集成式汽车儿童安全座椅的设计及仿真研究
智能集成式儿童安全座椅控制系统设计
ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｃ ｈ ｉ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｏｌ ｒ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍ ｍ ａ ｎ ｄ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ＭＣ Ｕ ｗ ｉ ｌ ｌ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ａ ｔ ｓ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ
为解决集成式儿童安全座椅的智能远程控制问题在已经搭建好的集成式儿童安全座椅平台下以儿童约束系统安全乘坐高度为依据基于android平台和mc9s12sx128单片机开发其控制系统包括蓝牙通信模块电机控制模块信号采集模块记忆存储模块脉冲计数模块行程保护模块省电模块等
２ ０ １ ５年 第 １期 文章编号 ： １ ０ ０ ６ － ２ ４ ７ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ ０ － ０ ０ １ － ０ ７
计 算 机 与 现 代 化 Ｊ Ｉ Ｓ Ｕ Ａ Ｎ Ｊ Ｉ Ｙ Ｕ Ｘ Ｉ Ａ Ｎ Ｄ Ａ Ｉ Ｈ Ｕ Ａ
总第 ２ ３ ３ 期
智 能集 成 式 儿 童 安 全 座 椅 控 制 系统 设 计
张瑞锋 ， 曹立波 ， 郜 亢
（ 湖南大学汽车车身先进设计 制造 国家重点 实验 室 ， 湖 南 长沙 ４ １ ０ ０ ８ ２ ）
ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｓ ｅ ｔ ｏ ｆ ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｓ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｏ ｎ ｅ ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｒ ｅ ｃ ｅ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ Ｗ Ｓ ａ １ ０ ０ ％ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ
汽车安全座椅设计研究
汽车安全座椅设计研究引言：随着汽车产业的不断发展，人们对于汽车安全性的要求也越来越高。
作为汽车安全的重要组成部分，安全座椅的设计研究变得尤为重要。
本文将从安全座椅的设计原则、材料选择以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、设计原则汽车安全座椅的设计原则主要包括以下几个方面：1. 保护乘客：安全座椅的首要任务是保护乘客，在碰撞事故中减少乘客受伤的可能性。
因此，座椅的设计应考虑到乘客的头部、颈部、胸部和腹部等关键部位的保护。
2. 吸能减震：座椅应设计成能够吸收碰撞能量的结构，通过减震来缓解碰撞对乘客的冲击。
3. 舒适性：座椅的设计不仅仅要考虑安全性，还要兼顾乘客的舒适感。
