ISO 7176-11:2012
(Main)Wheelchairs — Part 11: Test dummies
Wheelchairs — Part 11: Test dummies
ISO 7176-11:2012 specifies requirements for test dummies of any mass greater than or equal to 25 kg, to be used in the evaluation of wheelchairs. ISO 7176-11:2012 provides formulae that specify the location of the overall centre of mass of test dummies, the masses of the segments that comprise the test dummies and the locations of pivots that connect the segments. It also specifies the characteristics of loading pads that support the segments. ISO 7176-11:2012 is intended to enable the construction of test dummies that will produce comparable results for stability, performance and durability testing of manual wheelchairs and electrically powered wheelchairs, including scooters. ISO 7176-11:2012 also includes informative tables of mass and locations of centre of mass, which are derived from the formulae, corresponding to example test dummy masses up to 300 kg in 25 kg increments.
Fauteuils roulants — Partie 11: Mannequins d'essai
L'ISO 7176-11:2012 spécifie des exigences relatives à des mannequins d'essai de masse égale ou supérieure à 25 kg, à utiliser dans l'évaluation des fauteuils roulants. La présente partie de l'ISO 7176-11:2012 propose des formules spécifiant la position du centre de masses global des mannequins d'essai, les masses des segments comprenant ces mannequins d'essai ainsi que les positions des articulations raccordant ces segments. Elle spécifie également les caractéristiques des patins de chargement soutenant ces segments. L'ISO 7176-11:2012 est destinée à permettre la construction de mannequins d'essai qui donnera des résultats comparables pour les essais de stabilité, de performances et de durabilité des fauteuils roulants manuels et électriques, y compris les scooters. L'ISO 7176-11:2012 comprend également des tableaux informatifs de masse et de positions de centre de masses dérivés des différentes formules, correspondant aux masses de mannequins d'essai allant jusqu'à 300 kg par incrément de 25 kg.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7176-11
Second edition
2012-12-01
Wheelchairs —
Part 11:
Test dummies
Fauteuils roulants —
Partie 11: Mannequins d’essai
Reference number
ISO 7176-11:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 7176-11:2012(E)
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Published in Switzerland
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ISO 7176-11:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 3
5 Test equipment. 3
6 Materials . 6
6.1 General . 6
6.2 Rigid spacers . 6
6.3 Foam cushions . 6
7 Specifications . 6
7.1 General . 6
7.2 Location of pivots . 7
7.3 Loading pads . 8
7.4 Adjustment of location of overall centre of mass .12
7.5 Masses of segments . .12
7.6 Locations of centres of mass .13
7.7 Test dummies intended for use in a standing position .14
7.8 Examples of test dummy construction .15
Annex A (normative) Measurement of location of overall centre of mass .17
Annex B (informative) Nominal location of overall centre of mass .23
Annex C (informative) Nominal masses and recommended CoM locations of segments .24
Annex D (informative) Views of example test dummies.26
Bibliography .29
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ISO 7176-11:2012(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 7176-11 was prepared by Technical Committee ISO/TC 173, Assistive products for persons with
disability, Subcommittee SC 1, Wheelchairs.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 7176-11:1992), which has been
technically revised.
ISO 7176 consists of the following parts, under the general title Wheelchairs:
— Part 1: Determination of static stability
— Part 2: Determination of dynamic stability of electric wheelchairs
— Part 3: Determination of effectiveness of brakes
— Part 4: Energy consumption of electric wheelchairs and scooters for determination of theoretical
distance range
— Part 5: Determination of dimensions, mass and manoeuvring space
— Part 6: Determination of maximum speed, acceleration and deceleration of electric wheelchairs
— Part 7: Measurement of seating and wheel dimensions
— Part 8: Requirements and test methods for static, impact and fatigue strengths
— Part 9: Climatic tests for electric wheelchairs
— Part 10: Determination of obstacle-climbing ability of electrically powered wheelchairs
— Part 11: Test dummies
— Part 13: Determination of coefficient of friction of test surfaces
— Part 14: Power and control systems for electrically powered wheelchairs and scooters — Requirements
and test methods
— Part 15: Requirements for information disclosure, documentation and labelling
— Part 16: Resistance to ignition of postural support devices
— Part 19: Wheeled mobility devices for use as seats in motor vehicles
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ISO 7176-11:2012(E)
— Part 21: Requirements and test methods for electromagnetic compatibility of electrically powered
wheelchairs and scooters, and battery chargers
— Part 22: Set-up procedures
— Part 23: Requirements and test methods for attendant-operated stair-climbing devices
— Part 24: Requirements and test methods for user-operated stair-climbing devices
— Part 25: Batteries and chargers for powered wheelchairs - Requirements and test methods
— Part 26: Vocabulary
— Part 28: Requirements and test methods for stair-climbing devices
A technical report (ISO/TR 13570-1) is also available giving a simplified explanation of the parts of ISO 7176.
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ISO 7176-11:2012(E)
Introduction
When testing wheelchairs it is often necessary to simulate a human occupant. Test dummies designed
for motor vehicle crash testing are used where it is appropriate to do so, but they are expensive. A need
exists for an affordable alternative. The first edition of ISO 7176-11, published in 1992, specified a set of
test dummies that would be suitable for most wheelchair tests. The designs were intended to provide
an appropriate total load mass, to approximate the mass distribution of a human occupant, to avoid
unrepresentative damage to the wheelchair, to be durable and to be inexpensive to manufacture.
