四自由度膝关节行人下肢碰撞模块的设计

摘要

近年来行人与汽车碰撞安全研究越来越成为关注焦点。然而针对行人下肢安全保护，欧洲法规中使用的二自由度膝关节下肢模块不能完全反映行人下肢在复杂碰撞工况下的响应特性。本文提出了一种具有四自由度膝关节的行人下肢模块，它能够更真实地反映行人下肢在碰撞中的变形机理。设计过程的难点是如何在有限空间内实现4个运动自由度，并布置相应的测量器件。此外，该模块膝关节各自由度铰刚度曲线的实现采用了可恢复变形的元件，故在使用上比采用易损部件的标准二自由度下肢模块更为方便，最后加工出了该四自由度行人下肢模块的实物。本文具体介绍了其设计方法和强度验证过程。