CNS 14964-14-2005 Wheelchairs - Part 14 Power and control systems for electric wheelchairs - Requirements and test methods《轮椅-第14部:电动轮椅之电力与控制系统测试方法与要求》.pdf
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1、 1 印行年月 94 年 12 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 11.180.10 T5022-14 14964-14經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 94 年 12 月 5 日 年月日 (共 26 頁 )輪椅第 14 部:電動輪椅之電力與控制系統測試方法與要求 Wheelchairs Part 14 : Power and control systems for electric wheelchairs Requirements and test methods 警語:本標準只針對技術的適用性,雖然製造商宣稱其產品符合此規範要求,亦不
2、能免除其在健康與安全上的法律責任。 1. 適用範圍 本標準適用於電動輪椅的電力與控制系統 (包含電池充電器 )的必要條件和相關的測試方法。 本標準規範輪椅在正常使用及某些不當使用甚至損壞的情況下,保護使用者的最低要求,同時也對操作輪椅的控制裝置所需的力量規定其量測方法,並對某些操作應有的力量設立限制。 本標準適用於質量不超過 100 kg 之行動不便人士,以速度不超過 15 km/h 的情況下,在室內和室外使用之電動代步工具。 本標準不適用於須以大於區域或工業電力(內含電池充電器)之 100 V 電壓充電之電動載具,亦不包含電磁輻射干擾和防止電磁干擾方面的需求。 2. 用語釋義 依 CNS 1
3、3575-1輪椅 專有名詞、術語及定義之名詞及說明。 2.1 電池標稱電壓 電池設計的電壓 備考:在操作狀態下,實際電壓與標稱電壓可能有顯著的不同。 2.2 命令信號 來自某設備之電氣訊 號,此設備為使用者指示輪椅依期望之移動速率及 (或 )方向之裝置。 2.3 控制器 所有的電氣裝置,電 路和盒子整個封裝起來,用於將使用者希望的速度及 (或 )方向指示,轉換適當的動力至電動機上。 2.4 碰 (夾 )觸點 1 個移動的物件接觸或接近另一個物件,會使第 3 個物件被切削或壓碎的位置。 2.5 監控電路 用以監控微處理器運作的電路。 2.6 電池 1 組互相連接的電元件,整合在 1 個包裝內,由
4、製造商標示為電池。 2.7 電池包 2 CNS 14964-14, T 5022-14 1 個可以移動內含 1 個或多個電池的組合。 備考:若無封裝, 1 個電池包僅包含 1 個電池。 2.8 電池組 1 組用來提供輪椅電力,相互連接的電池。 2.9 電池充電器 1 個連接到主電源和電池組的裝置,用來做為電池的充電用途。 備考:此標準不適用和輪椅整合在一起的充電器。 3. 測試裝置 3.1 測試斜坡 坡度 5 度,大小足以完成第 5.13.3 節、第 5.15.3 節和第 5.17.3 節所規定測試之測試斜坡道,該坡道應有足夠的摩擦力,測試時使輪胎打滑減到最小。 備考:建議最小尺寸為 5 m
5、1.5 m 。 3.2 水平測試平面 與第 3.1 節測試坡道相同摩擦係數,有足夠尺寸以完成第 5.13.3 節、第 5.15.3節和第 5.17.3 節所規定的測試之水平測試平面。 備考:建議最小尺寸為 5 m 1.5 m。 3.3 測速計:或其他方法,可以用來量測輪椅的速率,量測範圍 0 至 15 km/h,其準確度為 5 %。 3.4 輪椅煞停距離量測方法,其準確度為 100 mm。 3.5 直流電源 包含一電池組,其電壓值為待測輪椅上電池組標稱電壓值的 1.25 倍20 +V,其容量不低於待測輪椅電池組的容量。 備考:其他型式的直流電源並不適合於此,因為輪椅煞車時會造成電流回充。 3.