Experience of using the first edition of ISO 7176-11 and related test dummy specifications showed that
test dummies did not always provide repeatable results, particularly for static and dynamic stability
tests. Several areas for improvement have been identified: to extend the mass range, to enable a test
dummy of arbitrary mass to be made, to enable verification of the location of the overall centre of mass
and to enable adjustment of the position of the overall centre of mass. This second edition of ISO 7176-11
is intended to provide these improvements.
The ability to measure and adjust the location of the overall centre of mass eliminates the need to specify
many aspects of test dummy design. It also allows for the mass of a test dummy to be altered as needed.
The formulae provided in this part of ISO 7176 for the location of the overall centre of mass are based
on data and research available to date. It is expected that the range of masses and the mass distribution
of wheelchair occupants will change over time. Revisions can be made to this part of ISO 7176 to reflect
such changes as and when data becomes available.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 7176-11:2012(E)
Wheelchairs —
Part 11:
Test dummies
1 Scope
This part of ISO 7176 specifies requirements for test dummies of any mass greater than or equal to
25 kg, to be used in the evaluation of wheelchairs. This part of ISO 7176 provides formulae that specify
the location of the overall centre of mass of test dummies, the masses of the segments that comprise the
test dummies and the locations of pivots that connect the segments. It also specifies the characteristics
of loading pads that support the segments.
The specified location for the centre of mass is approximately the same as that of a human being of
the corresponding mass when seated in a wheelchair, and also, for masses up to 100 kg, when in a
standing position in a stand-up wheelchair. This part of ISO 7176 does not attempt to represent the mass
distribution of a person with limb atrophy or amputation. This part of ISO 7176 is intended to enable
the construction of test dummies that will produce comparable results for stability, performance and
durability testing of manual wheelchairs and electrically powered wheelchairs, including scooters.
This part of ISO 7176 also includes informative tables of mass and locations of centre of mass, which are
derived from the formulae, corresponding to example test dummy masses up to 300 kg in 25 kg increments.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 7176-26, Wheelchairs — Part 26: Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7176-26 and the following apply.
3.1
forward location
distance forward from the back support reference plane, measured perpendicular to it
NOTE For the purposes of this document, the back support reference plane is equivalent to the front surface
of the test fixture’s back support when the test dummy is fitted in the test fixture (see 5.1).
3.2
height
distance upward from the seat reference plane, measured perpendicular to it
NOTE For the purposes of this document, the seat reference plane is equivalent to the upper surface of the
test fixture’s seat when the test dummy is fitted in the test fixture (see 5.1).
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ISO 7176-11:2012(E)
3.3
loading pad
component, consisting of a loading plate and a foam cushion, intended to transfer the load between a
segment of the test dummy and the wheelchair under test
NOTE The foam cushion is the part of the loading pad intended to make contact with the wheelchair.
3.4
loading plate
rigid flat plate for use in a loading pad
3.5
lower leg segment
segment of the test dummy that represents the lower legs and feet of a human being
3.6
overall centre of mass
centre of mass of the whole test dummy
3.7
test dummy
device used to represent the mass and mass distribution of a human being, for the purpose of testing a
wheelchair
3.8
thigh segment
segment of the test dummy that represents the upper legs and buttocks of a human being
3.9
torso segment
segment of the test dummy that represents the torso, head and arms of a human being
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ISO 7176-11:2012(E)
4 Symbols and abbreviated terms
CoM centre of mass
m nominal mass of the test dummy
dummy
m mass of the lower leg segment
leg
m mass of the thigh segment
thigh
m mass of the torso segment
torso
l distance from the hip pivot axis to the knee pivot axis
thigh
l distance from the knee pivot axis to the ankle pivot axis
leg
x forward location of the ankle pivot axis
ankle
x forward location of the overall centre of mass
dummy
x forward location of the hip pivot axis
hip
x forward location of the knee pivot axis
knee
x forward location of the CoM of the lower leg segment
leg
x forward location of the CoM of the thigh segment
thigh
x forward location of the CoM of the torso segment
torso
y height of the ankle pivot axis
ankle
y height of the overall centre of mass
dummy
y height of the hip pivot axis
hip
y height of the knee pivot axis
knee
y height of the CoM of the lower leg segment
leg
y height of the CoM of the torso segment
torso
y height of the CoM of the thigh segment
thigh
NOTE In this part of ISO 7176, all linear dimensions are expressed in millimetres and all masses are expressed
in kilograms.
5 Test equipment
5.1 Test fixture, for measuring the location of the overall centre of mass. The test fixture shall:
a) conform to the dimensions shown in Figure 1;
b) be constructed so that the seat and back support are perpendicular within ± 0,5°;
c) be constructed so that the foot support and seat are parallel within ± 0,5°;
d) have provision for the height of the foot support to be adjusted within the range shown in Figure 1 or
include rigid spacers to be placed on the foot support, such that the upper surface of the uppermost
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ISO 7176-11:2012(E)
rigid spacer can be located within the range shown in Figure 1 and such that it is parallel to the seat
as specified in b);
e) include means to secure the torso segment and thigh segment so that the torso loading pad and
thigh loading pad are in contact with the back support and seat respectively, with the foam
cushions compressed;
f) include a means to secure the lower leg segment so that the foot loading pads are in contact with the
foot support or uppermost rigid spacer as specified in d);
g) have mass not exceeding 28 kg or 15 % of m , whichever is greater;
dummy
h) be constructed with sufficient stiffness that during use no dimensional change exceeds 5 mm;
i) if necessary, be fitted with means for manual handling, such as handles.
The recommended seat depth is 310 mm for 25 kg test dummies, and 375 mm for test dummies of
50 kg and above.
Plywood specified for structural use in unprotected exterior conditions, of thickness 19 mm, and solid
timber specified for structural use, of thickness 60 mm, is suitable for use in the construction of test
fixtures for test dummies of 125 kg or less.
