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四轮助行车坡面防倾翻最小轴距分析

高野仓正人

通过矢状面二维力学模型的理论分析，分析了四轮助行器的最小轴距长度，以防止在斜坡上翻倒。最小轴距长度是根据力学模型得出的安全条件下限得出的。这取决于一些设计和环境因素。四轮助行器的人体工学设计中，手柄上施加的法向力和助行器运动的加速度是人为因素。它们通过力传感器和加速度传感器进行测量，并使用商用助行器来验证机械模型。受试者是十名老年男性和十名老年女性。上坡行驶时，手柄上施加的法向力较弱，最小轴距长度有所延长。然而，在下坡运动时它被缩短。女性受试者应使用轴距较长的助行器，因为她们在手柄处产生的法向力比男性受试者弱。步行机在下坡时加速度更大，减速更大，但在更陡的下坡运动中，并没有通过更大的加速度获得更长的轴距。更高的握把显然导致更长的轴距，并且助行器的质量并不是关键的设计因素。在高摩擦路面上，最小轴距长度应该更长，但用户操控学步车并不容易。最小轴距长度比商用助行车的实际轴距长度短。许多商业助行车的手柄都位于后轮附近。