6、6 標準關節式測試計 尺寸如圖 1 所示,詳細規範參閱 IEC 601-1 Amendment 1 Medical electrical equipment Part 1: General requirements for safety圖 7。 3 CNS 14964-14, T 5022-14 圖 1 標準關節式測試計 單位: mm 3.7 標準無關節式測試計 尺寸如圖 2 所示,詳細規範參閱 IEC 601-1:1988 圖 7,但不含接頭。 本裝置得以與測力計連接 (參閱第 4.8 節 )。 擋板 4 CNS 14964-14, T 5022-14 圖 2 標準無關節式測試計 3.8 測
7、力計:可量測 0 到 100 N,增量 1 N,其準確度為 l %。 3.9 控制裝置用測力計:可量測 0 到 10 N,增量 0.1 N,其準確度 l %。 3.10 空氣增壓量測裝置 能量測相對於當地大氣壓力的正空氣壓力值,範圍從 0 到 20 kPa,增量 200 Pa,其準確度為 l %。 3.11 空氣減壓量測裝置 能量測相對於當地大氣壓力的負空氣壓力值,範圍從Pa,其準確度為 l %。 3.12 測試電路:線路圖如圖 3a 和 3b 所示,其內容如下 測力計擋板 單位: mm 0 至 20 kPa,增量 200 5 CNS 14964-14, T 5022-14 (a) 直流電表,
8、可量測電流 0 到 10 mA,增量 1 mA,其準確度為 1 mA,並能承受 100 mA 的電流。 (b) 電阻 R(歐姆; ),以下列公式計算 R=U/0.1 U:輪椅電池組的標稱電壓 (伏特; V) 例:在 12 V 時, R=120 ;在 24 V 時, R=240 。 電阻的最小額定功率 P(瓦特; W)以下列公式計算 P=0.1 U U:輪椅電池組的標稱電壓 (伏特; V) (c) 標準無關節式測試計 (參閱第 3.7.1 圖 )。 圖 3 測試線路 3.13 遮斷器 手動操作,用來阻斷來自電池 (組 )可能的最大電流。 備考:測試人員可添加接線於遮斷器,但所增加之接線不可有限流
9、作用。 3.14 支撐輪椅的方法 安全地支撐輪椅使所有輪子離地,可自由旋轉。 3.15 具計時功能的電流偵測方法 能夠量測電流流動的時間,並能偵測第 8.3.2 節所述外部事件發生到電流流動的時間,其準確度為 100 ms。 備考:用來量測電池組在錯誤的狀況下輸出電流至最大值的方法。 4. 待測輪椅準備 備考:可調式輪椅參考架構較準確的設定 程序尚在研議中(如 ISO 7176-22 Wheelchairs Part 22: Set-up procedures),其可能影響到目前的參考架構。 4.1 輪椅設定 輪椅電池測試手指測試手指輪椅電池(a)(b) 6 CNS 14964-14, T 5
10、022-14 依輪椅製造商規定設定至正常使用狀態。 4.2 輪胎胎壓 若輪椅使用充氣輪胎,則充氣至製造商建議值,若建議胎壓為一範圍值時,則充氣至最大壓力值。 4.3 調整 依 ISO 7176-8 Wheelchairs Part 8: Requirements and test methods for static, impact and fatigue strengths規定調整輪椅。 設定所有的控制裝置 到製造廠商所建議駕駛的位置上輪椅速度及 (或 )方向的控制除外,若製造商無建議,則設定在中間點上。 4.4 電池 依輪椅製造商建議安裝之電池型式與大小,充電 75 %以上額定容量。 4.
11、5 輪椅加負載 依下列方式擇一,加負載至輪椅上。 (a) 依製造商所宣稱的最大使用者質量,選擇 ISO 7176-11 Wheelchairs Part 11: Test dummies規定的假人,其質量和製造商所宣稱的最大使用者質量相等或大一號質量的假人。 (b) 若使用真人進行測試時,其質量與 (a)規定值之假人質量 kg 內,其在輪椅座位的質量均配與假人相當。 若使用真人時,須採取必要的安全措施,以確保測試人員。 4.6 紀錄 每個測試紀錄需包含下列資訊 (a) 輪椅依測試要求所安裝之配備。 (b) 軀幹系統中可調整部位之位置。 (c) 電池製造商與電池型式。 (d) 假人或真人的質量與