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ISO 7176-11:2012(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 back support
2 seat reference point
3 seat
4 foot support
Figure 1 — Test fixture
5.2 Inclinometer or plumb line, for measuring the angle of inclination of the test fixture (5.1) with an
uncertainty that does not exceed 0,2°, when using the balance method specified in Annex A.
5.3 Scales, to measure the combined weight of the test fixture (5.1) and the test dummy, with an
uncertainty that does not exceed 0,2 kg.
5.4 Test surface, constructed of a hard material, such as a concrete or hardwood platform, which does
not deviate from level by more than 2 mm within the area occupied by the test fixture (5.1) when using
either method specified in Annex A.
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6 Materials
6.1 General
The material and construction of the test dummy shall be selected so that the dummy meets the
requirements of mass and mass distribution specified in 7.5 and 7.6 and so that it does not distort beyond
the specified limits under the stresses it will encounter during use.
NOTE 1 Steel, nominally 6 mm thick, aluminium, nominally 12 mm thick, and plywood specified for structural use
in unprotected exterior conditions, nominally 19 mm thick, have all been used successfully for test dummy segments.
NOTE 2 Plywood, nominally 19 mm thick, has been used successfully for loading plates.
6.2 Rigid spacers
Any material used to position the overall centre of mass shall meet the requirements specified in 6.1.
NOTE Lightweight material, such as expanded polystyrene rigid foam insulation for domestic purposes, has
been successfully used for rigid spacers.
6.3 Foam cushions
Foam cushions for loading pads shall be made of material that compresses to (15 ± 3) mm when
tested as follows.
Conduct the test at an ambient temperature of (20 ± 5) °C.
Prepare a homogeneous test sample (i.e. one with no surface ‘skinning’, such as from a manufacturing
2
process) of thickness (30 ± 5) mm, cut to an area of (140 000 ± 4 000) mm , with the minimum dimension
of its large surface no smaller than 300 mm.
Place the sample with one of its large surfaces on a flat surface. Using a flat plate, apply to the upper
surface of the sample a uniformly distributed force of (920 ± 20) N perpendicular to the lower surface
of the sample, for (60 ± 10) s.
NOTE 1 The area of the sample corresponds to the area of the thigh loading plate of a 100 kg test dummy. The
force applied corresponds to the combined weight of the torso segment and thigh segment of a 100 kg test dummy.
NOTE 2 The test sample may be built up from sheets of foam that are below the required thickness.
NOTE 3 Some closed-cell foam that has an indentation hardness index equal to (750 ± 250) N when measured
as specified in ISO 2439, method A (for PVC, polyurethane and latex foams of the open-cell type) is suitable.
7 Specifications
7.1 General
7.1.1 A test dummy consists of three segments: the torso segment, thigh segment and lower leg segment.
The segments have associated loading pads and may also have rigid spacers between the segments
and loading pads. The lower leg segment may have either one or two leg members. Typically, the torso
segment and thigh segment each consists of a frame loaded with weights, which are added, removed or
repositioned to adjust the mass and location of CoM of the segment.
The foam cushions of the loading pads should be the only parts of the test dummy that come into contact
with the wheelchair under test. The dimensions of the torso, thigh and lower leg segments should be
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ISO 7176-11:2012(E)
selected so that they do not project beyond the profile of any loading plate that can be used with them in
any way that might cause the segments to come into contact with the wheelchair under test.
NOTE 1 The loading plates specified in this part of ISO 7176 are expected to be suitable for testing most
wheelchairs, but might be unsuitable for testing some particular wheelchairs. It is anticipated that a future
revision of ISO 7176-22 will deal with these situations by providing instructions for selecting alternative loading
plates, from the ones specified in this part of ISO 7176, that are more appropriate.
NOTE 2 The frames of the torso and thigh segments should be of appropriate size to allow final adjustment
of the position of the overall centre of mass by adding or removing rigid spacers between the frame and the
associated loading plate.
NOTE 3 A suitable depth for the frames of the torso and thigh segments is 100 mm.
7.1.2 The torso segment and thigh segment shall be connected by hip pivots. The thigh segment and
lower leg segment shall be connected by knee pivots. The lower leg member(s) and the feet shall be
connected by ankle pivots. The pivots shall provide a range of rotation that accommodates all postures
likely during use.
7.1.3 When determining the mass and location of CoM of each segment, the mass of the associated
loading pad(s) and rigid spacer(s) shall be included. The mass of the hip pivots and knee pivots shall be
included in the thigh segment and the mass of the ankle pivots shall be included in the lower leg segment.
7.1.4 If the lower leg segment has two separate lower leg members, the knee pivots for the lower leg
members shall rotate independently and allow lateral placement of the lower leg members as necessary to
place the foot loading pads on the foot support(s) of the wheelchair under test. Regardless of the number
of lower leg members, the lower leg segment shall have two feet.
Unless otherwise specified, a lower leg segment with a single leg member may be used when testing a
wheelchair with a one-piece foot support.
7.1.5 The feet of the test dummy consist of the foot loading pads, together with all components
connecting the foot loading plates to the ankle pivots. The feet are part of the lower leg segment.
7.2 Location of pivots
NOTE These dimensions are derived from WHO growth charts, DIN 33402-2 and X 35-002.
