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汽車安全帶割刀器的設(shè)計(jì)

文檔作者：吳雷謝建新劉超文檔來源：青島黃海學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月09日
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設(shè)計(jì)研究AuToM吲蕾勰蠢甍cHNoLoGY ；3i；年靜哿
10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．04．02l
汽車安全帶割刀器的設(shè)計(jì)
吳雷，謝建新，劉超
(青島黃海學(xué)院，山東青島266427)
摘要：安全帶是現(xiàn)代駕駛安全的重要保障之一，但是當(dāng)發(fā)生交通事故安全帶鎖止，導(dǎo)致駕駛?cè)藛T不能及時(shí)逃離事
故車輛。文章根據(jù)這一情況設(shè)計(jì)了一種汽車安全帶割刀器，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析汽車安全帶切割器在實(shí)際使用
中的效果與應(yīng)注意的事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：安全帶切割刀；電熱刀；汽車安全帶
中圖分類號：V244-22+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1 671-7988(20仃)04—62一02
D鶴ign of cutting tool for automobjle safe鑼belt
Wu Lei，Xie Jianxin，Liu Chao
(Qingdao Huan曲ai University，Shandong Qingdao 266427)
Abs仃act：Saf色鑼beh is an iIllportarIt guarantee for the safety of modemdriving，but when the tramc accident occurs、)l，im a
lock，causmg me塒ver can not escape the vehicle in a tiIIlely manner．According to the desi驢ofa car seat belt cutter，a11d me
s仇lcture desi朗，柚alySis of automobile safety belt c眥er in actual uSe e虢ct aIld matters needing attemion．
Keywords：safety beIt cut6ng knife；eIectric lmife；automobile safe鑼ben
CLC No．：V244．22+l Docu瑚忙nt Code：A ArticleⅢ：167l-7988(2017)04-62-02
汽車安全帶在汽車中應(yīng)用十分廣泛樣式種類也是各式各
樣，在安全事故中對人起著十分重要的保護(hù)作用，針對安全
事故發(fā)生之后，車輛沖撞導(dǎo)致車身發(fā)生變形沖撞瞬間有可能
導(dǎo)致安全帶被鎖止，鎖止的安全帶使得駕駛?cè)藛T不能夠及時(shí)
的從事故車輛中逃離出來，從而造成駕駛員二次傷害。
本文所設(shè)計(jì)的汽車安全帶割刀器就是針對解決安全帶鎖
止這一特殊情況的，能夠使駕駛員通過汽車安全帶割刀器割
斷安全帶及時(shí)的從事故車輛中逃離出來，提高駕駛?cè)藛T在事
故之后存活的幾率。目前社會對于汽車安全帶割刀這一設(shè)計(jì)，
都只是獨(dú)立安裝式割刀，并沒有類似本文設(shè)計(jì)安裝在車輛上
的割刀器，對于汽車安全帶割刀器的文獻(xiàn)也少之又少，汽車