12、配置。 5. 電氣系統 備考: 此節測試主要為確認本章節之要求可以執行,在其他程序中有特別之規定者除外。在進行下個測試之前,須將 前個測試所改變 (損壞 )之線路 (零件 )還原(修復 )成原始狀態。 5.1 電池連接和電路保護圖 當電池未被蓋住時,其電路圖位置儘可能接近電池附近的平面上且能永久及清晰地識別。 備考: 此電路圖須能防止電池氣體和酸液的侵蝕劣化。 此電路圖須包含下列資訊。 (a) 連接至電池的接線圖,含接線和接頭的識別。 (b) 可讓使用者或看護者更換之熔線與所有斷路器的位置與圖示說明。 (c) 熔線的型式和電流限度。 5.2 電池連接線的顏色和標記 7 CNS 14964-14
13、, T 5022-14 所有連接到電池正極的接線須為紅色,並有永久性的 “+“標記符號。 所有連接至電池負極的接線不可使用紅色,並有永久性 “ “標記符號。 其他任何連接至電池的接線不得為紅色。 5.3 輪椅的電氣隔離 5.3.1 通則 電動輪椅除非裝有高直流阻 抗的電路,否則其車身底盤不得連接至電池組或電氣系統的任何零件,以 降低因電氣系統的組件與底盤間的短路而發生著火的危險 性,但允許使用車身底盤用來作為防電磁干擾 (EMI)和防靜電(ESD)的保護電路。 5.3.2 要求 輪椅的骨架、電動機箱、齒輪箱、電池箱和控制器外殼,除非接有至少 10 k直流阻抗電路,否則不得連接至電池組或電氣系統
14、的任何零件。 當依第 5.3.3 節進行測試,測試電流值不得大於 5 mA。 備考:此限流表示直流阻抗在一特定的值內。 5.3.3 測試程序 5.3.3.1 通則 使用適當方法將輪椅安全地撐高 (參閱第 3.14 節 ),使驅動輪離地,使其可自由旋轉。 5.3.3.2 正極連接測試 確認車身所有導電零件,均可被依第 3.12 節所述之測試手指 (如圖 3a所示 )所接觸到。 除去輪椅骨架的油漆或其他保護層,將測試手指依第 3.12 節 (如圖 3a所示 )所述的電路接法接至電池。 操作控制器,以最高速度驅動輪椅上的每一個電動機,每一個方向均需測試。 將測試計依次接觸所有能導電的車身零件上,安培
15、計所測得之電流不得大於 5 1 mA。 5.3.3.3 負極連接測試 除第 3.12 節 (如圖 3b 所示 )外,依第 5.3.3.2 節重新測試一次。 5.4 熔線 當不用工具更換熔線時,不會將帶電的電線及裸露端點觸及任何電路之任何其他部分。 5.5 接頭的互換性 提供輪椅使用者或看護者使用之接頭,不可讓其接成和製造商規定不一樣的操作狀況。 備考:適當的方法包括 插頭和插座的形狀僅允許正確的接合。 插頭和插座的接線長度設計成只允許正確的接線。 8 CNS 14964-14, T 5022-14 接頭不可只靠顏色標示來防止錯誤接線。 在正常電池電壓或低於電池電壓操作的接頭,須不可能被接到家用
16、或工業用電力的插座上。 5.6 配線的連接和定位 5.6.1 通則 突出於輪椅之外的線路,可能 被輪椅的動件或輪椅通過時的阻礙物體所破壞,這可能造成輪椅的故障或破壞輪椅週遭的物件。 5.6.2 要求 所有的電線須有固定的路徑, 並牢固以防止被家具或其他突出物所絆倒,或被輪椅的動件所破壞或干擾。當依第 5.6.3 節進行檢查和測試時,須確認電線不會 (a) 被家具或其他突出物所絆倒。 (b) 其他動件所破壞。 (c) 被碰觸點所夾住。 5.6.3 測試程序 檢查所有的電線是否會被輪椅的動件所破壞或干擾。 以 10 l N 的力量,將所有的電線拉向會作動的零件及任一碰觸點。 若輪椅結構可調整 (如
17、可調式靠背等 ),對所有可能的調整位置重複此測試程序。 5.7 非絕緣電氣零件的防護 5.7.1 通則 輪椅使用者或看護者不得因接 觸非絕緣電氣零件而遭受電擊或燙傷,輪椅也不得因此故障。 電池接頭在連接狀態時,需有絕緣保護。 5.7.2 要求 依第 5.7.3 節進行測試時,除具至少 10 k的直流阻抗的保護電路外 (參閱第 5.3.2 節 )外,測試計不得接觸到非絕緣的電氣零件。 5.7.3 測試程序 以標準無關節式測試計 (第 3.7 節 )施以 30 1N 的力量,對所有可能開口進行測試。 若探針可以進入任何開口,以標準關節式測試計 (第 3.6 節 )測試每一可能位置,先將探針全彎後再
18、伸直,以決定是否可接觸到每一無絕緣的電氣零件。 5.8 短路保護 5.8.1 通則 輪椅的電池蓄有大量的能量,短路時可能會引起火災。 保護裝置應儘可能靠近電池,以保護使用者。 5.8.2 要求 每一電池組儘可能均有短路保護裝置。當依第 5.8.3 節進行測試時,電路保 9 CNS 14964-14, T 5022-14 護裝置在短路情況下要能切斷所有輪椅的電路。 電路保護裝置不得有自動重置功能。 5.8.3 測試程序 警語:本測試有危險性,須採取適當的防護措施,以保護測試人員。 檢查所有電路保護裝置是需要 人工重置或更換的型式。將控制器和其他電氣裝置與電池脫離,僅留下從電池接出的主接線。 對每