7.2.1 x shall be (78 ± 25) mm.
hip
7.2.2 y shall be (78 ± 25) mm.
hip
Where the test dummy is intended to stand, x should be equal to y .
hip hip
7.2.3 y shall be (78 ± 25) mm.
knee
7.2.4 The nominal value of l shall be as shown in Table 1.
thigh
Table 1 — Nominal values of l and l
thigh leg
Dummy mass range l (nominal) l (nominal)
thigh leg
kg mm mm
a a
25 ≤ m < 50 4,2 m + 205 5,2 m + 160
dummy dummy dummy
50 ≤ m 415 420
dummy
a
These formulae relate the numerical value of linear dimensions, expressed in millimetres,
to the numerical value of dummy mass, expressed in kilograms.
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ISO 7176-11:2012(E)
The distance between the knee pivots and the hip pivots shall be adjustable. The range of adjustment
shall include the nominal value of l and a value 75 mm greater. If the adjustment is incremental, the
thigh
increments should not be greater than 15 mm. The means for adjustment shall be locked whenever the
test dummy is in use, while allowing the hip pivots and knee pivots to rotate freely.
NOTE The requirement for adjustment is to allow the test dummy to be adjusted to fit a particular wheelchair.
7.2.5 The nominal value of l shall be as shown in Table 1.
leg
The distance between the knee pivots and the ankle pivots shall be adjustable to allow the foot loading
pads to be positioning on the foot supports of a wheelchair. Provision shall be made to allow the test
dummy to be used with the means for adjustment locked or unlocked, while allowing the knee and ankle
pivots to rotate freely in either condition.
NOTE The means for adjustment would be locked to allow the lower leg segment to support the mass of the
other segments, for example to use the test dummy in a standing position. The means would be unlocked, for
example, in wheelchair fatigue testing when the test dummy is used in the seated position.
7.2.6 The forward position of the ankle pivots relative to the rear of the foot loading plates shall be
(70 ± 15) mm.
7.2.7 The relative height of the ankle pivots above the bottom of the foot loading plates shall be (60 ±
15) mm.
7.3 Loading pads
7.3.1 Loading pads transmit loads between the test dummy and the wheelchair under test. They are
components of the test dummy, but they may be removable.
7.3.2 A torso loading pad shall be fitted at the rear of the torso segment. The foam cushion of the torso
loading pad shall have the property specified in 6.3 and shall be of unloaded thickness (30 ± 5) mm.
7.3.3 A thigh loading pad shall be fitted to the underside of the thigh segment. The foam cushion of the
thigh loading pad shall have the property specified in 6.3 and shall be of unloaded thickness (30 ± 5) mm.
7.3.4 The distance between the seat reference plane and the lowest point of the torso loading plate
shall be between 25 mm and 80 mm.
The distance between the back support reference plane and the rearmost point of the thigh loading plate
shall be between 25 mm and 80 mm.
NOTE If the test dummy is to be used in a standing position, it is likely that the positions of the torso and thigh
loading plates will be set close to the maximum limits specified in 7.3.4 to avoid the loading plates clashing.
7.3.5 Unless otherwise specified, foot loading plates may be used without foam cushions. Where
foam cushions are used, they shall have the property specified in 6.3 or harder, and shall have unloaded
thickness not greater than 5 mm.
7.3.6 Dimensions for loading plates are shown in Tables 2 and 3 and Figures 2, 3 and 4. Unless otherwise
specified, loading plates shall be selected for the applicable dummy mass in accordance with Tables 2 and 3.
NOTE The figures do not show the foam cushions.
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ISO 7176-11:2012(E)
Table 2 — Dimensions of thigh loading plates
Dummy mass range l l l l
1 2 3 4
kg mm mm mm mm
25 ≤ m < 50 200 300 80 150
dummy
50 ≤ m < 75 260 350 100 175
dummy
75 ≤ m < 100 320 380 105 160
dummy
100 ≤ m < 125 380 420 110 135
dummy
125 ≤ m < 150 430 440 115 110
dummy
150 ≤ m < 175 480 440 120 100
dummy
175 ≤ m < 200 530 440 120 100
dummy
200 ≤ m < 250 570 440 120 100
dummy
250 ≤ m < 300 630 440 120 100
dummy
300 ≤ m 680 440 120 100
dummy
The tolerance for all linear dimensions shall be ± 15 mm.
NOTE The dimensions are derived from seating dimensions typically provided for
wheelchairs in each specified occupant mass range.
Dimensions in millimetres
Key
1 rear edge
2 upper face
Tolerances on radii shall be ± 5 mm.
Figure 2 — Thigh loading plate
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Table 3 — Dimensions of torso and foot loading plates
Torso loading plate Foot loading plate
Dummy mass range
l l l l
5 6 7 8
kg
mm mm mm mm
25 ≤ m < 50 180 380 80 200
dummy
50 ≤ m < 75 230 440 100 300
dummy
75 ≤ m < 100 290 490 100 300
dummy
100 ≤ m < 125 350 540 100 300
dummy
125 ≤ m < 150 400 540 100 300
dummy
150 ≤ m < 175 450 540 100 300
dummy
175 ≤ m < 200 500 540 100 300
dummy
200 ≤ m < 250 540 540 100 300
dummy
250 ≤ m < 300 600 540 100 300
dummy
300 ≤ m 650 540 100 300
dummy
The tolerance for all linear dimensions shall be ± 15 mm.
NOTE The dimensions are derived from seating dimensions typically provided for
wheelchairs in each specified occupant mass range.
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Dimensions in millimetres
Key
1 upper edge
2 forward face
Tolerances on radii shall be ± 5 mm.
Figure 3 — Torso loading plate
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ISO 7176-11:2012(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 lateral edge
2 upper face
Tolerances on radii shall be ± 5 mm.
