轮椅车座椅 第12部分-座靠垫包络面测试方法和设备

ICS11.180

Y14

中华人民共和国国家标准

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

轮椅车座椅第12部分：座位垫包络面测试

方法和设备

Wheelchairseating-Part12:Apparatusandmethodforcushionenvelopmenttesting

(ISO/TS16840-12:2015，IDT)

(征求意见稿)

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

前言

GB/T30661《轮椅座椅》由以下部分组成：

——第1部分：身体部位、体位及体位支撑面的词汇、基准轴规则和测量；

——第2部分：维持组织完整性装置的物理和机械特性测定座垫；

——第3部分：体位支撑装置的静态、冲击和疲劳强度测定；

——第4部分：用于机动车上的座椅系统；

——第6部分：模拟使用中座垫性能变化的测定；

——第9部分：座椅的临床界面压力分布指南；

——第10部分：非集成座椅和靠背垫的阻燃性要求和试验方法；

——第11部分：用于维持组织完整性的座椅垫排汗性能测试；

——第12部分：座位垫包络面测试方法和设备。

本部分为GB/T30661的第11部分。

本部分按照GB/T1.1-2020给出的规定起草。

本部分等同采用ISO/TS16840-1：2015《轮椅车座椅第12部分：座位垫包络面测试方法和设备》

（英文版）。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本部分由中华人民共和国民政部提出。

本部分由全国残疾人康复和专用设备标准化技术委员会轮椅车分技术委员会(CSBTS∕TC148SC1)

