低速電動(dòng)車三輪車綜合操縱踏板分析

嚴(yán)翠敏

摘要：對(duì)于上肢殘疾的人士來講，存在嚴(yán)重缺少代步工具的問題，因此設(shè)計(jì)出一款具有良好適配性質(zhì)的綜合性操縱踏板。這個(gè)踏板基于機(jī)械設(shè)計(jì)、電子管控等相關(guān)原理，基于機(jī)械助推等達(dá)成對(duì)轉(zhuǎn)向控制以及霍爾磁控達(dá)成對(duì)速度方面的管控。轉(zhuǎn)向管控機(jī)構(gòu)基于轉(zhuǎn)向軸和車前架的支撐柱進(jìn)行連接，綜合性的操縱踏板基于四角螺釘被緊定在原車的腳踏板位置上，轉(zhuǎn)向管控機(jī)構(gòu)基于轉(zhuǎn)向軸和車前架的支撐柱進(jìn)行連接。操縱者基于踏板當(dāng)中的諸多機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際操作，有助于對(duì)電動(dòng)三輪車的前進(jìn)、倒退、制動(dòng)以及轉(zhuǎn)向等諸多基本功能的管控與操作。

關(guān)鍵詞：低速電動(dòng)車;三輪車;操縱踏板;機(jī)械設(shè)計(jì);電子管控;

分類號(hào)：U489

殘疾人是現(xiàn)實(shí)社會(huì)當(dāng)中極為特殊的一個(gè)弱勢(shì)群體，其要求社會(huì)給予更多的關(guān)心與照顧。構(gòu)建無障礙的社會(huì)，并且對(duì)關(guān)懷精神進(jìn)行弘揚(yáng)，重視且對(duì)殘疾人出行相關(guān)問題的解決非常關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)既有殘疾人士的交通工具方面具有非常強(qiáng)的制約性，設(shè)計(jì)當(dāng)中非常更傾向于完整的試題，其成本資金的實(shí)際投入非常高，無法對(duì)大眾訴求進(jìn)行有效滿足。文中闡釋一種具有良好普適性質(zhì)的操縱踏板，可以用較為低廉的成本資金投入，對(duì)現(xiàn)代主流的交通工具實(shí)施便捷性改裝，并且其已經(jīng)成為殘疾人士出行過程當(dāng)中的關(guān)鍵性交通工具了?；谏现珰埣踩耸康男袨樘卣?，把電動(dòng)三輪車整個(gè)操控系統(tǒng)當(dāng)中的轉(zhuǎn)向、加速、減速以及制動(dòng)等諸多功能，都集中到下肢進(jìn)行實(shí)際操作，這樣能夠讓上肢殘疾人士對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行自主形式的操控，為其交通出行提供更多便利。這種綜合性的腳踏板屬于是能夠進(jìn)行拆卸的一種附加裝置，其成本資金的投入比較低，能夠?qū)ζ胀ù蟊姷某鲂行枨筮M(jìn)行有效滿足。

一、系統(tǒng)方面的相關(guān)設(shè)計(jì)

上肢殘疾的人員，在出行過程當(dāng)中面臨著很多難題，其無法像正常成年人一樣通過上肢對(duì)電動(dòng)三輪車進(jìn)行有效操控，因此需要用合理的設(shè)計(jì)方式對(duì)電動(dòng)三輪車系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路以及架構(gòu)、工作原理、操縱踏板的零部件參數(shù)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致闡述，基于此，確保低速電動(dòng)車三輪車能夠滿足上肢殘疾人士的交通出行需求[1]。

1設(shè)計(jì)思路

基于上肢殘疾人士的行為特征，對(duì)于上肢殘疾人士出行存在障礙等諸多問題，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)原理和電子管控等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有效整合，設(shè)計(jì)出基于機(jī)械助推作為轉(zhuǎn)向管控、霍爾磁控作為速度管控的低速電動(dòng)車，其也就是電動(dòng)車當(dāng)中的綜合性操縱踏板。對(duì)電動(dòng)車綜合性的操縱踏板進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，能夠?yàn)樯现珰埣踩耸康慕煌ǔ鲂袔砀鄮椭?，既能夠滿足上肢殘疾人士的出行需求，確保其實(shí)際出行駕駛過程當(dāng)中的安全性、便捷性以及穩(wěn)定性。

