01、行人扞卫开拓的配景和意旨汽车行为常日出行的交通用具仍然越来越普及了，而汽车和行人之间的碰撞安详题目也日益出色，个中行人行为弱势的道途应用者，正在汽车

汽车行为常日出行的交通用具仍然越来越普及了，而汽车和行人之间的碰撞安详题目也日益出色，个中行人行为弱势的道途应用者，正在汽车交通变乱中往往受到的损伤最要紧。基于上述道理，强化车辆的安详打算以扞卫行人安详仍然慢慢成为环球各大汽车商场对创制商的根本请求。国内对车辆的行人扞卫功能也日益珍惜，C-NCAP从2018版规程下手仍然新增了车辆的行人扞卫功能评判，而国家强制圭臬《GB24550-XXXX汽车对行人的碰撞扞卫圭臬》也处正在包括看法阶段，估计2024年7月1日起将下手正式奉行。

行人穿越道途时，侧面受到汽车碰撞的境况较众。因而日常都将步行神态的侧面碰撞样子行为琢磨行人扞卫的圭臬神态。图1描绘了175cm身高的行人与行驶速率为40Km/h的车辆发作碰撞时的境况：最初行人绕车身前部构造扭转，进而倒正在唆使机罩上，然后下肢与保障杠碰撞，大腿及腰部与唆使机罩前沿碰撞，胸部与唆使机罩顶端碰撞，头部与唆使机罩顶端或风窗玻璃碰撞。

相应的，琢磨职员开拓出了各式头型冲锋器和腿型冲锋器，用它们来丈量和判断行人正在与车辆碰撞时头部和腿部的毁伤水准。行为一个样板的案例，图2中包括了现行版本Euro-NCAP中的各式行人扞卫冲锋器，以及冲锋角度和速率等消息。

头型冲锋器日常是铝制的均质球形构造，直径为165mm，球体被14mm厚的合成皮肤笼罩，笼罩面积起码为球体的一半。正在球体内凹处装有一个三轴或三个单轴的加快率传感器，用于丈量头型正在冲锋被测车辆时X/Y/Z三个倾向的加快率，从而能够估计出HIC毁伤值。图3是正在各个法则中广泛采用的儿童头型和成人头型冲锋器，二者之间紧要的区别正在于质料：儿童头型为3.5kg，成人头型为4.5kg。

常用的腿型冲锋器有上腿型和几种版本的下腿型。正在相干的法则中（Euro-NCAP、GTR9、ECE R127、GBT24550、CIASI 2020等），日常规则保障杠下部基准线mm 时，应用上腿型举行试验；低于425mm 时，应用下腿型举行试验；正在425mm 到500mm之间时，车辆出产企业可自正在选取应用下腿型或上腿型。其它，正在某些法则中（Euro-NCAP、CIASI-2020）会有WAD775冲锋试验，也是采用上腿型冲锋器举行试验。

上腿型冲锋器是由英国TRL（Transport Research Laboratory）开拓的，用来丈量碰撞经过中车辆对人体大腿出现的力和弯矩，其构制如下图4所示。上腿型冲锋器采用刚性圆柱体模仿骨骼，正在撞击侧装有两张25mm 厚的泡沫肌肉，最外面的“皮肤”是1.5mm 厚的纤维强化橡胶层，总质料为9.5kg，高度为350 mm。冲锋器内部装有3个应变丈量器不同丈量上部、中部、下部的弯矩，其它另有2个载荷传感器不同丈量冲锋器两头的受力。

下腿型冲锋器的发达则体验了三个阶段：TRL刚性腿阶段、Flex-PLI柔性腿阶段、a-PLI腿型阶段。下图5是这三种腿型冲锋器的内部构造示企图。

TRL刚性腿型也是由英国TRL（Transport Research Laboratory）开拓的，该冲锋器采用刚性质料模仿胫骨和股骨，膝部韧带采用钢板连合（睹图6）。正在损伤目标上有三个目标，紧要聚会正在膝盖局部，不同是胫骨上端加快率、膝部弯曲角度和膝部剪切位移。2003年，欧洲率先应用TRL刚性腿行为下腿型冲锋器，用来评判车辆对行人的扞卫功能。

跟着对行人安详琢磨的深刻，琢磨职员创造TRL刚性腿仅正在膝盖区域能够较好的反应出腿部损伤境况，没有推敲到碰撞中胫骨弯曲变形对损伤值的影响。

日本最初提出了柔性腿型的琢磨，并研发了新的腿型冲锋器Flex-PLI柔性腿（睹图7）。该模子腿骨由股骨骨节、胫骨初月板、弹簧和张紧的钢丝绳4局部构成，弹簧和钢丝绳用于模仿韧带，具有优异的柔韧性，正在撞击经过中Flex-PLI能够遵循各阶段的受力境况反应股骨和胫骨的变形境况，能够愈加确凿的模仿出腿部的损伤水准。