归口。

本部分起草单位：国家康复辅具研究中心、国家康复辅具质量监督检验中心、上海互邦智能康复设

备股份有限公司、佛山市质量和标准化研究院

本部分主要起草人：

II

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

引言

GB/T30661的本部分给出了预期用陷入和包络的方法减少局部区域压力（通过有效地支撑更多组

织）测量轮椅车座垫“性能”的测试设备和测量方法。代表座位垫基本缓冲效果的主要内容是陷入和包

络面。陷入座位垫（身体进入座垫表面的深度）和包络面（座位垫和身体密切接触）组成座位垫缓冲的

潜在性能的定义。在此测试中，采用多种尺寸和多种质量的加载体评估加载体在座垫表面力的分布情况。

加载体尺寸和质量压入座垫的变化代表乘坐者尺寸和质量变化（这些变化可能在轮椅车使用者日常生活

中发生或在不同的使用者中发生）。

有关使用测量身体和支撑表面之间力（如压力分布图系统）的装置的问题已经导致使用仪器化的加

载体，这样的加载体具有为数不多高质量、重复性能好且精确的传感器，因此具有较高的可靠性。

III

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

轮椅车座椅第12部分:座位垫包络面测试方法和设备

1.范围

GB/T30661的本部分规定了使用仪器化的加载体通过测量陷入和包络的缓冲效果描述每一个加载

体和被测座位垫之间界面压力特征的方法测试轮椅车座位垫陷入和包络性能特征的设施、方法和信息发

布的要求。GB/T30661的本部分可被看作预期维持组织完整性的产品扩展特性（GB/T30661.2）并为

其它轮椅车座位系统测试提供了标准化的加载体。本部分未提供为针对特定使用者要求的座位垫性能的

信息。

GB/T30661的本部分包括220mm加载体和255mm加载体的制作方法。本部分还给出了380mm加载体

的尺寸和负载，用作肥胖症治疗的扩展方法。

2.规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

ISO/IECGuide98-3不确定测量第3部分：不确定测量表达指南（Uncertaintyofmeasurement

—Part3:Guidetoexpressionofuncertaintyinmeasurement[GUM:1995]）

ISO1302产品几何技术规范技术产品文件中表面结构的表示法（GeometricalProduct

Specifications[GPS]—Indicationofsurfacetextureintechnicalproductdocumentation）

3.术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

可调节座位垫adjustablecushion

可进行可逆的调节的座垫。

注：见3.2。

3.2

座位垫调节cushionadjustment

按制造商的规定改变体积、尺寸、硬度、压力或座位垫表面其它物理特性，用以承受所施加的负载

和加载体的尺寸。

3.3

基点basepoints

当加载体在使用状态时两个最低点。

1

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

注1：见图6和图7。

注2：基点与人体骨盆坐骨结节的位置一致。

3.4

标高elevation

加载体在使用状态时传感器相对于基点的位置。

注1：见图6。

注2：—标高1：在加载体基点处的传感器（共2个）。

—标高2：所有高于基点5mm的传感器（共8个）。

—标高3：所有高于基点20mm的传感器（共6个）。

—标高4：所有高于基点40mm的传感器（共2个）。

注3：在使用时，加载体的基点（标高1）代表坐骨结节的最低点。

3.5

包络envelopment

座位垫适应身体不规则的形状的能力。

3.6

陷入immersion

身体从最上表面进入座位垫的深度。

3.7

仪器化加载体instrumentedindenter

施加规定负载并能将嵌入式传感器压力值返回的结构形式。

3.8

多路转接器multiplexer

将传感器信号转换成压力数据的电路板。

3.9

压力分布loaddistribution

由传感器读取的力或压力值的相对比较。

3.10

卸载offloading

为了减少伤害的风险从身体的一个区域到另一个区域减少或移动压力的临床实践。

示例：减少坐骨结节下的压力并增加大腿或坐姿时身体其它部位的压力。

4.加载体结构

4.1材料

2

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

加载体应由硬木或类似的材料制作，且有足够的刚度使其在承受向座垫表面施加模拟人体质量所需

要的力时不会变形。材料应进行防潮处理使湿度对其影响降至最低，且不应对正常的实验室测试环境产

生不利影响（0℃～35℃，相对湿度25%～75%）。表面粗糙度N7（符合ISO1302的规定，平均表面粗

糙度）。

4.2公差和表面粗糙度

本章中所有尺寸的未注公差应为±0.5mm,所有边、角均应有不小于半径5mm的圆弧过渡。表面粗

糙度不低于N7（符合ISO1302的规定，平均表面粗糙度）。

4.3加载体零件

4.3.1转子杆

使用375mm×50mm×20mm的杆状材料,并在杆上开若干个槽,以便导线通过。半球状的加载体压头和

转子杆按钮固定在转子杆上(见图1)。

单位为毫米

图1转子杆结构

4.3.2转子杆按钮

转子杆按钮为51mm×25mm×19mm的块状物模仿转子。每一个转子杆按钮应有一个用于传感器定

位的平面(见图2)。

注：380mm的加载体不需要转子杆按钮。

3

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

单位为毫米

图2转子按钮结构

4.3.3半球状的加载体压头

此为有一向外凸出曲面的盘状零件(见图3)。向外曲面的直径决定了表1中加载体尺寸(如220mm的

加载体的直径为220mm)。盘的外径决定了曲面和曲面的高度。如4.5所述,每一个半球状的加载体压头

有8个传感器位置。

单位为毫米

图3半球状加载体压头

4

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

表1半球状加载体压头尺寸

加载体规格abcd

220mm110mm35.0º17.5º85.0mm

255mm127.5mm32.5º16.0º92.5mm

380mm190mm26.5º13.0º128.5mm

4.4加载体装配

使用合适的紧固件装配加载体，并保持装配后的加载体在所有测试中的结构完整性。图4所示为220

mm和255mm的加载体，图5所示为380mm的加载体。

图4220mm和255mm加载体的装配

图5380mm加载体的装配

4.5传感器位置

4.5.1概述

5

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

下面列出了传感器的位置和缩略语。所有传感器对称于仪器化加载体的中线。左侧和右侧的传感器

位置配置见图6。

4.5.2标高1

仪器化加载体沿着半球表面左侧和右侧的最低点。

4.5.3标高2

力传感器位置在半球曲面的表面轮廓上并与基点标高的垂直高度差为5mm。这些传感器位于基点位

置的外侧且偏离正常负载轴。

4.5.4标高3

力传感器位置在半球曲面的表面轮廓上并与基点标高的垂直高度差为20mm。这些传感器位于基点

位置的外侧且偏离正常负载轴。

4.5.5标高4

在测试配置中，此传感器位置与基点标高的垂直高度差为40mm。这些传感器位于基点位置的外侧

且正常施加负载。

注：标高4代表转子力的位置。

图6传感器端口位置布局图

18个压力传感器的端口如图6分布在仪器化加载体上。同样的传感器端口设计适用于三种规格的加

载体。

图7传感器标高布局图

5.仪器化硬件

5.1电子器件

6

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5.1.118个直径小于20mm的传感器，安装应使其表面与加载体齐平。这些压力传感器的压力范围应