Figure 4 — Foot loading plate
7
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NORME ISO
INTERNATIONALE 7176-11
Deuxième édition
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Fauteuils roulants —
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Wheelchairs —
Part 11: Test dummies
Numéro de référence
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Version française parue en 2013
Publié en Suisse
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ISO 7176-11:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations . 2
5 Équipement d’essai . 3
6 Matériaux . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Plaques intercalaires rigides . 5
6.3 Coussins en mousse . 5
7 Spécifications . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Emplacements des articulations. 6
7.3 Patins de chargement . 7
7.4 Ajustement de la position du centre de masses global .11
7.5 Masses des segments .11
7.6 Positions des centres de masses .12
7.7 Mannequins d’essai destinés à être utilisés en position debout .13
7.8 Exemples de construction d’un mannequin d’essai .14
Annexe A (normative) Mesure de la position du centre de masses global.16
Annexe B (informative) Position nominale du centre de masses global .23
Annexe C (informative) Masses nominales et positions recommandées du CdM des segments .24
Annexe D (informative) Vues d’exemples de mannequins d’essai .26
Bibliographie .29
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ISO 7176-11:2012(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 7176-11 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 173, Produits d’assistance pour personnes
atteintes d’un handicap, sous-comité SC 1, Fauteuils roulants.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 7176-11:1992), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
L’ISO 7176 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Fauteuils roulants:
— Partie 1: Détermination de la stabilité statique
— Partie 2: Détermination de la stabilité dynamique des fauteuils roulants électriques
— Partie 3: Détermination de l’efficacité des freins
— Partie 4: Consommation d’énergie des fauteuils roulants et des scooters électriques pour la détermination
de la distance théorique
— Partie 5: Détermination des dimensions, de la masse et de l’espace de manœuvre
— Partie 6: Détermination de la vitesse, de l’accélération et du ralentissement maximaux des fauteuils
roulants électriques
— Partie 7: Mesurage des dimensions d’assise et des roues
— Partie 8: Exigences et méthodes d’essai pour la résistance statique, la résistance aux chocs et la
résistance à la fatigue
— Partie 9: Essais climatiques pour fauteuils roulants électriques
— Partie 10: Détermination de l’aptitude des fauteuils roulants électriques à gravir les obstacles
— Partie 11: Mannequins d’essai
— Partie 13: Détermination du coefficient de frottement des surfaces d’essai
— Partie 14: Systèmes d’alimentation et de commande des fauteuils roulants électriques - Exigences et
méthodes d’essai
— Partie 15: Exigences relatives à la diffusion des informations, à la documentation et à l’étiquetage
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ISO 7176-11:2012(F)
— Partie 16: Résistance à l’inflammation des parties rembourrées
— Partie 19: Dispositifs de mobilité montés sur roues et destinés à être utilisés comme sièges dans des
véhicules à moteur
— Partie 21: Exigences et méthodes d’essai pour la compatibilité des fauteuils roulants électriques et
scooters motorisés
— Partie 22: Modes opératoires de réglage
— Partie 23: Exigences et méthodes d’essai pour les monte-escalier manipulés par une tierce personne
— Partie 24: Exigences et méthodes d’essai pour les monte-escalier manipulés par l’utilisateur
— Partie 25: Batteries et chargeurs pour fauteuils roulants motorisés — Exigences et méthodes d’essai
— Partie 26: Vocabulaire
— Partie 28: Exigences et méthodes d’essai pour les dispositifs monte-escalier
Un Rapport technique (ISO/TR 13570-1) donnant une explication simplifiée des parties de l’ISO 7176 est
également disponible.
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ISO 7176-11:2012(F)
Introduction
Lorsque des fauteuils roulants sont soumis à essai, il est souvent nécessaire de simuler un occupant
humain. Des mannequins d’essai conçus pour des essais de crash test de véhicules à moteur sont utilisés
si nécessaire, mais sont onéreux. Il est par conséquent nécessaire de concevoir une alternative abordable.
La première édition de l’ISO 7176-11, publiée en 1992, a spécifié un ensemble de mannequins d’essai
adaptés à la plupart des essais de fauteuils roulants. Leurs conceptions avaient pour objectif de fournir
une masse totale de chargement, afin d’évaluer la répartition des masses d’un occupant humain, d’éviter
des dommages non représentatifs pour le fauteuil roulant, d’être durables et abordables en termes de
coût de fabrication.
L’expérience d’utilisation de la première édition de l’ISO 7176-11 et des spécifications associées liées
aux mannequins d’essai a montré que ces mannequins d’essai ne produisaient pas toujours des résultats
répétables, notamment concernant les essais de stabilité statique et dynamique. Plusieurs domaines
d’amélioration ont ainsi été identifiés: étendre la gamme des poids, permettre de réaliser un mannequin
d’essai de masse arbitraire, permettre la vérification ainsi que le réglage de la position du centre des
masses global. Cette seconde édition de l’ISO 7176-11 est destinée à proposer ces améliorations.
La capacité à mesurer et à régler la position du centre de masses global permet d’éliminer la nécessité
de spécifier de nombreux aspects liés à la conception d’un mannequin d’essai. Elle permet également de
modifier si nécessaire la masse d’un mannequin d’essai.
Les formules fournies dans la présente partie de l’ISO 7176 relatives à la position du centre de masses
global sont basées sur les données et les travaux de recherche disponibles à ce jour. Il est prévu que la
gamme de masses et la distribution des masses des occupants de fauteuil roulant changent au cours
du temps. Des révisions peuvent être apportées à la présente partie de l’ISO 7176 afin de refléter ces
changements dès lors que des données sont disponibles.