舒适的座椅设计可以减少乘客的疲劳感，提高驾乘体验。
4. 多功能性：现代汽车座椅的设计不仅仅是提供一个坐着的地方，还要具备多样化的功能，如调节座椅高度、倾斜角度、支持腰部等。
二、材料选择安全座椅的材料选择直接影响到其性能和舒适度。
常见的材料包括金属、塑料、织物和海绵等。
在选择材料时需要考虑以下几点：1. 强度和耐用性：座椅需要承受各种外力的作用，因此材料的强度和耐用性是重要考虑因素。
2. 吸能能力：座椅在碰撞事故中需要吸收能量，因此材料的吸能能力也是重要指标。
3. 透气性：座椅的材料应具备透气性，以提高乘客的舒适感。
4. 环保性：随着人们环保意识的增强，座椅的材料应尽量选择环保材料，减少对环境的污染。
三、未来发展趋势随着汽车科技的不断进步，安全座椅的设计也在不断演变。
未来发展的趋势主要包括以下几个方面：1. 智能化：随着人工智能技术的快速发展，智能安全座椅将成为未来的发展方向。
智能座椅可以通过传感器和算法等技术实时监测乘客的状态，并根据需要自动调整座椅的角度和硬度，提供更加个性化的座椅支撑。
2. 轻量化：为了提高汽车的燃油效率和减少碳排放，未来的安全座椅将使用更轻的材料，如碳纤维等。
轻量化的座椅不仅可以减少汽车的整体重量，提高操控性能，还可以减少碰撞时对乘客的冲击。
集成式汽车儿童安全座椅的关键技术研究
集成式汽车儿童安全座椅的关键技术研究儿童乘车安全成为碰撞安全领域重要课题之一。
正确使用汽车儿童安全座椅能够有效降低碰撞事故中儿童乘员的伤亡。
常规使用的儿童安全座椅是一个独立结构,通过汽车安全带或固定系统安装在汽车座椅上,不仅安装复杂,且普遍存在儿童座椅的误用问题。
集成式汽车儿童安全座椅,又称内置式儿童安全座椅。
由于与汽车座椅设计为一体,并通过三点式成人安全带将儿童直接固定在车辆座椅上,因此可以有效避免儿童座椅的误用。
但现有集成式汽车儿童安全座椅具有操作复杂、座垫不可无级升高、座垫长度不可改变、影响成人乘坐及侧面碰撞安全性不好等缺点。
本文提出了一款新型集成式汽车儿童安全座椅,适用于3-10岁儿童。
该座椅位于汽车后排中间位置,侧面碰撞安全性好,且不影响两侧成人使用,其增高座垫可根据儿童身高在一定范围内无级调整高度。
相对于常规使用的附加式儿童安全座椅,该座椅无须安装,有效避免了儿童座椅的误用。
本文完成了该新型集成式汽车儿童安全座椅的结构方案,并进行了样件试制和后排座椅改装。
开展了集成式汽车儿童安全座椅的台车碰撞试验,研究了其保护效果,并为仿真研究提供了依据。
利用多刚体动力学仿真软件MADYMO,建立了集成式汽车儿童安全座椅的多刚体仿真模型,并根据试验对上述模型进行了验证,在此基础上研究了该座椅关键设计参数如座垫升高高度、安全带固定点位置、安全带导向机构位置和座垫长度对儿童乘员响应的影响及其对3-10岁儿童的保护效果。
建立了侧面碰撞仿真模型,对该座椅在侧面碰撞过程中对儿童乘员的保护作用进行了探讨。
论文的研究结果表明,所设计的集成式汽车儿童安全座椅能够无级调整座垫高度,改善成人安全带在儿童身上的定位,在正面碰撞和侧面碰撞中对3岁到10岁儿童提供有效保护。
本文的研究结果对国内的儿童乘员安全研究工作的开展和损伤防护技术的开发具有一定参考价值。
汽车儿童安全座椅开发设计
汽车儿童安全座椅开发设计汽车儿童安全座椅的开发设计涉及到儿童乘坐汽车时的安全问题。
根据统计数据，儿童在汽车事故中的受伤和死亡率相对成年人更高，这是因为儿童在碰撞中的身体结构和生理特点与成年人不同。
