附件C：譯文

實(shí)驗(yàn)法測(cè)量電動(dòng)輪椅的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

摘要——這項(xiàng)研究說明了實(shí)驗(yàn)測(cè)量電動(dòng)輪椅（ EPW ）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所使用的扭擺法。輪椅的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是進(jìn)行輪椅控制的一個(gè)重要的因素，在輪椅駕駛中這是關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)由底部的一個(gè)圓形木板，上部的一個(gè)金屬板和四根繩索組成。一些已知轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的材料如金屬盤，圓柱體則是用來測(cè)試系統(tǒng)的精度。試驗(yàn)中所用的EPW中是Invacare公司的G3 Torque SP風(fēng)暴系列。輪椅轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量結(jié)果是5.2280 kg•m², 而且即使被測(cè)物體只有25磅，系統(tǒng)的誤差還不到10 ％。與其他的近似測(cè)量方法相比，結(jié)果是一致的。此外，該實(shí)驗(yàn)方法可以用來測(cè)量手動(dòng)輪椅和其他不規(guī)則物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

Ⅰ引言
精確的數(shù)學(xué)模型對(duì)于有益的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說是非常必要的。然而，在電動(dòng)輪椅（ EPW ）的建模中，這些模型參數(shù)很少受到重視。大量的研究被用于對(duì)輪椅的動(dòng)態(tài)特性，包括動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性[ 1，2，3 ]，速度和牽引力控制 [ 4，5 ]，運(yùn)輸，以及振動(dòng)[ 6 ]。要建立輪椅的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)輪椅的控制系統(tǒng)，關(guān)鍵是要知道輪椅的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。然而，在上述研究中，要不我們使用假定的輪椅質(zhì)量慣性矩（即轉(zhuǎn)動(dòng)慣量） [ 1-4，6 ]，要不輪椅被簡(jiǎn)化成規(guī)則的長(zhǎng)方體。通過旋轉(zhuǎn)輪椅和安用測(cè)力板，并記錄轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，Ding et al [ 5 ]估計(jì)出輪椅的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，然后使用歐拉方程來計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
電動(dòng)輪椅包括電機(jī)，車輪，金屬框架，以及其他元件，這些元件具有不同的密度和不規(guī)則的形狀。這些因素使得直接計(jì)算整個(gè)輪椅的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量非常困難。采用長(zhǎng)方體方法估計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其不包括不規(guī)則形狀和不同的密度，對(duì)于控制器設(shè)計(jì)可能不夠準(zhǔn)確。Ding et al所述的方法更準(zhǔn)確；然而，用來收集地面反作用力的力板和記錄角速度動(dòng)作捕捉設(shè)備來是必要的。這些設(shè)備是昂貴的，并可能引入另外的的測(cè)量錯(cuò)誤。
任何物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以通過這樣的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量測(cè)量：用通過被測(cè)對(duì)象質(zhì)心的一根繩索將其懸掛起來。通過繞繩索的軸線扭轉(zhuǎn)物體和測(cè)量振蕩周期[7]來計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。然而，對(duì)于沉重的，不規(guī)則的物體來說，如EPWs，通過質(zhì)心懸掛他