1、电动童车自由轮装置判定方法研究摘要：电动童车是设计或预定供 14 岁以下儿童玩耍的电动乘骑玩具，考虑到使用者的安全，国家标准 GB 6675-2003国家玩具安全技术规范中对具备自由轮装置的电动童车制动性能规定了具体要求，因此在制动性能测试前首先需确认其是否具有自由轮装置。国家标准中仅提供了自由轮装置的判定方法，但对于测试样品的试验状态（如各类开关的设置）并未明确。本文详细分析了电动童车开关处于不同设置状态时对试验结果的影响，研究总结形成了通用性和可操作性较强的试验方法，为企业及检测机构提供了有益的借鉴。 关键词：电动童车； 制动装置； 自由轮； 试验方法 1、引言 电动童车是设计或预定供 1
2、4 岁以下儿童玩耍的电动乘骑玩具，属于玩具车辆的一种。随着人民群众经济实力和生活水平的提高，电动童车已经由婴童“奢侈品”演变成为儿童成长过程中的“必需品” ，国内市场的销量逐年攀升，为更好地保障儿童的人身安全，国家将电动童车产品纳入到了第一批实施玩具 CCC 强制性认证的产品目录中，对其进行 CCC认证管理。 目前国内市场上销售的电动童车外形结构多种多样，有三轮摩托车、四轮汽车等，但电动童车的内部结构及工作原理基本相同，主要由电源、驱动机构、方向机构、声光系统、控制系统等部分组成。电动童车的电源大多采用 6V 的铅酸蓄电池，主要为安装在后轮位置的电机提供动力，电机带动齿轮箱进而驱动童车运动，骑
3、乘玩耍的儿童通过方向盘或把手控制电动童车的行进方向。电动童车的控制系统一般包括电源总开关、脚踏控制开关、方向控制开关（档位开关） 、遥控/脚踏模式切换开关、声光控制开关等来实现特定的控制功能，其中电源总开关负责控制电源动力的输出。脚踏控制开关类似于汽车的油门，用于控制电动童车是否行进，但无法调节运动的速度。方向控制开关类似于汽车的档位，可以切换电动童车的前进或后退方向，部分电动童车为避免频繁切换前进/后退状态造成齿轮箱损坏，还设置了空挡。遥控/脚踏模式切换开关用于切换控制模式，遥控模式可由家长通过遥控器完全控制电动童车的运动，而脚踏模式是由骑乘玩耍的儿童自行控制电动童车的运行。声光控制开关主要
4、用于电动童车灯光、音乐功能的控制，为电动童车附加更多的玩耍娱乐功能。 由于电动童车具有一定的运行速度，为确保骑乘玩耍儿童的安全，在电动童车国家标准 GB 6675-2003国家玩具安全技术规范中对制动性能做出了具体的规定，要求具有自由轮装置的电动童车应安装制动装置（GB 6675-2003 中 4.1.20 条款）1。因此在评估电动童车的制动装置项目时，首先需先判断电动童车是否具有自由轮装置。只有具有自由轮装置的电动童车，才被认为需要安装制动装置。虽然在国家标准 GB 6675-2003 中简单描述了自由轮装置的通用判断方法，但未明确规定电动童车在试验时的具体状态。比如电动童车的电源总开关所处
5、的状态、方向控制开关的设定位置等，而这些开关处于不同的状态时，可能会对电动童车的制动性能产生重要影响，并导致检测结果产生较大差异。 基于上述原因，本文拟对电动童车自由轮装置的试验方法进行系统研究，分析具有不同控制电路结构的电动童车的检测结果差异，归纳总结出电动童车自由轮装置的通用试验方法及判定原则。 2、自由轮装置试验方法的原理 电动童车国家标准 GB 675-2003 中 A.5.16 条款描述了两种自由轮装置判定方法： 拉力法（定量法）：将电动童车水平放置，并按要求加载适当的负载，在铺有 P60 氧化铝纸的平面上以 2m/s0.2m/s 的速度匀速拖拉玩具，测试最大的拉力。若测得的最大拉力
6、 F（m+25）1.7（36 个月及以下儿童适用的电动童车） （1） 或 F（m+50）1.7（37 个月以上儿童适用的电动童车） （2） 则认为该电动童车不具备自由轮装置。 斜坡法（定性法）：如果玩具在加载 50kg 后，在铺有 P60 氧化铝的10斜面上加速下滑，则被视作为自由轮。 GB 6675-2003 标准中所规定的自由轮装置的两种试验方法（拉力法、斜坡法）从物理原理来说是等同的。公式（1）和（2）中的系数 1.7 是由 sin10g 推导出的，即车辆和砝码的总质量在 10斜坡上平行于斜坡方向上的分力（如图 1 所示） 。若以 2m/s 的速度拉动放置于水平地面上的电动童车所需的力大
7、于等于总质量与 sin10的乘积，则该电动童车放在 10的斜坡上时，在无其它外力施加的情况下，电动童车仅依靠自身重力平行于斜坡方向上的分力进行运动。这个力无法将电动童车的速度提升至 2m/s，则电动童车将在斜坡上保持静止或者向下运动的速度小于 2m/s。因此根据标准要求，这类电动童车也就无需安装制动装置。 2.1 拉力法试验步骤 若采用拉力法判定自由轮装置，试验方法要求将电动童车牵引至2m/s 的速度，因此理论上要求足够长的跑道，电动童车才能达到测试需要的稳定状态。在本文中我们采用了国内检测机构常用的自由轮测试系统，该系统由牵引小车、跑道和计算机控制系统组成，跑道长度约为13m。试验时牵引小车
8、通过电机拖拉电动童车在跑道内运行，计算机通过控制电机的转速调节电动童车的运动速度，逐渐达到 2m/s，同时利用计算机实时采集电动童车受到的牵引力和运行速度信号，绘制速度拉力变化曲线，根据速度拉力曲线可以获得电动童车在 2m/s 速度运行时的最大拉力值。 2.2 斜坡法试验步骤 若采用斜坡法判定自由轮装置，需要判定电动童车是否加速下滑，但国内检测机构对加速下滑的状态尚未达成统一。因为电动童车加载后放置在斜坡上可能出现如下三种情况：（1）电动童车静止不动；（2）电动童车从静止开始下滑，速度逐渐增加；（3）电动童车从静止开始下滑，速度慢慢增加，但运动一段距离后，速度逐渐降低，并保持匀速运动。上述第（1）种情况可直接判定电动童车无加速下滑情形，为非自由轮；上述第（2）种情形可直接判定电动童车在斜坡上加速下滑，为自由轮；上述第（3）种情形又分为两种状态，若电动童车匀速运动后速度超过 2m/s，则认为该电动童车为自由轮装置，若电动童车匀速运动后速度小于 2m/s，则认为该电动童车为非自由轮装置。基于以上分析，我们认为电动童车在斜坡上从静止开始下滑的最初阶段，不宜直接判定其为自由轮装置，应允许电动童车运动一段距离，状态稳定后才能做出最终判定。单纯根据电动童车从静止开始下滑即认为其加速下滑不太符合实际情况。