2系統(tǒng)架構(gòu)

2.1操縱踏板的實(shí)際組成

低速行駛電動(dòng)車的綜合性操作踏板中，包含轉(zhuǎn)向的管控機(jī)構(gòu)、速度調(diào)整管控機(jī)構(gòu)以及其他的電子設(shè)備等，在電子設(shè)備當(dāng)中還包含開關(guān)、照明燈具以及揚(yáng)聲器等。

2.2調(diào)速機(jī)構(gòu)的組成架構(gòu)

調(diào)速機(jī)構(gòu)處在操縱踏板的右側(cè)，制動(dòng)管控裝置與電動(dòng)三輪車的既有踏板制動(dòng)進(jìn)行合理連接，加速踏板也在其的右側(cè)，加速踏板的內(nèi)部包含應(yīng)用霍爾磁場(chǎng)原理所設(shè)計(jì)出來的霍爾傳感器，相關(guān)的殘疾駕駛?cè)藛T，可基于右腳的踩踏動(dòng)作對(duì)電動(dòng)車速度進(jìn)行合理操控。這樣也能夠讓電動(dòng)三輪車的駕駛過程更為便捷和安全。

2.3轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的組成架構(gòu)

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)基于電動(dòng)推桿作為操控核心，其在操縱踏板的左側(cè)，分別設(shè)置了左右兩只對(duì)應(yīng)的踏板，其分別對(duì)電動(dòng)三輪車的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)進(jìn)行管控，內(nèi)部還設(shè)置了位移傳感器，基于此保證轉(zhuǎn)向可行性、和流程性、裝配便捷性等。堅(jiān)實(shí)人員可基于左腳的腳踝關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)等對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行操縱，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的目標(biāo)，確保上肢殘疾人員駕駛過程當(dāng)中的便捷性。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的實(shí)際設(shè)置當(dāng)中，基于萬向球軸承把電動(dòng)推桿的一端和夾板連接到一起，另一端和轉(zhuǎn)向管控倉進(jìn)行合理連接，夾板萬向球的軸承和支桿互相配合?；诼菽赴褗A板固定到三輪電動(dòng)車中的轉(zhuǎn)向軸上邊，基于肋板把轉(zhuǎn)向管控倉后邊和電動(dòng)三輪車支柱連接到一起，不僅能夠滿足穩(wěn)固性的相關(guān)要求，同時(shí)有助于上肢殘疾人士的便捷操縱[2]。

3工作原理

在殘疾駕駛員將左踏板踩下的時(shí)候，一號(hào)電動(dòng)推桿縮短，二號(hào)電動(dòng)桿伸長(zhǎng)，基于俯視視角能夠看到，這樣的操作帶動(dòng)了轉(zhuǎn)向軸的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)車隨之實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)。在殘疾駕駛員將右側(cè)踏板踩下的時(shí)候，一號(hào)電動(dòng)推桿伸長(zhǎng)，二號(hào)電動(dòng)桿會(huì)縮短，并且其會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸，讓其進(jìn)行順時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)車隨之進(jìn)行右轉(zhuǎn)。在殘疾駕駛員踩踏調(diào)速踏板的時(shí)候，內(nèi)部安裝的霍爾器件會(huì)對(duì)磁場(chǎng)變化情況進(jìn)行檢測(cè)，把踏板所旋轉(zhuǎn)的角度物理信號(hào)，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并且進(jìn)行輸出，電動(dòng)勢(shì)改變會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電動(dòng)車電機(jī)的轉(zhuǎn)速方面發(fā)生改變，基于此也就達(dá)成了速度調(diào)整的目標(biāo)，為上肢殘疾人士的交通出行提供安全保障。

4對(duì)操縱踏板的零部件參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

在對(duì)低速電動(dòng)三輪車操縱踏板的零部件參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要包含操縱踏板與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