为0mmHg～370mmHg，精度为0.25%,反应频率不低于1Hz。

5.1.2计算机或其它数据记录装置对来自传感器数值的捕捉频率应为1Hz或更高。

5.1.3当对加载体施加负载时每一个传感器应取样并记录力的数值。

5.1.4量程为30min的计时装置,精度为±1s。

5.2加载设备

5.2.1能施加800N力的垂直加载装置,精度±5N,加载频率为1mm/s。

5.2.2能测量座位垫高度的仪器,分辨率为1mm。

6.被测座位垫的准备

6.1座位垫调节

如果座伴垫是可调节的,按制造商对座垫承受负载和各个加载体每一种测试条件的说明进行调节。

6.2将座椅垫预处理至测试环境

在调节前,将座位垫放置在23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境中至少24h(若适用)。

7.包络测试方法

7.1基本原理

本项测试通过包裹乘坐者身体的能力描绘和比较轮椅车座位垫。本项测试分别对两种加载体（220

mm和255mm半球状加载体）施加两种负载（425N和525N）。通过使用安装在半球状加载体（向座位垫

表面加载）上的压力传感器检查压力大小、陷入深度和压力分布。

7.2方法

7.2.1为加载体设置基准高度

将座位垫放在水平测试表面上，将加载体装在加载装置上并使其平行于被测表面。对加载体施加5.0

N±0.5N的负载，然后将被测上表面的高度设置为0（基准高度）。

7.2.2座位垫预处理

座位垫预处理方法如下：

a）座位垫应与220mm的加载体（不带传感器）一起预处理24h。预处理后座位垫可有5min～60min

恢复；

b）调节座位垫使其适应测试条件；

c）将220mm的加载体放在座垫后边缘向前125mm±25mm处或座垫轮廓的合适处，施加782N±10

N的载荷并保持120s±10s。无论用何种加载体进行下述测试，均用220mm的加载体进行预处

理；

d）卸载并让座位垫恢复60s±10s；

e）再重复2次加载和卸载，共进行3个压缩循环。

7.2.3测量座位垫厚度

座位垫测量方法如下：

7

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

a）如果座位垫包含加载后不恢复形状的材料，可通过平整或按制造商的说明整理座位垫，以便进

行厚度测量；

b）将座垫放在加载体下并使其2个基点放在制造商预期放的位置。除非指明要平整座位垫，加载

体基点的前后位置应位于座垫后沿向前125mm±25mm或座垫轮廓的合适处；

c）在加载体和座位垫之间放一已知厚度的刚性平板，位置为从座位垫后边缘侧向125mm±25mm

处或符合座位垫上设计的人体坐骨结节位置；

d）对平板位于c）定义直线的座位垫中心线处施加5.0N±0.5N垂直力；

e）测量平板上座位垫中心线处座位垫基点上面到平板下面的高度；

f）重复a）～e）三次；

g）得出平均厚度，这被定义为座椅的座位挪（SCT）。

7.2.4施加负载和收集数据

7.2.4.1对下列每一种测试条件，按制造商的说明调节座位垫以便适应规定的负载和形状。以下是4

种测试条件的设置：

a）负载425N±5N，加载体220mm；

b）过量的负载525N±5N，加载体220mm；

c）负载425N±5N，加载体255mm；

d）过量的负载525N±5N，加载体255mm。

380mm加载体的加载测试不作规定，可按基于座垫预期使用者质量的测试设施选择执行。

7.2.4.2每一种测试的条件如下（见图8）：

a）如果座垫包含加载后不恢复形状的材料，可通过平整或制造商的说明整理座垫；

b）将加载体逐渐放下，避免可能破坏座垫设置的冲击；

c）保持负载60s；

d）卸载5s，然后再加载并保持130s；

e）记录传感器最后15s内的数据；

f）在加载体加载125s后记录加载体基点下座垫厚度（d190）。在保持加载不倾斜的状态下，两个

基点应在相同的高度；

g）施加过量的负载（如适用）并保持60s；

h）记录传感器最后15s内的数据；

i）在加载体过量加载55s后记录加载体基点下座垫厚度（d250）；

j）卸载并让座垫恢复至少300s；

k）重复a）～j），每一种测试条件共进行5次。

8

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图87.2.4.2中施加负载的描述

7.2.4.3所有测试中同一位置两个压力传感器值的差大于20%或120s或高度差大于2%则应废弃测试

结果重新测试。

7.3计算

7.3.1按ISO/IECGuide98-3的规定计算并报告记录周期中每一个标高正常加载和过量加载测试条件

最后10s的平均力。

所报告的4个标高中每一个力的平均值提供在整个座位垫表面进行力重新分配能力的快速参考。标

高值相似的座垫被认为是良好包络面的座垫：

——标高1：3次测试传感器的平均值（4和7）；

——标高2：3次测试传感器的平均值（3、5、6、8、12、13、16和17）；

——标高3：3次测试传感器的平均值（2、9、11、14、15和18）；

——标高4：3次测试传感器的平均值（1和10）。

报告应写明：每一次加载测试标高1、标高2、标高3、标高4的值。

7.3.2计算陷入值。

