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摘 要：介绍了一种轮椅静态强度测试系统，主要讨论了系统主要组成、系统工作原理、设计实施方式及测试加载控制系统，相对于目前一般的轮椅车静态强度测试方法，该轮椅静态强度测试系统克服现有技术的缺陷，能够对轮椅扶手、脚踏、手把同时进行测试，并且能够调节加压力的大小，创新采用PLC控制和德国FESTO气缸，以及日本SMC数控比例阀和高精度力传感器与放大器配合，从而实现高精度的力值抓取，提高了测试精度及其工作效率，填补了国内轮椅静态强度测试系统的空白。
关键词：轮椅 静态强度 PLC 传感器
中图分类号：TH789 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0019-02
目前，轮椅车投放到市场之前均需要对相关性能进行检测，依据GB/T 12996-2012、GB /T 13800-2009、GB/T 18029.8-2008及国际标准ISO 7176：8-1998 规定及要求，轮椅车的静态强度是其必须要检测的关键性能指标之一。传统都是通过肉眼观察轮椅车车轮轮辋、连接轴等是否发生明显的变形、破坏等，如果车轮轮辋轻微变形的话，肉眼很难看出来，从而容易做出错误的判断。该文设计的检测系统满足轮椅车静态强度检测要求，开发的这套设备填补了国内类似设备的空白，也克服了国外同类产品的不利因素。
1 轮椅静态强度测试系统设计
（1）系统主要组成。轮椅静态强度测试系统包括拉脱控制气缸、加压控制气缸、轮椅平台夹持气缸、压力加载传感器、模数转换器、PLC控制器、比例阀、电气控制阀、轮椅平台电气控制阀。轮椅扶手压力传感器和脚踏压力传感器的信号输出端分别连接放大器后连接至模数转换器的信号输入端上，模数转换器的信号输出端与PLC控制器的信号输入端连接。
为了对加压时间进行调节，采用了PLC控制器的信号输入端上连接有触摸显示屏以便向触摸显示屏中输入控制命令并将其传递给PLC控制器。此外，设置PLC控制器的信号输入端上连接有磁环开关。
（2）系统工作原理。轮椅扶手、脚踏、手把压力传感器能够感测轮椅扶手、脚踏的加压力大小，并通过相对应的放大器将信号放大传给模数转换器，将模拟信号转换数字信号传入PLC控制器，PLC控制器再将控制信号传递给独立对应的电气控制阀开启气缸，并将加压控制量信号传给数模转换器后再传递给比例阀。通过调节比例阀的电压大小，从而调节加压气缸2、4、7的气量的大小，实现测试时的精确力值。
该轮椅静压试验机采用先进的控制系统，全闭环控制，传感器采用高精度感应元件，电气控制阀采用SMC精密伺服控制阀，该测试系统实现对轮椅全方面检测，不需要重复拆装轮椅，通过触摸显示屏设定测试方式，可以对轮椅进行扶手-脚踏-手把等拉压性测试，能在同一台测试仪器上进行轮椅多项测试要求，提高了测试精度及工作效率。
2 系统设计实施方式
依照GB/T 12996-2012、GB/T 13800-2009、GB/T 18029.8-2008及国际标准ISO 7176.8-1998标准技术要求，轮椅静态强度测试系统设计实施方式如下：
（1）轮椅车静态强度测试系统采用PLC控制加载气缸、数控比例阀和高精度力传感器与放大器配合，从而实现高精度的力值抓取。
（2）测试系统采用6个组合气缸，以满足轮椅车不同位置的不同测试项目的需求；在控制柜的触摸屏上，设计用户可自行选配任意两组气缸工作模式，同时也可对任意一个单独的气缸进行力值设定。
（3）测量数据通过力传感器输出模拟信号传送给信号放大器，放大器将信息放大之后传送给PLC，PLC通过智能演算之后将最终结果展示给用户。
如图2所示，PLC控制器的信号输入端上连接有触摸显示屏以便向触摸显示屏中输入控制命令并将其传递给PLC控制器，并且设置PLC控制器的信号输入端上连接有磁环开关；模数转换器采用FBS-6AD转换模块，数模转换器采用FBS-4DA转换模块，PLC控制器采用 FBS-40MCR2模块。
3 测试加载控制系统
如图3所示，通过相对应的放大器将信号放大传给模数转换器实现压力传感器能够感知压力大小，将模拟信号转换数字信号传入PLC控制器，PLC控制器再将控制信号传递给相对应的电气控制阀开启气缸，并将加压控制量信号传给数模转换器后再传递给比例阀，调节加压气缸的气量大小以达到精确力值控制。
4 结语
轮椅车“静态强度试验”是轮椅车一个重要的安全技术指标，涉及使用者的人身安全评估。目前，国内还没有开发出符合标准的成套检测仪器设备，该测试系统的成功研制将大大提高质监部门和企业进行试验的工作效率，实现试验过程的精确性和稳定性，在检测方法上与国际接轨，以满足不同客户的需要。
该文创新点：相对于目前一般的轮椅车静态强度测试方法，该轮椅静态强度测试系统克服现有技术的缺陷，能够对轮椅扶手、脚踏、手把同时进行测试，并且能够调节加压力的大小，设置PLC控制器的信号输入端上连接触摸显示屏，以向触摸显示屏中输入控制命令并将其传递给PLC控制器，能够自动控制加载；并且设置PLC控制器的信号输入端上连接有磁环开关。该测试系统动化程度高，操作性强，维护方便，提高了测试精度及工作效率。
项目经济效益：50万元。
参考文献
[1] SMART～（wheels）：手动轮椅推力测量系统的开发与测试[J].国外医学：生物医学工程分册，1994（5）：306.