因此，汽车儿童安全座椅的设计至关重要，可以提供儿童乘坐汽车时所需的最大程度保护。
首先，在汽车儿童安全座椅的设计中，必须考虑到儿童的年龄和身高，因为不同年龄段的儿童所需的安全措施是不同的。
通常情况下，儿童安全座椅分为三个阶段：婴儿座椅、儿童座椅和增高坐垫。
婴儿座椅适合新生儿到1岁左右的婴儿，主要通过保护头部和颈部来保护婴儿。
儿童座椅适合1岁到4岁左右的儿童，可以保护儿童的头部、颈部和腰部。
增高坐垫一般适用于4岁以上的儿童，帮助他们调整到适合汽车安全带的高度。
其次，在汽车儿童安全座椅的设计中，必须考虑到座椅的结构和材料。
座椅的结构应该能够提供良好的支撑和保护，以减少碰撞时的冲击力。
此外，座椅的材料应该是柔软舒适的，能够提供儿童所需的舒适性和安全性。
材料还应该具有阻燃和防水功能，以应对意外情况。
另外，应该使用无毒无害的材料，以保证儿童乘坐时的健康安全。
第三，在汽车儿童安全座椅的设计中，必须考虑到座椅的安装和固定。
座椅应该能够方便地安装在汽车座椅上，并且固定稳定，以防止在碰撞时的位移和摇晃。
此外，座椅的安全带和固定系统应该易于操作，以便父母能够正确使用并确保儿童的安全。
最后，在汽车儿童安全座椅的设计中，还应该考虑到座椅的便携性和多功能性。
座椅应该能够方便地折叠和携带，以便于携带和存储。
此外，座椅还可以设计成多功能的，例如可以调整角度、可调节高度等，以适应不同儿童的需求和成长。
总之，汽车儿童安全座椅的开发设计应该考虑到儿童的年龄和身高、座椅的结构和材料、座椅的安装和固定以及座椅的便携性和多功能性。
只有综合考虑这些因素，才能设计出更安全、舒适和实用的汽车儿童安全座椅。
汽车儿童安全座椅碰撞性能仿真分析与评价
图 １１ 假人头部合成加速度仿真与实验结果
头部损伤指数 ＨＩＣ （Ｈｅａｄ Ｉｎｊｕｒｙ Ｃｒｉｔｅｒｉａ）作为 表征乘员头部损伤的关键指标，采用式（１） 进行评 价：
∫ ＨＩＣ１５
＝（ｔ２ －ｔ１ ）
１ ｔ２ －ｔ１
ｔ２
２ ．５
ａ（ｔ）ｄｔ
ｔ１
（１）
式中： ａ（ｔ） 为头部质心处合成加速度，数值为重力
ｇ．使 用 ＬＳ －Ｐｒｅｐｏｓｔ 中 的 Ｌｉｍｂ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ 功
图 ４ 安全带模型
１．３ 材料模型 儿童座椅的靠背板材 质 是 发 泡 性 缓 冲 材 料
ＥＰＳ，在碰撞过 程 中主 要 起 缓 冲 作 用， 使 用 ＬＳ － ＤＹＮＡ 软件中基于应变率的 １６３ 号泡沫材料模型 进行描述 ［８］，不同应变速率下的应力 －应变曲线 如图 ５ 所示。 ＥＣＥ 座椅的泡沫材料选用 ５７ 号低密 度泡沫 材 料 模 型， 其 应 力 －应 变 曲 线 如 图 ６ 所 示［９］ 。 座椅主体、把手及 ＩＳＯＦＩＸ 底座外壳使用弹
·３３·
２０１４ 年第 ４３ 卷 机械设计与制造工程
性材料模型，而 ＩＳＯＦＩＸ 底座连接件及内部钢材、支 撑脚等使用弹塑性材料模型，台车座椅金属板定义 为刚体材料模型。
定的区域内，即图 ８ 中两条虚线与坐标轴构成的区 域。
图 ５ ＥＰＳ 应变率的泡沫材料性能曲线
图 １ 汽车儿童安全座椅台车碰撞实验装置
１．１ 儿童座椅及台车模型 儿童座椅及台车有限元模型如图２ 所示。儿
一种整车集成式儿童增高座垫的设计
