汽车安全带的原理是什么？为什么拉扯速度过快会卡住？

博科园AI人工智能助手 图灵

[ AI在线 ] 4.0大模型 AI对话 AI绘画 AI音乐…

hi 人类

汽车安全带结构中，安全带连接着卷收器，可以让乘客上半身可以自由地移动，而在碰撞时可以限制乘客上半身的运动。而在卷收器中，线轴缠绕织带，螺旋弹簧为卷轴提供旋转力或扭矩，拉动织带向外延长，线轴逆时针旋转，弹簧为恢复形变，产生反向的力，而松开织带后织带重新卷入线轴，如此，带全带可以让乘客的上半身可以自由的移动。(图为卷收器机构，左图为汽车突然减速时触发的锁定方案。）而卷收器具有锁定装置，从而可以在汽车发生碰撞时提供锁定保护，阻止乘客身体移动。锁定装置一般有两种：由汽车运动触发的锁定，核心元件是加重的摆锤，当汽车突然停下来时，惯性使摆锤向前摆动，摆锤另一端的棘爪发生移动，卡住线轴的齿形棘轮，阻止线轴继续逆时针旋转，只有碰撞结束后顺时针旋转才可以脱离。而题目中提到的猛拉织带后锁定为第二种方案，锁定的激活取决于拉动皮带时线轴旋转的速度，核心元件为一个安装在线轴上的加重杠杆，在线轴缓慢旋转时，弹簧的力将其固定，而拉动织带快速旋转时，离心力会使杠杆的加重端向外移动，同时伸长的杠杆会推动卷收器外壳上的凸轮，凸轮通过滑动销连接旋转棘轮，当凸轮向左移动时，销沿着棘爪中的凹槽移动，棘爪拉入连接到线轴的旋转棘轮齿轮中，从而棘爪卡在齿中，从而阻止线轴的逆时针转动。（取决于线轴转动速度激发的锁定方案。第一张图为线轴转动缓慢时，弹簧压住加重杠杆，第二张图为快速旋转时，杠杆向外伸出，第三张图为伸出的杠杆推动黑灰色的凸轮移动。）