[2] 陈卓.PLC与上位计算机通讯监控系统的研究与应用[D].重庆：重庆大学，2004.
[3] 王志华，丁国清.基于PC和PLC的工业压力测控系统的设计[J].电子测量技术，2008，31（4）：138-141.
关键词：轮椅 静态强度 PLC 传感器
中图分类号：TH789 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0019-02
目前，轮椅车投放到市场之前均需要对相关性能进行检测，依据GB/T 12996-2012、GB /T 13800-2009、GB/T 18029.8-2008及国际标准ISO 7176：8-1998 规定及要求，轮椅车的静态强度是其必须要检测的关键性能指标之一。传统都是通过肉眼观察轮椅车车轮轮辋、连接轴等是否发生明显的变形、破坏等，如果车轮轮辋轻微变形的话，肉眼很难看出来，从而容易做出错误的判断。该文设计的检测系统满足轮椅车静态强度检测要求，开发的这套设备填补了国内类似设备的空白，也克服了国外同类产品的不利因素。
1 轮椅静态强度测试系统设计
（1）系统主要组成。轮椅静态强度测试系统包括拉脱控制气缸、加压控制气缸、轮椅平台夹持气缸、压力加载传感器、模数转换器、PLC控制器、比例阀、电气控制阀、轮椅平台电气控制阀。轮椅扶手压力传感器和脚踏压力传感器的信号输出端分别连接放大器后连接至模数转换器的信号输入端上，模数转换器的信号输出端与PLC控制器的信号输入端连接。
为了对加压时间进行调节，采用了PLC控制器的信号输入端上连接有触摸显示屏以便向触摸显示屏中输入控制命令并将其传递给PLC控制器。此外，设置PLC控制器的信号输入端上连接有磁环开关。
（2）系统工作原理。轮椅扶手、脚踏、手把压力传感器能够感测轮椅扶手、脚踏的加压力大小，并通过相对应的放大器将信号放大传给模数转换器，将模拟信号转换数字信号传入PLC控制器，PLC控制器再将控制信号传递给独立对应的电气控制阀开启气缸，并将加压控制量信号传给数模转换器后再传递给比例阀。通过调节比例阀的电压大小，从而调节加压气缸2、4、7的气量的大小，实现测试时的精确力值。
该轮椅静压试验机采用先进的控制系统，全闭环控制，传感器采用高精度感应元件，电气控制阀采用SMC精密伺服控制阀，该测试系统实现对轮椅全方面检测，不需要重复拆装轮椅，通过触摸显示屏设定测试方式，可以对轮椅进行扶手-脚踏-手把等拉压性测试，能在同一台测试仪器上进行轮椅多项测试要求，提高了测试精度及工作效率。
2 系统设计实施方式
依照GB/T 12996-2012、GB/T 13800-2009、GB/T 18029.8-2008及国际标准ISO 7176.8-1998标准技术要求，轮椅静态强度测试系统设计实施方式如下：
（1）轮椅车静态强度测试系统采用PLC控制加载气缸、数控比例阀和高精度力传感器与放大器配合，从而实现高精度的力值抓取。
（2）测试系统采用6个组合气缸，以满足轮椅车不同位置的不同测试项目的需求；在控制柜的触摸屏上，设计用户可自行选配任意两组气缸工作模式，同时也可对任意一个单独的气缸进行力值设定。
（3）测量数据通过力传感器输出模拟信号传送给信号放大器，放大器将信息放大之后传送给PLC，PLC通过智能演算之后将最终结果展示给用户。
如图2所示，PLC控制器的信号输入端上连接有触摸显示屏以便向触摸显示屏中输入控制命令并将其传递给PLC控制器，并且设置PLC控制器的信号输入端上连接有磁环开关；模数转换器采用FBS-6AD转换模块，数模转换器采用FBS-4DA转换模块，PLC控制器采用 FBS-40MCR2模块。
3 测试加载控制系统
如图3所示，通过相对应的放大器将信号放大传给模数转换器实现压力传感器能够感知压力大小，将模拟信号转换数字信号传入PLC控制器，PLC控制器再将控制信号传递给相对应的电气控制阀开启气缸，并将加压控制量信号传给数模转换器后再传递给比例阀，调节加压气缸的气量大小以达到精确力值控制。
4 结语
轮椅车“静态强度试验”是轮椅车一个重要的安全技术指标，涉及使用者的人身安全评估。目前，国内还没有开发出符合标准的成套检测仪器设备，该测试系统的成功研制将大大提高质监部门和企业进行试验的工作效率，实现试验过程的精确性和稳定性，在检测方法上与国际接轨，以满足不同客户的需要。
该文创新点：相对于目前一般的轮椅车静态强度测试方法，该轮椅静态强度测试系统克服现有技术的缺陷，能够对轮椅扶手、脚踏、手把同时进行测试，并且能够调节加压力的大小，设置PLC控制器的信号输入端上连接触摸显示屏，以向触摸显示屏中输入控制命令并将其传递给PLC控制器，能够自动控制加载；并且设置PLC控制器的信号输入端上连接有磁环开关。该测试系统动化程度高，操作性强，维护方便，提高了测试精度及工作效率。
项目经济效益：50万元。
参考文献
[1] SMART～（wheels）：手动轮椅推力测量系统的开发与测试[J].国外医学：生物医学工程分册，1994（5）：306.
[2] 陈卓.PLC与上位计算机通讯监控系统的研究与应用[D].重庆：重庆大学，2004.
[3] 王志华，丁国清.基于PC和PLC的工业压力测控系统的设计[J].电子测量技术，2008，31（4）：138-141.