（ ．ｈ ｔｔ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆ ｔｍｏ ｉ ｎ ｍｉ ｉ ｌｔ ｎ，ｉｎＵｎｖ ｒｉ ； １Ｔ ｅＳａｅＫｅ ａ ｏａｏｙｏ ｏ ｂｌ Ｄｙ ａ ｃＳｍｕａｉ Ｊｌ ｉｅｓｔ Ａｕ ｅ ｏ ｉ ｙ
２ Ｃ ａ ｇｈ ｎ Ｗａ ｒｎ ｕｏ ｏ ｉ ｅ ｔｎ ｏ Ｌｄ ． ｈ ｎ ｅ ｕ ｎ ｏ ｇＡ ｔｍ ｂｌ Ｒ ｆｔ ｇＣ ． ｔ ） ｅ ｉｉ ，
椅 ． 针对 某款具 体 汽车 ， 是 开发 出将 儿 童座椅 集成在
成 人座 椅之 中的儿童 约束 系统 与 目前 市场 能买 到
Ｄｅ ｉ ｎ ０ ｎ ｅ ｒ ｔ ｄ Ｃｈ ｌ ｏ ｔ ｒ Ｃｕ ｈ ｏ ｓｇ ｆＡｎ Ｉ ｔ ｇ ａ ｅ ｉ Ｂｏ ｓｅ ｓ ｉ ｎ ｄ
・
Ｌ ｎ ｆ Ｚ ａ ｇＪ ｎ ｕ ｎ， ｕ Ｓ ａ ｂｎ，Ｌｕ Ｘｉｏ ｈ ｎ ｉＸｉｇｕ， ｈ ｎ ｕ ｙ ａ Ｌ ｈ ｎ ｉ ｉ ａ ｃ ｕ
Ｓｅ ｅｔ ｌｄ ｔｓ
１ 前 言
集 成式 汽车 儿童安 全座 椅 ．又称 内置型 儿童座
都较小． 骨骼 和肌 肉有一 定程 度 的发育 ． 但不 能承 受 某 些局 部约束 ． 要约 束 的点 越 多越好 ． 需 推荐 使用 五 点式 安全 带 ； 于 ５ １ 对 ０岁 儿童 乘员 ． 骨骼 和 肌 肉 其
假 人 的 各项 伤 害 指 标 均 在 Ｅ Ｅ Ｒ ４规 定 的 范 围 内 ， 儿 童 乘 员 的保 护性 能 良好 Ｃ ４ 对
主题词 ： 集成 式儿 童增 高座垫
举 升机构
锁止 机构 台车试 验
中图分 类 号 ： ４３８＋ 文 献标识码 ： 文章编 号 ：０ ０ ３０ （０ ２０— ０ ６０ Ｕ ６． ６ ３ Ａ １０ — ７ ３２ １ ）６ ０ １—４
安全座椅研究报告
安全座椅研究报告一、引言安全座椅是保护乘车者在交通事故中受伤的一种重要装备。
随着交通工具的普及和道路交通的拥挤，交通事故频繁发生，对安全座椅的需求也越来越高。
本报告旨在对安全座椅进行研究，探讨其设计原理、使用效果以及未来发展方向，以期提供有益的参考和指导。
二、安全座椅的设计原理1.安全座椅的结构安全座椅通常由座椅骨架、安全带和头枕等组成。
座椅骨架采用高强度材料制成，能够承受车辆碰撞时的冲击力。
安全带通过固定乘车者的身体，保持其在事故中的位置稳定。
头枕则起到支撑头部、减轻颈部受力的作用。
2.安全座椅的原理安全座椅通过吸收和分散事故冲击力，减少乘车者受伤的风险。
当车辆发生碰撞时，座椅骨架能够缓冲冲击力，并通过合理的设计减少乘车者的滑动和旋转。
安全带则能够限制乘车者的身体运动范围，保持其在座位上的稳定。
头枕能够减少乘车者头部的后仰，降低颈部受力，防止颈椎损伤。
三、安全座椅的使用效果1.安全座椅对儿童的保护效果儿童是交通事故中的高风险群体，使用合适的儿童安全座椅能够显著降低其受伤的风险。
研究表明，使用符合标准的儿童安全座椅能够减少儿童死亡和重伤的概率。
因此，家长在搭乘车辆时应坚持为儿童选择合适的安全座椅，并正确使用。
2.安全座椅对成人的保护效果安全座椅同样适用于成人乘车者。
研究发现，正确使用安全座椅能够显著降低成人乘车者在交通事故中的受伤风险。
因此，无论是驾驶员还是乘客，在搭乘车辆时都应正确佩戴安全带，并调整座椅和头枕的位置，以确保最佳的保护效果。
四、安全座椅的未来发展方向1.智能化设计随着科技的进步，未来的安全座椅有望实现智能化设计。
例如，座椅能够根据乘车者的体型和姿势自动调整，以提供更好的支撑和保护。
同时，安全座椅还可以与车辆系统相连接，通过传感器实时监测乘车者的状态，提供个性化的保护措施。