產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的今天汽車割刀器的應(yīng)用前景很大。
市面上針對安全帶的切割，使用的都只是普通的類似于
美工刀的不銹鋼刀片，切割效率低，切割安全帶時(shí)間長，及
時(shí)逃離事故車輛的概率極低，本文所設(shè)計(jì)的汽車安全帶割刀
作者簡介：吳雷(1997一)，男(漢)，黑龍江牡丹江，青島黃海學(xué)院，
主要研究方向車輛零部件設(shè)計(jì)。
器是根據(jù)市面上切割刀進(jìn)行改進(jìn)的通過將刀片與制熱系統(tǒng)組
裝制成電熱刀，帶有高溫的刀片通過制動設(shè)備從而輕松進(jìn)行
安全帶的切割，提高切割效率駕駛員能夠及時(shí)逃離事故車輛
保證駕駛員生命安全。
1、汽車安全帶割刀器的基本結(jié)構(gòu)
安全帶割刀器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，此裝置主要安裝
在汽車B柱上，是在B柱上通過電熱刀支架將電熱刀安裝在
B柱內(nèi)側(cè)，以達(dá)到固定作用。防止事故車輛發(fā)生交通事故時(shí)
使得安全帶割刀器發(fā)生位置偏移。
電熱刀片(為圖1中5)固定在旋轉(zhuǎn)桿(為圖1中4)上
旋轉(zhuǎn)桿的一端帶有一個(gè)與旋轉(zhuǎn)桿垂直并且與電熱刀刀片成
150。(以逆時(shí)針為正)的旋轉(zhuǎn)把手(為圖1中3)，旋轉(zhuǎn)把
手通過杠桿制動，控制旋轉(zhuǎn)把手的旋轉(zhuǎn)位置從而控制已經(jīng)進(jìn)
行加熱的電熱刀刀片通過高溫進(jìn)行安全帶的熔斷切割。
安全開關(guān)為控制車載電源變壓器，電熱刀刀片通過控制
開關(guān)閉合，使得電路成為通路，電路中電流通過變壓器變成
萬方數(shù)據(jù)
汽車實(shí)用技術(shù)2017年第4期
大，電流流經(jīng)電熱刀對電熱刀進(jìn)行短時(shí)間的加熱，
升高，電熱刀落下瞬間即可熔斷切割安令帶，
溫度迅速假設(shè)我們選用刀片電阻為10歐的安全帶割刀器，為使它在
5S內(nèi)就能夠快速熔斷安全帶，于是獲得的能量Q如(1)式：
Q=12×啟×t=50×50×10×125000．廠(1)
圖1 汽車安全帶割刀器示意圖
B柱結(jié)構(gòu)采用熱成型高強(qiáng)度鋼板，既可起到一定的減重
作用，又能起到有效改善側(cè)碰安全性能的作用，受到撞擊后
型變量很小。適合做本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)載體。
電熱刀片由電阻高的鐵鎳合金制成，電熱刀是利用電能
發(fā)熱實(shí)現(xiàn)切割的刀具，通過大電流來實(shí)現(xiàn)發(fā)熱的電熱刀，這
種電熱刀預(yù)熱時(shí)間很短，只要幾秒就能達(dá)到紅的狀態(tài)，效率
高，可以用來切割，泡沫，海綿，塑料，無紡布，塑料繩，
橡膠，伸縮織編網(wǎng)管等低熔點(diǎn)，當(dāng)然也包括制作安全帶的材
料聚酯纖維(早期安全帶織帶材料主要是尼龍66或尼龍6，
由于尼龍的耐光性能差，就逐漸被聚酯纖維所代替，現(xiàn)在織
帶幾乎都是使用聚酯纖維制造的)。
變壓器種類為電子調(diào)節(jié)電路和調(diào)節(jié)低電壓的高頻變壓
器，輸出低電壓大電流從而實(shí)現(xiàn)電熱刀刀片的發(fā)熱。
2、汽車安全帶割刀器的工作過程
由于汽車在交通事故發(fā)生時(shí)，汽車在一定速度下會發(fā)生
撞擊安全帶為了保護(hù)駕駛員而會出現(xiàn)鎖止的情況，一旦汽車
出現(xiàn)冒煙等現(xiàn)象，駕駛員需要迅速逃離事故車輛，以避免駕
駛員在交通事故一次傷害后在造成第二次傷害。
安全帶鎖止導(dǎo)致駕駛員不能解開安全帶逃離事故車輛
時(shí)，只需按動裝在B柱內(nèi)飾板上電路開關(guān)使得整個(gè)電路通上
