机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (10): 308-324.doi: 10.3901/JME.260349
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武和全1,2, 张凯1, 胡林1, 张申奥1, 李奇奇1
WU Hequan1,2, ZHANG Kai1, HU Lin1, ZHANG Shenao1, LI Qiqi1
摘要: 自动驾驶汽车中,乘员无须操纵车辆,座椅可旋转至不同朝向,但传统约束系统无法为不同朝向乘员提供有效保护。提出一种旋转座椅协同腰带气囊保护策略:在预碰撞阶段,座椅主动旋转至汽车行驶方向(0°方向),同时腰带气囊展开;在碰撞发生阶段,腰带安全气囊缓冲吸能,减少乘员损伤。安全气囊可借助自动驾驶汽车提前感知碰撞的时间优势,延长充气展开过程,从而降低其起爆时对乘员的冲击载荷。由于仪表台安全气囊位置固定,无法伴随座椅移动的不足,设计一种新型腰带安全气囊,通过深入分析腰带气囊的充气时长和充气质量对乘员碰撞保护的影响,获得了腰带安全气囊的最优质量流曲线;然后,建立±45°和±90°座椅朝向仿真平台,研究不同座椅朝向乘员在正面碰撞中的损伤机理和运动学响应;最后,建立主动旋转座椅搭配腰带气囊的仿真平台,研究主动旋转座椅协同腰带气囊保护策略下的乘员运动学响应和损伤风险。经研究发现,开发的65 L腰带安全气囊在200 ms的充气时长和31.4 g的充气质量下可在正面碰撞中有效保护乘员;旋转座椅协同腰带气囊的保护策略可有效降低自动驾驶汽车中不同座椅朝向乘员的损伤风险。
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