2.材料创新未来的安全座椅可能采用更轻、更坚固的材料，以提高安全性能的同时减少重量。
新型材料的应用将使安全座椅更加耐用、舒适，并能够适应不同的车辆类型和乘车者需求。
集成式汽车儿童安全座椅的设计与仿真
据 公 安部 交 通 管 理 局 统 计 ，０ ６年 我 国 １ ２０ ２岁
［ 摘要 ］ 提出了一种 新型集成 式汽车儿童安全座椅。该座椅位于汽车后 排 中间位置 ， 高座垫 的高 度可根据 增 儿童身高无级调节 。相对 于常 规使 用 的附加式 儿 童安 全座 椅 ， 座椅 无 须安 装 ， 免 了儿 童座 椅 的误用 。利用 该 避
ＭＡ Ｙ Ｄ ＭＯ软 件 建 立 了该 装 置 调 整 到 不 同高 度 的仿 真 模 型 ， 究 了 ３岁 、 和 １ 儿 童 假 人 正 面 碰 撞 时 的 响应 ， 研 ６岁 ０岁 并
ｈｃ ｅｒ ｅｔ ｈ ｅ ｈ ｏ ｏｓ ｒ ｅｔ ａ ｅａｊｓ ｄｃｎｉｕｕ ｌ ａ ｃｒｉｇｔ ｔｅｈ ｉ ｔ ｆ ｈｌｒｎ ｎｃｍ ｉ ｅｒａ ａ．Ｔ ｅｈｉ ｔ ｆ ｏｔ ａ ｃｎｂ ｄｕｔ ｏ ｔ ｏ ｓ ｃｏｄｎ ｅｇ ｉ ｅ ．Ｉ ｏ — ｌ ｓ ｇ ｂ ｅｓ ｅ ｎ ｙ ｏｈ ｈ ｏｃ ｄ
集 成式 安全 座椅 ， 又称 内置型 儿 童座 椅 ， 以有 可
日 舌 Ｊ ｌ
效 避 免儿童 座椅 的误 用 。它 的特点 是 与汽 车 座椅 设
计 为一 体 ， 通 过 三 点式 成 人 安 全 带 将 儿 童 直 接 固 并 定 在 车辆座 椅 上 。 自 １９ ９ １年 ， ｏｖ Ｖｌ ｏ在后 排 座椅 上
Ｒ ｎ Ｘｊ ａ Ｃ ｏＬ ｂ ｅ ｉ ｎ． ａ ｉｏ＆ Ｏ ｙ ｎ ｈｇ ｏ ｕ ｕ ａ ｇＺ ｉａ
Ｈ ｎ ｎＵ ｉ ｒｔ，Ｓａｅ ｅ ａｏａｏｙｏ ｄａｃｄＤ ｓ ｎａ ｄＭａｕａｔｒ ｇｆｒＶｈ ｌ Ｂ ｄ ，Ｃ ａ ｇｈ ４ ０ ８ ｕ ａ ｎｖ ｓｙ ｔｔ Ｋ ｙＬ ｂｒｔｒ ｅｉ ｆＡ ｖｎｅ ｅｉ ｎ ｇ ｎｆｃｕｉ ｏ ｅ ｉｅ ｏｙ ｈ ｎ ｓａ １０ ２ ｎ ｃ汽车工 Nhomakorabea程
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈｉｌｄｒｅｎ ａｇｅｄ ｆｒｏｍ ３ ｔｏ ｌＯ ｙｅａｒｓ ｉｎ ｆｒｏｎｔａｌ
ｉｍｐａｃｔ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ，ｃｈｉｌｄ ｓａｆｅｔｙ ｓｅａｔ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
１．
引言
据公安部交通管理局统计，２００６年我国１２岁以下儿童在交通事故中死亡人数中所占比例
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ
ａｎ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｈｉｌｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｅａｔ
Ｒｅｎ Ｘｉｊｕａｎ，Ｃａｏ Ｌｉｂｏ，Ｏｕｙａｎｇ Ｚｈｉｇａｏ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｂｏｄｙ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，