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NORME INTERNATIONALE ISO 7176-11:2012(F)
Fauteuils roulants —
Partie 11:
Mannequins d’essai
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 7176 spécifie des exigences relatives à des mannequins d’essai de masse égale
ou supérieure à 25 kg, à utiliser dans l’évaluation des fauteuils roulants. La présente partie de l’ISO 7176
propose des formules spécifiant la position du centre de masses global des mannequins d’essai, les masses
des segments comprenant ces mannequins d’essai ainsi que les positions des articulations raccordant ces
segments. Elle spécifie également les caractéristiques des patins de chargement soutenant ces segments.
La position spécifiée du centre de masses est environ la même que celle qu’un être humain de masse
correspondante lorsqu’il est assis dans un fauteuil roulant, mais également, pour des masses allant
jusqu’à 100 kg, lorsqu’il se trouve en position debout dans un fauteuil roulant verticalisateur. La présente
partie de l’ISO 7176 n’a pas pour objectif de représenter la distribution des masses d’une personne ayant
une atrophie ou une amputation des membres. La présente partie de l’ISO 7176 est destinée à permettre
la construction de mannequins d’essai qui donnera des résultats comparables pour les essais de stabilité,
de performances et de durabilité des fauteuils roulants manuels et électriques, y compris les scooters.
Elle comprend également des tableaux informatifs de masse et de positions de centre de masses dérivés
des différentes formules, correspondant aux masses de mannequins d’essai allant jusqu’à 300 kg par
incrément de 25 kg.
2 Références normatives
Les documents ci-après sont des références normatives indispensables à l’application du présent
document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la
dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7176-26, Fauteuils roulants — Partie 26: Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 7176-26 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
position avant (ou antérieure)
distance antérieure au plan de référence du dossier, mesurée perpendiculairement à ce dernier
Note 1 à l’article: Pour les besoins du présent document, le plan de référence du dossier est équivalent à la surface
avant du dossier du montage d’essai lorsque le mannequin d’essai est installé dans le montage d’essai (voir 5.1).
3.2
hauteur
distance vers le haut depuis le plan de référence du siège, mesurée perpendiculairement à ce dernier
Note 1 à l’article: Pour les besoins du présent document, le plan de référence du siège est équivalent à la surface
supérieure du siège du montage d’essai lorsque le mannequin d’essai est installé dans le montage d’essai (voir 5.1).
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3.3
patin de chargement
élément composé d’une plaque de chargement et d’un coussin en mousse, destiné à transférer la charge
entre un segment du mannequin d’essai et le fauteuil roulant soumis à essai
Note 1 à l’article: Le coussin en mousse désigne la partie du patin de chargement conçue pour entrer en contact
avec le fauteuil roulant.
3.4
plaque de chargement
plaque rigide utilisé dans un patin de chargement
3.5
segment des jambes
segment du mannequin d’essai qui représente les jambes et les pieds d’un être humain
3.6
centre de masses global
centre de masses du mannequin d’essai dans son ensemble
3.7
mannequin d’essai
dispositif utilisé pour représenter la masse et la distribution des masses d’un être humain lors de l’essai
d’un fauteuil roulant
3.8
segment des cuisses
segment du mannequin d’essai qui représente les cuisses et les fesses d’un être humain
3.9
segment de torse
segment du mannequin d’essai qui représente le torse, la tête et les bras d’un être humain
4 Symboles et abréviations
CdM centre de masses
m masse nominale du mannequin d’essai
mannequin
m masse du segment des jambes
jambe
m masse du segment des cuisses
cuisse
m masse du segment de torse
torse
l distance entre l’axe d’articulation de hanche à l’axe d’articulation de genou
cuisse
l distance entre l’axe d’articulation de genou à l’axe d’articulation de cheville
jambe
x position avant de l’axe d’articulation de cheville
cheville
x position avant du centre de masses global
mannequin
x position avant de l’axe d’articulation de hanche
hanche
x position avant de l’axe d’articulation de genou
genou
x position avant du CdM du segment des jambes
jambe
x position avant du CdM du segment des cuisses
cuisse
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x position avant du CdM du segment de torse
torse
y hauteur de l’axe d’articulation de cheville
cheville
y hauteur du centre de masses global
mannequin
y hauteur de l’axe d’articulation de hanche
hanche
y hauteur de l’axe d’articulation de genou
genou
y hauteur du CdM du segment des jambes
jambe
y hauteur du CdM du segment de torse
torse
y hauteur du CdM du segment des cuisses
cuisse
NOTE Dans la présente partie de l’ISO 7176, toutes les dimensions linéaires sont exprimées en millimètres et
toutes les masses en kilogrammes.
5 Équipement d’essai
5.1 Montage d’essai, permettant de mesurer la position du centre de masses global. Le montage
d’essai doit:
a) être conforme aux dimensions indiquées à la Figure 1;
b) être construit de manière que le siège et le dossier soient perpendiculaires à ± 0,5°;
c) être construit de manière que le repose-pieds et le siège soient parallèles à ± 0,5°;
d) avoir la possibilité de régler la hauteur du repose-pieds dans la plage indiquée à la Figure 1 ou
d’inclure des plaques intercalaires rigides à placer sur le repose-pieds, de sorte que la surface
supérieure de la plaque intercalaire rigide supérieure puisse se situer dans la plage indiquée à la
Figure 1 et qu’elle soit parallèle au siège tel que spécifié en b);
e) comprendre un moyen permettant de sécuriser le segment de torse et le segment des cuisses afin
que le patin de chargement de torse et le patin de chargement des cuisses soient en contact avec le
dossier et le siège respectivement, avec les coussins en mousse compressés;
f) comprendre un moyen permettant de sécuriser le segment des jambes afin que les patins de
chargement des pieds soient en contact avec le repose-pieds ou la plaque intercalaire rigide
supérieure tel que spécifié en d);
g) ne pas dépasser 28 kg ou 15 % de m , suivant la valeur la plus élevée;
mannequin
h) être construit avec une rigidité suffisante pour qu’aucun changement dimensionnel en cours
d’utilisation ne dépasse 5 mm;
i) si nécessaire, être équipé d’un moyen permettant une manutention manuelle, tel que des poignées.