19、一電池組進行此測試,一次一組。 (a) 決定 1 個最接近電池的位置,在此位置上可將電池的正、負電線或其絕緣以少於 10 1N 的力量拉到可以接觸。在此位置上將正、負極線路接到遮斷器 (第 3.13 節 )上使接合時,正、負極可相連通,並確保遮斷器的擺放位置可使測試者安全地操作,不會危及測試者。 警語:測試者須隨時準備在電路保護裝置無發生作用時,能迅速的將遮斷器啟動。 (b) 遮斷器接通。 (c) 觀察並記錄電路保護裝置是否無法操作。 (d) 切斷遮斷器。 (e) 觀察並記錄電路保護裝置是否自動重置。 5.9 電池充電時的安全 5.9.1 通則 電池充電器連接於主電源系統 ,對電池充電時,可能
20、因產生具爆炸性的氣體。電池充電時若輪椅移動, 可能產生短路而引起電氣火災、火花點燃氣體而引起爆炸,或造成的機械損壞與人員受傷。 5.9.2 要求 當依第 5.9.3 節測試時,輪椅不得能被驅動。 5.9.3 測試程序 依製造商的產品操作說明將電 池充電器接到主電源和電池組,並將充電器開關啟動。 啟動控制器的開關並試圖驅動,記錄輪椅的任何移動。 將充電器與主電源脫離,重複上述程序再測試一次。 5.10 電池極性反接 5.10.1 通則 在保養或更換新電池時,電池極性可能被接 反,這可能會造成控制器損壞與火災。 5.10.2 要求 當依第 5.10.3 節測試時 (a) 當電池極性接反時,除熔線燒
21、毀外,控制器或驅動系統的任何零件不得損壞。此時操作輪椅,不得有無法控制或不預期移動現象發生,如製造商規格書所述。 10 CNS 14964-14, T 5022-14 (b) 將電池恢復正確的接法時,輪椅將可依製造商之規格書中之說明運作。 備考: 輪椅經過反極性連接後,也許 需將電路保護裝置重置或更換,才能使輪椅正常運作。 5.10.3 測試程序 警語:本測試有危險性,須採取適當的防護措施,以保護測試人員。 將遮斷器 (第 3.13 節 )裝至電池組的電線上,並置於能切斷電池電路時不對測試人員有危險之位置。 確認輪椅的主電源是關閉狀態,而所有控制裝置是在空檔位置。 如有需要,對電線做必要的修改
22、,以反極式連接電池組。 啟動輪椅主開關並操作所有控制裝置,記錄輪椅任何無法控制或不預期的移動。 卸除電池組,檢查所有電氣系統,並記錄除熔線燒毀外之任何損壞。 重新正確連接電池組,將測試後的電路保護裝置重置或更換,檢查並記錄輪椅是否能如製造商之說明書正常操作。 5.11 控制器過電壓保護 5.11.1 通則 電池充電結束,其電壓可超過其標稱電壓, 輪椅在此過電壓的情況下,不得有故障發生。 5.11.2 要求 當依第 5.11.3.2 節進行測試時 (a) 控制器不得故障或輪椅操作時造成無法控制的移動。 (b) 除停止外,輪子不得有任何不正常移動;除熔線 燒毀外,控制器不得有任何損壞。 5.11.
23、3 測試程序 5.11.3.1 測試前準備 警語:本測試為確保測試人員的,以偵測輪子是否轉動與輪椅是否有移動的可能來進行此測試。 卸除輪椅電池組,經由遮斷器 (第 3.13 節 )接上直流電源 (第 3.5 節 )。 以適當的方法(第 3.14 節),小心的抬高驅動輪,使其離地面並可自由旋轉。 啟動直流電源,操作所有的控制功能,同時注意驅動輪是否轉動,此時若輪子與地面接觸可能發生危險。 關掉直流電源並將電路保護裝置重置或更換。 5.11.3.2 測試 將輪椅放置在水平測試平面上 (第 3.2 節 ) 警語:在進行第 5.11.3.1 節測試時,需採取適當的防護措施。 啟動直流電源,詳細記錄輪椅
24、任何失控或不預期的動作。 操作輪椅的所有控制功能,並記錄發現的任何故障現象。限制所有 11 CNS 14964-14, T 5022-14 的移動在 2 m 範圍內。 記錄電路保護裝置的運作狀況。 移除直流電源並接回電池組。 將電路保護裝置重置或更換之。 操作輪椅的所有控制功能,包含煞車功能,記錄所有故障的狀況。 檢查控制器,並記錄所有的損壞狀況。 5.12 控制器信號處理失效 5.12.1 通則 當斷路或短路控制信號失效時,輪椅除停止外,不可導致輪椅的失控。 5.12.2 要求 應有措施以確保當短路或斷路控制信號失效時 (a) 除停止外,不得導致任何失控。 (b) 當控制器置於停止位置時,無
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