ＳＯ
ｔｏ ｂｅ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ
ｔｈｅ ｍｉｓｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｉｌｄ
ｓｅａｔｓ ｃａｎ
ｂｅ ａｖｏｉｄｅｄ
ｔｏ
ｓｏｍｅ
ｄｅｇｒｅｅ．Ｔｈｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｍｏｄｅｌｓ ｏｆｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｈｉｌｄ
ｓｅａｔ
ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｕｓｉｎｇ ＭＡＤＹＭＯ ｓｏｔ｝ｗａｒｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ３，６
３．３内置扶手机构
为了使儿童乘坐时更舒适．设计了可折叠隐藏于后捧中间靠背凹槽内的内置扶手，如图 ｌ所示。该扶手可绕安装于座椅靠背内的销轴转动，儿童乘坐时．可将扶手拉到与靠背成帅 度位置，不用时可折叠收＾靠背内，不影响成人乘坐后捧位置。
３仿真研究
３１仿真模型的建立
触鼢稻 国船确
田４集成式儿童座椅仿真模型（左：”候＾中：Ｐ６假人右：Ｐ１０霞＾）
表２座垫升高不同高度对儿童乘员响应参数
３．３．２集成式儿童座椅安全带上固定点位置对儿童乘员响应的影响 儿童通过后排座椅中间三点式成人安全带约束在集成式儿童座椅上，上固定点的位置直 接影响着安全带在假人身上定位的路径，从而影响儿童乘员响应。将上固定点分别升高、降 低、左移和右移５０ｍｍ，得到６岁儿童各损伤参数如表３所示。从表３中可以看出，当上固定点 升高和右移时，除ａＴ、ａｘｚ和Ｆｚ外，其余值都有所降低。这是因为肩带更加靠近颈部，对颈
童乘员响应的影响。在６岁假人乘坐高度上分别将座垫高度升高和降ｆ氐Ｓ０ｍｍ，Ｊ瞳各损伤参
数见表２。从表２可以看出，座垫高度升高５０ｍｍ后，ａＨ、ＨＩＣｌ５、Ｍｙ、Ｆｚ峰值有所升高，这 是因为儿童乘坐高度增加后，肩带离颈部距离变远，对儿童头部的约束减弱，使头部相对颈 部向前向下运动增强，故ａＨ、ＨＩＣｌ５、ＭＹ、Ｆｚ增大；座垫高度降低５０ｍｍ后，肩带离颈部更 近，安全带对颈部约束力增加，头部相对颈部向前向下运动减弱，故表２中ＨＩＣｌ５，ａＨ有所 降低，Ｆｚ、Ｍｙ峰值降低。而此时肩带相对儿童上移，对胸部约束作用增强，故ａｍ、ａＴＺ增大。
—－１７９—・
２００９中国汽车安全技术国际研讨会
部约束力增加，头部相对颈部向前向下运动减弱，导致ａＨ峰值降低，ＨＩＣ值减小，颈部弯矩 Ｍｙ减小，而此时Ｆｚ也随肩带约束力增大而增大，肩带对胸部约束增加，ａＴ、ａＴＺ峰值升高。 上固定点左移和下移时，肩带远离儿童颈部，故ＨＩＣ值、ａＨ值有所增加，虽然肩带对颈部约 束力变小，但颈部向前向下运动趋势增强，故Ｆｚ和Ｍｙ增大。上固定点左移时，肩带对胸部 约束力减小，故ａＴ、ａＴＺ降低。
Ｈｕｎａｎ ４１００８２，ｈａｐｐｙ２０００９９０＠１６３．ｃｏｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ
ｒｅａｒ
ｉｎｔｅｇｒａｔｏｄ ｃｈｉｌｄ ｓａｆｅｔｙ
ｎｏｔ ｔｏ
ｓｅａｔ