Flex-PLI柔性腿的紧要评判目标是4个小腿弯矩（即上部弯矩、中上部、中下部、下部弯矩），3个膝部韧带位移量（内侧侧副韧带MCL，前十字韧带ACL和后十字韧带PCL）。2014年E-NCAP行人扞卫试验规程中下手采用Flex-PLI柔性腿替代TRL刚性腿，2018版的C-NCAP也采用了Flex-PLI柔性腿型冲锋器。

人体与车辆碰撞时，躯干的运动会影响腿部的运动和毁伤值。固然Flex-PLI比拟于TRL刚性腿仍然有了很大纠正，它如故不行很好地反应出人体躯干对腿碰毁伤的影响。

为理会决Flex-PLI柔性腿的上述题目，a-PLI腿型应运而生。琢磨职员正在柔性腿型中出席了一个可扭转的上部质料模块（11.3Kg），以此来抬高生物仿真度。和Flex-PLI腿型比拟，a-PLI模子的外形与人体更为亲密，还优化了腿型中肌肉和长骨的质料分散，调度了大腿的弯曲刚度和交叉韧带的排布，正在腿型下部还增长了一个自正在度较大的合节用来模仿脚踝的运动。图8是a-PLI腿型的实物图。

a-PLI腿型紧要有四个小腿弯矩传感器，三个大腿弯矩传感器，膝部装有5个传感器，个中3个不同丈量MCL、ACL 和PCL 的伸长量，其它另有极少不列入安详功能评判的传感器。通过与完美人体假人的损伤值对照，a-PLI较Flex-PLI的生物仿真度有明白抬高，特别对付大腿和MCL的纠正特别明显。

因为a-PLI上部增长了质料块，腿型上部动能大幅抬高。该新腿型正在与差别类型、差别构造的车辆发作碰撞时运动神态各不类似，必需采用差别的刚度成婚战术来消重毁伤值，这就对制型打算、构造打算等方面带来了全新寻事。目前， 2021版C-NCAP规程以及最新的Euro-NCAP VRU试验规程 V9.0版(估计2023年下手奉行)中已将a-PLI腿型行为其腿碰工况的冲锋器。

手艺的发达是永无尽头的，目前的a-PLI腿型（SBL-A）如故有待琢磨和纠正。SBL-A与完美有限元假人比拟，正在运动状况上其弯曲和回弹水准更大。琢磨职员正在SBL-A的上部质料模块中出席了两个支配对称的缓冲器（睹图9），用来接收碰撞经过中大腿弯曲变形的能量，以削减大腿的弯曲和回弹水准。咱们把这种纠正的腿型称为第二代a-PLI腿型（SBL-B）。目前，SBL-B还处正在研发测试经过中。

目前，主转动起式机罩正在汽车行业获得了越来越遍及的使用，PDI-2腿型（睹图10）能够用来评估主转动起式机罩体系的感知功能。因为PDI-2撞击车辆前部时出现的侵入量、冲锋力、能量都比6岁儿童假人或5th女性假人更低，故其出现的压力或加快率信号更难被车辆的传感器确实地探测和识别，因而Euro-NCAP、C-NCAP和C-IASI都选取PDI-2行为其默认的最难探知行人假人冲锋器(Hardest To Detect)。若车辆的主转动起式机罩可以正在PDI-2的低门槛速率测试中寻常感知到碰撞变乱并遵守预期将机罩弹起，那么正在必定水准上可以证实其主转动起式机罩正在大批使用场景中可以寻常事业。

上汽乘用车智能安详试验室是国内领先和国际优秀的汽车安详试验室，具有行人扞卫及零部件冲锋试验区、台车模仿试验区、国内独一的主被动安详一体化试验区，总占地面积约20000平方米，总投资约2.3亿元。行人扞卫及零部件冲锋试验区是智能安详试验室的首要构成局部，咱们具有Concept公司优秀的通用型行人扞卫试验台架，同时装备了上述一起的行人扞卫头型与腿型冲锋器，能够周到笼罩国内、欧洲、东南亚、拉美、日韩等紧要商场区域（美国尚未奉行行人扞卫法则）的行人扞卫研发和试验需求，为上汽自立品牌安身本土和走向宇宙保驾护航！

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