīng)位置并將其固定。在試驗(yàn)過程中，利用斜坡兩側(cè)的傳感器可以將信號實(shí)時(shí)傳輸?shù)杰浖?。通過延長斜坡長度和增加傳感器，能夠使檢測軟件更加精確地模擬電動(dòng)童車在整個(gè)斜坡上的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度，從而提供更加直觀的檢測結(jié)果。通過加固跑道砂紙和增加跑道兩側(cè)的防護(hù)欄，不僅能夠提高跑道的試驗(yàn)安全，還能提供更加可靠的檢測結(jié)果。

3 結(jié)論

通過對現(xiàn)有電動(dòng)童車自由輪檢測方法的分析和研究，提出了一套完整、科學(xué)、便捷的自由輪多方法檢測系統(tǒng)，有效減輕了檢驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]北京中輕聯(lián)認(rèn)證中心，好孩子兒童用品有限公司.GB 6675.1—2014 玩具安全第1部分：基本規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[2]北京中輕聯(lián)認(rèn)證中心，好孩子兒童用品有限公司.GB 6675.2—2014 玩具安全第2部分：機(jī)械與物理性能[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

〔編輯：白潔〕