完全陷入代表加载体从最厚部分的高度到最终加载后的厚度。这可由正常加载（t190）和过量加载

（t250）计算得出。完全陷入由下式计算得出：

dsc-dxx（1）

式中:

dsc是座位垫厚度,单位为mm；

dxx是在加载的加载体在190s（正常加载）或250s（过量加载）时由5次测试得出的座位

垫平均厚度,单位为mm。

8.检验报告

检验报告应包括下列内容：

a)GB/T30661本部分参考值；

b)检验机构的名称、地址和评审等级；

c)检验报告发布的日期；

d)座位垫制造商的名称和地址；

9

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e)型号、形式和唯一描述被测座位垫的信息，包括产品系列号、批号和内部追溯号（若有）；

f)显示拆除套子的座位垫轴测投影的彩色照片；

g)所使用的座位垫套；

h)被测座位垫的准备，包括设置和调节、所使用的压力传感器的直径；

i)所有与GB/T30661本部分测试方法有偏离的测试；

j)7.3的计算结果和按ISO/IECGuide98-3规定的不确定结果的发布；

k)可能还包括图表。建议包括下列格式：

1)传感器1～10在每次测试中平均值的曲线图（见图9）：

2)标高1～4的柱状图（见图10）。

注：由于座位垫的结构（如那些卸载式）可能会产生反常的测试结果,此时考虑是否附录A所述的方法更合适。

图9比较曲线图实例

图10比较柱状图实例

10

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附录A

（规范性附录）

适合利用卸载座位垫的测试方法

A.1为造成局部卸载的测量修正

如果座垫预期用来造成局部卸载，则调节座垫至想要得到的位置/结构（例如：通过将座垫内的材

料从将要卸载的区域移走）再重复7.2.4的测试：

a）重新调节座垫内的配置，使座垫承受的负载在不同的位置或分布而与原来调节的承载状态不

同；

b）对新调节方法的座垫进行7.2.4的测试，并将修改调节的数据做好标识；

c）以表格形式报告相对于原来调节的测试值。

11

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参考文献

[1]ISO554：1976Standardatmospheresforconditioningand/ortesting—Specifcations

[2]ISO7176—26Wheelchairs—Part：Vocabulary

[3]ISO169840—1Wheelchairseating—Part1：Vocabulary,referenceaxisconventionand

measuresforbodysegments,postureandposturalsupportsurface.

[4]ISO169840—2Wheelchairseating—Part2：Determinationofphysicalandmechanical

characteristicsofdevicesintendedtomanagetissueintegrity—Seatcushions.

______________________

12

GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

目次

1.范围...............................................................................1

2.规范性引用文件.....................................................................1

3.术语和定义.........................................................................1

4.加载体结构.........................................................................2

5.仪器化硬件.........................................................................6

6.被测座位垫的准备...................................................................7

7.包络测试方法.......................................................................7

8.检验报告...........................................................................9

附录A（规范性附录）适合利用卸载座位垫的测试方法...................................11

参考文献............................................................................12