4.1操縱踏板

基于人機(jī)工程學(xué)相關(guān)內(nèi)容，人機(jī)工程學(xué)的英文是Human Machine Engineering，其也是對(duì)踏板底座進(jìn)行造型設(shè)計(jì)的重點(diǎn)核心，滿足人機(jī)工程學(xué)在造型方面的設(shè)計(jì)要求，其能夠切實(shí)降低踏板操縱過程當(dāng)中的疲勞程度，更能夠強(qiáng)化提升其工作成效，基于此能夠讓殘疾人士駕駛員在整個(gè)駕駛過程中更加身心愉悅，并且讓綜合性操作踏板和人實(shí)現(xiàn)高度和諧的良好狀態(tài)當(dāng)中。

在對(duì)操縱踏板進(jìn)行角度設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要遵照肢體的長(zhǎng)度以及關(guān)節(jié)的力矩、座椅的高度等進(jìn)行綜合性分析，基于此獲得踏板行程的最佳傾斜角度為20°。

在對(duì)操縱踏板進(jìn)行高度設(shè)計(jì)的時(shí)候，將踏板的高度設(shè)計(jì)成為伸縮可以調(diào)節(jié)形式，其有效高度設(shè)置為125mm—140cm，并且高度方面可以進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，并且要求調(diào)節(jié)操作簡(jiǎn)單且便捷，基于此切實(shí)降低人體最大的肌肉活動(dòng)度（MMA），基于此來減少人體所產(chǎn)生的疲勞程度。

在對(duì)操縱踏板進(jìn)行寬度設(shè)計(jì)的時(shí)候，遵照國(guó)內(nèi)成年人有關(guān)足部形態(tài)方面的分析，基于具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息等，將踏板的最優(yōu)寬度設(shè)計(jì)成為80mm，其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成為75mm。

4.2轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向操縱踏板當(dāng)中包含兩軸三向的操縱桿和置足裝置，在置足裝置的下方位置上和操縱桿連接在一起，操作者可以把一只腳放在置足器當(dāng)中，基于腳踝對(duì)操縱桿的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行帶動(dòng)。

文中所設(shè)計(jì)研發(fā)出來的低速電動(dòng)三輪車綜合性操縱踏板，實(shí)際上是針對(duì)普通電動(dòng)三輪車進(jìn)行的改裝設(shè)計(jì)。三輪車的轉(zhuǎn)向輪就只有一個(gè)，在進(jìn)行轉(zhuǎn)向的時(shí)候，全部車輪的軸線都會(huì)一直交叉在一個(gè)點(diǎn)上，全部車輪都只是單純的滾動(dòng)，這樣的設(shè)計(jì)方式，能夠切實(shí)規(guī)避電動(dòng)三輪車轉(zhuǎn)向過程當(dāng)中所產(chǎn)生的行駛阻力，并且也能夠規(guī)避車輪胎損問題的增加，也就是說，不需要對(duì)轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)相關(guān)問題進(jìn)行考量[3]。

二、結(jié)語：

文中提出有關(guān)低速電動(dòng)車的綜合性操縱踏板，基于上肢殘疾人存在的生理特征與出行習(xí)慣等，以既有代步工具當(dāng)成是適配對(duì)象，達(dá)成在大多數(shù)電動(dòng)三輪車中的安裝與應(yīng)用。綜合性操縱踏板的安裝作業(yè)較為便捷，具有良好的操作性，可對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行有效操控，并且完成前進(jìn)、倒退、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向等相關(guān)操作。文中所提出來的操縱踏板，非常重視成本資金的管控，其基礎(chǔ)元件的成本資金投入較為低廉，有助于全面的推廣與制造，同時(shí)更能夠奠定殘疾人士出行的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈樹梁，石佳，付輝，等.低速電動(dòng)車三輪車綜合操縱踏板[J].科技風(fēng)，2019，000（032）：150.

[2]孟俊煥，王衛(wèi)東，史振萍.四輪低速電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策研究[J].新西部，2019（33）.

[3]楊凱奇，宋炳晨，楊習(xí)得.低速電動(dòng)車：如何不步步驚心[J].黨員生活（武漢），2019，000（026）：P.19-19.

2869500520263