ｗａｓ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ
ｏｎ
ｓｅａｔ
ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
ｍｉｄｄｌｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｓｅａｔ．Ｓｏ，ｉｔ
３．２
３岁、６岁、１０岁儿童的碰撞响应
表１ ３岁、６岁和１０岁儿童乘员响应峰值
采用上述仿真模型进行了正面碰撞仿真，碰撞速度为５０ｋｍ／ｈ，选用了ＭＡＤＹＭＯ数据库
ｅ
ｔｏｎｐ３４ｅ１．ｘｍｌ例子中的碰撞加速度一时间函数，该碰撞脉冲符合ＥＣＥＲ４４。表ｌ给出了该碰
撞条件下儿童乘员损伤参数的峰值以及法规参考值，主要有ＨＩＣｌ５、头部合成加速度ａＨ、胸 部合成加速度ａＴ、胸部垂直加速ａＴＺ、颈部沿Ｚ轴方向力Ｆｚ以及颈部绕Ｙ轴方向力矩ＭＹ。 结果表明，３岁、６岁、１０岁假人的损伤参数基本都在法规范围及推荐值以内，仅Ｐ３假人 的颈部力稍大。由此可见，该集成式儿童座椅能够对儿童乘员提供有效的保护。 ３．３集成式增高座椅设计参数的仿真研究 在参数分析中选定的设计变量包括：座垫升高高度及安全带上固定点位置。利用具有代 表性的６岁Ｐ系列儿童假人获取损伤值，所选取的损伤参数有ＨＩＣｌ５、ａａ、ａＴ、ａＴＺ、Ｆｚ、Ｍｙ。 ３．３．１座垫升高高度对儿童乘员响应的影响 座垫升高高度直接影响着儿童与安全带的配合，故将座垫高度改变，分析座垫高度对儿
ｗｉｌｌ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅｎｅｓｓ ｏｆｔｈｅ ａｄｕｌｔｓ
ｔｈｅ ｔｗｏ
ｓｉｄｅｓ．Ｔｈｅ
ｈｅｉｇｈｔ
ｏｆｔｈｅ ｂｏｏｓｔｅｒ ｃａｎ
ｂｅ ａｄｊｕｓｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｉｔ ｎｅｅｄｓ
ｎｏｔ
ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆｃｈｉｌｄｒｅｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ．Ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ州ｔｌＩ ｔｈｅ ｏｒｄｉｎａｒｙ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｈｉｌｄ ｓｃａｔｓ． ａｎｄ
ｔｅｓｔ
ａｎｄ １０ ｙｅａｒｓ ｏｌｄ ｃｈｉｌｄ ＡＴＤ（Ａｎｔｈｒｏｐｏｍｏｒｐｈｉｃ
ｓｅａｔ
ｄｅｖｉｃｅ）ｍｏｄｅｌｓ
ｃｈｉｌｄ
ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆｔｂｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ６
ｉｎ
ｆｒｏｎｔａｌ
适高度。
２００９中国汽车安全挂丰目％ⅢＨ会
儿童不乘坐时，装置处于缩回状态。具体工作过程与上相反。增高座垫可调整降低到与 两边座垫位于同一高度．此时中间位置可供成人乘坐。
声魁
１
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
旺兰！＝三ｉ：：榷司％兰！ｊｉ＝祟＝｝
攀
圉２座垫高度月节机构三罐结构示意圈
翟３座垫高度调节机构主视结构示意图