電流，然后只需幾秒鐘待電熱刀加熱完畢，再旋轉(zhuǎn)扳手向下
扳動，此時(shí)電熱刀高溫切面已經(jīng)與安全帶相接觸緊靠在B柱
上，通過電熱刀的高溫將安全帶熔斷，安全帶被成功割開駕
駛員逃脫安全帶舒服，成功逃離事故車輛。
3、汽車安全帶割刀器裝置的操作性能預(yù)測
下面分析一下在發(fā)生交通安全事故時(shí)安全帶割刀器的操
作性能預(yù)測：
當(dāng)汽車行駛過程中，突發(fā)安全事故時(shí)，有可能導(dǎo)致安全
帶鎖死，此時(shí)就可以打開安全帶割刀器的按鈕開關(guān)使電路接
通，快速使割刀器升溫達(dá)到安全帶割刀器所需要的溫度進(jìn)而
融斷安全帶。
一般家用轎車的電源輸出電壓是11V至13V之間，我們預(yù)
測時(shí)取它們的中間值，電源輸出電壓為12V，大多數(shù)家用轎車
從電電瓶輸出的電流不超過100A，多數(shù)可達(dá)到45A至100A之
間，然而，在此預(yù)測中選一般較常用電池輸出電流為50A。
一般刀片材料采用鐵鎳合金，它的比熱容c是
460∥恬×℃J，假如選用的安全帶割刀器的質(zhì)量m約為
O．5kg，根據(jù)公式(2)可知，可得出式子(3)：
驢=c×凹×△芒(2)
△t=Q÷k×mJ=125000÷H60×o．5J=544℃ (3)
安全帶割刀器刀片的初始溫度tO我們可以看成是O℃，
所達(dá)到的溫度為t1，于是有△t=t。一島即可得出式子(4)：
tl=△t—to=544℃ (4)
由以上可見，安全帶割刀器在短時(shí)間就能高達(dá)544℃的
高溫，而我們的安全帶割刀器只需要250℃就能熔斷安全帶，
本裝置的溫度對于割斷安全帶的時(shí)間可能會更短。因此，根
據(jù)以上數(shù)據(jù)，從理論預(yù)測表明：
汽車在行駛過程中發(fā)生交通事故而導(dǎo)致的安全帶鎖死的
情況下，受害者只需打開安全帶割刀器的按鈕開關(guān)，不超過
5s的時(shí)間內(nèi)安全帶割刀器利用高溫原理就可以快速熔斷安
全帶，使受害者快速逃生，避免二次傷害。
4、結(jié)論
本實(shí)用性汽車安全帶割刀器裝置主要安裝介于汽車B柱
內(nèi)測和內(nèi)飾板內(nèi)部，主要由高電阻電熱刀片三角形固定支
架電路開關(guān)和變壓器組成。三角形固定支架的底部通過螺絲
扣安裝在汽車B柱內(nèi)測上頂部和旋轉(zhuǎn)桿鏈接，旋轉(zhuǎn)桿延伸到
內(nèi)飾板外部，旋轉(zhuǎn)把手通過焊接垂直在旋轉(zhuǎn)桿并且與電熱刀
形成一定的角度，不使用該安全帶割刀器時(shí)，旋轉(zhuǎn)把手是豎
直卡在B柱內(nèi)飾板上的不會產(chǎn)生滑落現(xiàn)象，當(dāng)交通事故發(fā)生
之后，安全帶鎖死駕駛員不能解開安全帶逃離事故車輛時(shí)，
只需按動電路開關(guān)之后幾秒鐘待電熱刀加熱完畢，在扳動旋
轉(zhuǎn)扳手向下扳動，此時(shí)電熱刀高溫切面已經(jīng)與安全帶相接觸，
安全帶被成功割開駕駛員逃脫安全帶舒服，逃離事故車輛。
汽車安全帶割刀器通過可以及時(shí)將被安全帶鎖死困在車
中的駕駛員救出，提高了駕駛員逃離事故車輛現(xiàn)場的速度，
既大大降低了駕駛員在交通事故發(fā)生后的二次傷害幾率，該
設(shè)計(jì)不改變汽車原有樣式結(jié)構(gòu)，對交通事故發(fā)生后避免駕駛
員在車內(nèi)受到二次傷害有積極的意義。
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川．2001．25期．20．21．
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糾
萬方數(shù)據(jù)

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