La profondeur de siège recommandée est de 310 mm pour des mannequins d’essai de 25 kg et de 375 mm
pour des mannequins d’essai de 50 kg et plus.
Du contreplaqué spécifié pour la structure dans des conditions extérieures non protégées, d’une
épaisseur de 19 mm, et du bois solide, d’une épaisseur de 60 mm, sont adaptés pour être utilisés dans la
construction de montages d’essai de mannequins de 125 kg au maximum.
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Dimensions en millimètres
Légende
1 Dossier
2 Point de référence du siège
3 Siège
4 Repose-pieds
Figure 1 — Montage d’essai
5.2 Inclinomètre ou fil à plomb, pour mesurer l’angle d’inclinaison du montage d’essai (5.1) avec
une incertitude ne dépassant pas 0,2°, en cas d’utilisation de la méthode d’équilibrage mentionnée à
l’Annexe A.
5.3 Balances, pour mesurer le poids combiné du montage d’essai (5.1) et du mannequin d’essai, avec
une incertitude ne dépassant pas 0,2 kg.
5.4 Surface d’essai, construite en matériau dur, tel que du béton ou une plateforme en bois dur, qui ne
s’écarte pas de l’horizontale dans la zone occupée par le montage d’essai (5.1) de plus de 2 mm, en cas
d’utilisation d’une des méthodes spécifiée à l’Annexe A.
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6 Matériaux
6.1 Généralités
Le matériau et la construction du mannequin d’essai doivent être choisis de manière que le mannequin
satisfasse aux exigences de masse et de distribution des masses spécifiées en 7.5 et 7.6 et qu’il ne dévie
pas au-delà des limites spécifiées sous les contraintes subies au cours de l’utilisation.
NOTE 1 De l’acier d’une épaisseur nominale de 6 mm, de l’aluminium d’une épaisseur nominale de 12 mm et du
contreplaqué spécifié pour la structure dans des conditions extérieures non protégées, d’une épaisseur nominale
de 19 mm, ont tous été utilisés avec succès pour les segments du mannequin d’essai.
NOTE 2 Du contreplaqué d’une épaisseur nominale de 19 mm a été utilisé avec succès pour les plaques de
chargement.
6.2 Plaques intercalaires rigides
Tout matériau utilisé pour positionner le centre de masses global doit satisfaire aux exigences
spécifiées en 6.1.
NOTE Un matériau léger, tel que de la mousse de polystyrène expansé rigide pour l’isolation d’habitation, a
été utilisé avec succès pour les plaques intercalaires rigides.
6.3 Coussins en mousse
Les coussins en mousse des patins de chargement doivent être fabriqués dans un matériau se comprimant
à (15 ± 3) mm lorsqu’il est soumis à essai comme suit.
Conduire l’essai à une température ambiante de (20 ± 5) °C.
Préparer un échantillon d’essai homogène (pas de « pelage » de surface, dû à un procédé de fabrication, par
2
exemple) ayant une épaisseur de (30 mm ± 5) mm et découper une surface de (140 000 mm ± 4 000) mm ,
la dimension minimale de cette grande surface étant d’au moins 300 mm.
Placer l’échantillon avec une de ses grandes faces sur une surface plate. En utilisant cette surface plate,
appliquer sur la surface supérieure de l’échantillon une force distribuée uniformément de (920 ± 20) N
perpendiculairement à la surface inférieure de l’échantillon, pendant (60 ± 10) s.
NOTE 1 La surface de l’échantillon correspond à la zone de la plaque de chargement des cuisses d’un mannequin
d’essai de 100 kg. La force appliquée correspond au poids combiné du segment de torse et du segment des cuisses
d’un mannequin d’essai de 100 kg.
NOTE 2 L’échantillon d’essai peut être fabriqué à partir de feuilles de mousse inférieures à l’épaisseur requise.
NOTE 3 Certaines mousses à cellules fermées qui ont un indice de dureté par indentation égal à (750 N ± 250) N,
lorsqu’il est mesuré comme spécifié dans l’ISO 2439, méthode A (pour les mousses de PVC, de polyuréthane et de
latex du type à cellules ouvertes) sont adaptées.
7 Spécifications
7.1 Généralités
7.1.1 Un mannequin d’essai est constitué de trois segments: le segment de torse, le segment de cuisses
et le segment de jambes. Les segments possèdent des patins de chargement associés et peuvent également
disposer de plaques intercalaires rigides placées entre les segments et les patins de chargement. Le
segment des jambes peut être constitué d’une ou deux jambes. Typiquement, le segment du torse et le
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segment de cuisses sont tous deux constitués d’un cadre chargé avec des poids, qui sont ajoutés, enlevés
ou repositionnés pour ajuster la masse et la position du CdM du segment.
Il convient que les coussins en mousse des patins de chargement soient les seules parties du mannequin
d’essai à entrer en contact avec le fauteuil roulant soumis à essai. Il convient que les dimensions des
segments de torse, de cuisses et de jambes soient choisies de manière à ne pas dépasser le profil d’une
plaque de chargement qui peut être utilisée avec ceux-ci d’une façon quelconque et qui pourraient
amener les segments à entrer en contact avec le fauteuil roulant soumis à essai.