I

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轮椅车座椅第12部分:座位垫包络面测试方法和设备

1.范围

GB/T30661的本部分规定了使用仪器化的加载体通过测量陷入和包络的缓冲效果描述每一个加载

体和被测座位垫之间界面压力特征的方法测试轮椅车座位垫陷入和包络性能特征的设施、方法和信息发

布的要求。GB/T30661的本部分可被看作预期维持组织完整性的产品扩展特性（GB/T30661.2）并为

其它轮椅车座位系统测试提供了标准化的加载体。本部分未提供为针对特定使用者要求的座位垫性能的

信息。

GB/T30661的本部分包括220mm加载体和255mm加载体的制作方法。本部分还给出了380mm加载体

的尺寸和负载，用作肥胖症治疗的扩展方法。

2.规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

ISO/IECGuide98-3不确定测量第3部分：不确定测量表达指南（Uncertaintyofmeasurement

—Part3:Guidetoexpressionofuncertaintyinmeasurement[GUM:1995]）

ISO1302产品几何技术规范技术产品文件中表面结构的表示法（GeometricalProduct

Specifications[GPS]—Indicationofsurfacetextureintechnicalproductdocumentation）

3.术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

可调节座位垫adjustablecushion

可进行可逆的调节的座垫。

注：见3.2。

3.2

座位垫调节cushionadjustment

按制造商的规定改变体积、尺寸、硬度、压力或座位垫表面其它物理特性，用以承受所施加的负载

和加载体的尺寸。

3.3

基点basepoints

当加载体在使用状态时两个最低点。

1

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注1：见图6和图7。

注2：基点与人体骨盆坐骨结节的位置一致。

3.4

标高elevation

加载体在使用状态时传感器相对于基点的位置。

注1：见图6。

注2：—标高1：在加载体基点处的传感器（共2个）。

—标高2：所有高于基点5mm的传感器（共8个）。

—标高3：所有高于基点20mm的传感器（共6个）。

—标高4：所有高于基点40mm的传感器（共2个）。

注3：在使用时，加载体的基点（标高1）代表坐骨结节的最低点。

3.5

包络envelopment

座位垫适应身体不规则的形状的能力。

3.6

陷入immersion

身体从最上表面进入座位垫的深度。

3.7

仪器化加载体instrumentedindenter

施加规定负载并能将嵌入式传感器压力值返回的结构形式。

3.8

多路转接器multiplexer

将传感器信号转换成压力数据的电路板。

3.9

压力分布loaddistribution

由传感器读取的力或压力值的相对比较。

3.10

卸载offloading

为了减少伤害的风险从身体的一个区域到另一个区域减少或移动压力的临床实践。

示例：减少坐骨结节下的压力并增加大腿或坐姿时身体其它部位的压力。

4.加载体结构

4.1材料

2

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加载体应由硬木或类似的材料制作，且有足够的刚度使其在承受向座垫表面施加模拟人体质量所需

要的力时不会变形。材料应进行防潮处理使湿度对其影响降至最低，且不应对正常的实验室测试环境产

生不利影响（0℃～35℃，相对湿度25%～75%）。表面粗糙度N7（符合ISO1302的规定，平均表面粗

糙度）。

4.2公差和表面粗糙度

本章中所有尺寸的未注公差应为±0.5mm,所有边、角均应有不小于半径5mm的圆弧过渡。表面粗

糙度不低于N7（符合ISO1302的规定，平均表面粗糙度）。

4.3加载体零件

4.3.1转子杆

使用375mm×50mm×20mm的杆状材料,并在杆上开若干个槽,以便导线通过。半球状的加载体压头和

转子杆按钮固定在转子杆上(见图1)。

单位为毫米

图1转子杆结构

4.3.2转子杆按钮

转子杆按钮为51mm×25mm×19mm的块状物模仿转子。每一个转子杆按钮应有一个用于传感器定

位的平面(见图2)。

注：380mm的加载体不需要转子杆按钮。

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单位为毫米

图2转子按钮结构

4.3.3半球状的加载体压头

此为有一向外凸出曲面的盘状零件(见图3)。向外曲面的直径决定了表1中加载体尺寸(如220mm的

加载体的直径为220mm)。盘的外径决定了曲面和曲面的高度。如4.5所述,每一个半球状的加载体压头

有8个传感器位置。

单位为毫米

图3半球状加载体压头

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GB/T30661.12—XXXX/ISO/TS16840-12:2015

表1半球状加载体压头尺寸

加载体规格abcd

220mm110mm35.0º17.5º85.0mm

255mm127.5mm32.5º16.0º92.5mm

380mm190mm26.5º13.0º128.5mm

4.4加载体装配

使用合适的紧固件装配加载体，并保持装配后的加载体在所有测试中的结构完整性。图4所示为220

mm和255mm的加载体，图5所示为380mm的加载体。

图4220mm和255mm加载体的装配

图5380mm加载体的装配

4.5传感器位置

4.5.1概述

5