（１手柄２螺扦３前驱动轴４连杆５铆钉６上连接扳７下连接扳８弹性挡矗９后驱动轴
意位置自锁。电动调节时，通过控制开关可实现电机正转和反转从而带动增高座垫上下运动。
儿童乘坐时，装置处于升高状态。具体工作过程为：通过拄动按钮使电机正转或手动调
节手柄（１）带动蠕杆（２）旋转，与螺杆（２）配合的前后驱动轴（３）、（９）带动连杆（４）
运动，连杆（４）和上连接板（６）带动增高座垫升高。根据儿童身高，将增高座垫调整到合
—－１７６—・
２００９中田汽车安全技术雷％研讨台
本文提出了一款新型集成式汽车儿童安全座椅，适用于３—１０岁儿童，其增高座垫可根据 儿童身高在一定范围内无级调整高度。同时，本文建立了相应的座椅与儿童假人多体模型，
对该新型座椅的保护效果进行了仿真研究。
２工作原理 不同年龄段儿童由于身高体重不同，对于乘车安全通常有特殊需求。４Ｎ８岁儿童体重约
２００９中国汽车安全技术国际研讨会
集成式汽车儿童安全座椅的设计及仿真研究
任锡娟曹立波欧阳志高
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，４１００８２，ｈａｐｐｙ２０００９９０＠１６３．ｃｏｍ
摘要：本文提出了一种新型集成式汽车儿童安全座椅。该集成式儿童安全座椅位于汽车后排中间位置， 不影响两侧成人使用，增高座垫的高度可根据儿童身高无级调节。相对于常规使用的附加式儿童安全座椅， 该座椅无须安装，避免了儿童座椅的误用。利用ＭＡＤＹＭＯ软件建立了该集成式儿童安全座椅调整到不同高 度的仿真模型，研究了３岁、６岁和１０岁儿童假人正面碰撞时的响应，并针对６岁假人的碰撞仿真分析，得出 了该集成式座椅的关键设计参数。仿真结果表明，该集成式儿童座椅能够在正面碰撞中对３岁到ｌＯ岁的儿童 提供有效的保护。 关键字：集成式，儿童安全座椅，仿真分析
２００９中国汽车安全技术国际研讨会
同一个刚体。另外，根据设计尺寸建立了内置扶手及安全带导向机构模型。后排中间三点式 成人安全带模型采用多体与有限元相结合的混合型安全带。由于本装置适用于３～１２岁儿童， 所以选取ＴＮＯ公司开发的Ｐ系列３、６和ｉｏｎ：儿童假人进行研究，仿真模型如图４所示。其中， 增高座垫根据儿童假人身高分别初步调整到一个适合高度，使肩带和腰带合适地穿过儿童肩 部、胸部和胯部。３岁、６Ｊ：和１０假人座垫沿靠背方向升高高度分别为２００ｍｍ、１３０ｍｍ、８０ｍｍ。
为４．６７％【ｌ】。儿童安全成为碰撞安全领域重要课题之一。正确使用汽车儿童安全座椅能够有 效降低碰撞事故中儿童乘员的伤亡。常规使用的儿童安全座椅是一个独立结构，通过汽车安
全带或固定系统（ＩｓＯＦⅨ）安装在汽车座椅上，不仅安装复杂，且普遍存在儿童座椅的误
用问题，欧州ＣＨＩＬＤ项目进行的一项研究表明增高座椅的误用率高达６７％【２】。 集成式安全座椅，又称内置型儿童座椅，可以有效避免儿童座椅的误用。它的特点是与 汽车座椅设计为一体，并通过三点式成人安全带将儿童直接固定在车辆座椅上。自１９９１年， Ｖｄｖｏ在后排座椅上已使用集成式座椅，后来又推出了一体双阶段增高座椅，座垫可逐级升 高，但只有两级【３】。还有一种集成式座椅，其结构主要是儿童增高座垫折叠内置在座椅靠背 中，使用时将座垫从靠背中打开放置在座椅上就变为儿童增高座椅【４】。座椅靠背内置有供较 小儿童使用的５点式儿童约束带，较大儿童使用的三点式成人安全带。
为１８～３６ｋｇ．身高不足１４５ｃｍ．如果使用成人安全带，在碰撞过程中，肩带可能勒住儿童颈