NOTE 1 Les plaques de chargement spécifiées dans la présente partie de l’ISO 7176 sont jugées adaptées pour
soumettre à essai la plupart des fauteuils roulants, mais peuvent être inadaptées pour soumettre à essai certains
fauteuils roulants spécifiques. Il est envisagé d’une future révision de l’ISO 7176-22 traite de ces situations en
proposant des instructions relatives à la sélection d’autres plaques de chargement, à partir des plaques spécifiées
dans la présente partie de l’ISO 7176, qui sont plus adaptées.
NOTE 2 Il convient que les cadres des segments de torse et de cuisses soient d’une taille adaptée pour permettre
l’ajustement final de la position du CdM global en ajoutant ou en enlevant les plaques intercalaires rigides entre le
cadre et la plaque de chargement associée.
NOTE 3 Une profondeur adaptée pour les cadres des segments de torse et de cuisses est de 100 mm.
7.1.2 Le segment de torse et le segment des cuisses doivent être raccordés par des articulations de
hanche. Le segment des cuisses et le segment des jambes doivent être raccordés par des articulations de
genou. La ou les jambes ainsi que les pieds doivent être raccordés par des articulations de cheville. Les
articulations doivent présenter une plage de rotation permettant d’obtenir toutes les postures requises
au cours de l’utilisation.
7.1.3 Lors de la détermination de la masse et de la position du CdM de chaque segment, la masse de
la ou des plaques de chargement et de la ou des plaques intercalaires rigides doit être incluse. La masse
des articulations de hanche et de genou doit être incluse dans le segment des cuisses et la masse des
articulations de cheville doit être incluse dans le segment de jambes.
7.1.4 Si le segment de jambes est constitué de deux jambes distinctes, les articulations de genou des
jambes doivent pivoter indépendamment et permettre le placement latéral des jambes comme requis afin
de placer les patins de chargement des pieds sur le(s) repose-pieds du fauteuil roulant soumis à essai.
Quel que soit le nombre de jambes, le segment de jambes doit posséder deux pieds.
Sauf indication contraire, un segment de jambe possédant une seule jambe peut être utilisé lorsqu’un
fauteuil roulant est soumis à essai avec un repose-pieds monobloc.
7.1.5 Les pieds du mannequin d’essai se composent de patins de chargement des pieds, ainsi que de
tous les composants raccordant les plaques de chargement des pieds aux articulations de cheville. Les
pieds font partie du segment des jambes.
7.2 Emplacements des articulations
NOTE Ces dimensions sont dérivées des tables de croissance de l’OMS, de la norme DIN 33402-2 et X 35-002.
7.2.1 x doit être équivalent à (78 ± 25) mm.
hanche
7.2.2 y doit être équivalent à (78 ± 25) mm.
hanche
Si le mannequin d’essai est destiné à être utilisé debout, il convient que x soit égal à y .
hanche hanche
7.2.3 y doit être égal à (78 ± 25) mm.
genou
7.2.4 La valeur nominale de l doit être telle qu’indiquée dans le Tableau 1.
cuisse
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ISO 7176-11:2012(F)
Tableau 1 — Valeurs nominales de l et l
cuisse jambe
Plage de masse du mannequin l (nominal) l (nominal)
cuisse jambe
kg mm mm
a a
25 ≤ m < 50 4,2 m + 205 5,2 m + 160
mannequin mannequin mannequin
50 ≤ m 415 420
mannequin
a
Ces formules associent la valeur numérique des dimensions linéaires, exprimées en millimètres, à la valeur numérique
de la masse du mannequin, exprimée en kilogrammes.
La distance entre les articulations de genou et les articulations de hanche doit être ajustable. La plage
de réglage doit inclure la valeur nominale de l et une supérieure à 75 mm. Si l’ajustement est
cuisse
incrémental, il convient que les incréments ne soient pas supérieurs à 15 mm. Le dispositif d’ajustement
doit être verrouillé dès lors que le mannequin d’essai est utilisé, tout en permettant aux articulations de
hanche et de genou de pivoter librement.
NOTE L’exigence relative à l’ajustement consiste à permettre au mannequin d’essai d’être ajusté afin d’être
installé sur un fauteuil roulant spécifique.
7.2.5 La valeur nominale de l doit être telle qu’indiquée dans le Tableau 1.
jambe
La distance entre les articulations de genou et les articulations de cheville doit être ajustable afin de
permettre aux patins de chargement des pieds d’être positionnés sur les repose-pieds d’un fauteuil
roulant. Des dispositions doivent être prises pour permettre d’utiliser le mannequin d’essai avec le
dispositif d’ajustement verrouillé ou non, tout en permettant aux articulations de genou et de cheville
de pivoter librement dans les deux conditions.
NOTE Le dispositif d’ajustement serait verrouillé afin de permettre au segment des jambes de supporter la
masse des autres composants, par exemple afin d’utiliser le mannequin d’essai en position debout. Le dispositif
serait déverrouillé, par exemple, lors d’essais de fatigue d’un fauteuil roulant lorsque le mannequin d’essai est
utilisé en position assise.
7.2.6 La position avant des articulations de cheville par rapport à l’arrière des plaques de chargement
des pieds doit être de (70 ± 15) mm.
7.2.7 La hauteur relative des articulations de cheville au-dessus du bas des plaques de chargement des
pieds doit être de (60 ± 15) mm.
7.3 Patins de chargement
7.3.1 Les patins de chargement transmettent les charges entre le mannequin d’essai et le fauteuil
roulant soumis à essai. Il s’agit de composants du mannequin d’essai, mais ils peuvent être amovibles.
7.3.2 Un patin de chargement de torse doit être installé à l’arrière du segment de torse. Le coussin en
mousse du patin de chargement de torse doit posséder la propriété spéc
...
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