汽车上都有哪些让人拍案叫绝的机械设计？我们先来看方向盘，这是一种比较常见的转向结构，它是如何操作车辆转弯的呢？这是转向结构的支架，转向轴上的齿轮通过啮合可以转动支架进行左右移动。这是两个转向臂，它们分别连接到两边的车轮，然后再使用两根拉杆分别连接转向臂和支架，这时只需要转动转向轴，车轮就能进行转向了。

但是有个问题，这种转向结构使用起来非常费劲，所以现在的方向盘一般都安装有电子助力转向系统，它上面有一个无刷直流电机，电机转动时就能带动转向轴上的齿轮转动，同时电机还连接着一个电子控制单元，控制单元可以根据驾驶员对方向盘施加的转矩、转向角度、方向盘转速和车速等信息来决定提供多大的扭矩，在这些技术的加持下，方向盘转动起来就轻松多了，那是不是就万事大吉了呢？我们现在。再考虑一个问题，如果直流电机故障会导致什么情况？这会使得方向盘根本无法转动，这是非常危险的。解决方案很简单，就是使用行星齿轮。行星齿轮不仅太阳轮可以带动行星轮转动，外面的环形齿轮也可以带动行星轮转动，行星轮连接着行星架，从而将动力输出出去。

现在我们将转向轴的齿轮直接换成这种行星齿轮，在正常行驶时动力输出是没有任何问题的，但是一旦电机故障，行星齿轮的环形齿轮就无法转动，但是这时转动轴还是可以转动，从而继续操控汽车。除了方向盘，汽车的安全带设计也是相当优秀。最开始的安全带非常简单，只有一个卷收器，卷收器侧边安装的是回卷弹簧，中心轴与安全带的织带相连，当松开弹簧时，由于弹簧的张力，织带就会自动缠绕到中心轴，这就是一个最简单的三点式安全带。但是如果真的将这种安全带安装到车上，你会发现它毫无用处。在猛烈撞击后，安全带并没有收住，从而导致驾驶员受伤。如何解决这个问题呢？回答这个问题前，如果你对这种科普动画感兴趣，可以下载左下角的抖音精选APP进行学习，里面的合集、广场都是海量的优质视频，感兴趣的可以下载一下。言归正传，工程师在卷收器的另一端又分别添加了小球、铰链和棘轮，然后将它们像这样安装好。当我们突然踩刹车时，由于惯性作用，小球就会向前进行移动，从而推动铰链向前移动，进而卡住齿轮，并有效阻止了织袋继续转动。

这种安全带在一定程度保证了驾驶员的安全。但是有个问题，在猛烈撞击时，铰链会有断裂的风险，从而导致安全带失效，为了解决这个问题，工程师对安全带又进行了改进，我们看一下它是如何工作的。当我们慢慢移动安全带时，橙色。部分是可以正常移动的，但是一旦橙色部分快速的转动，由于惯性作用，橙色部分的齿轮就会被卡住，从而阻止织带继续转动。但是由于没有缓冲，织带会快速固定住驾驶员，这会导致驾驶员的胸部产生损伤。为了解决这问题，现在的安全带一般都是这种卷轴的，在发生碰撞时，当安全带压力达到临界值，安全带就会稍微释放一点，从而避免了对驾驶员造成损伤。说完安全带，我们再说一个天才的设计，那就是车窗。最开始的车窗设计是这样的，只通过一个简单的手柄和齿轮来转动车窗，但是这种车窗有个很大的问题，它只有一个支撑点，会使得车窗左右两边的摩擦力不平衡，导致车窗很难移动。解决方式也很简单，直接再加一个支点，形成这种简剪刀式的结构，这样一来，车窗的控制就简单多了，但是这种设计也有一个很大的缺点，那就是汽车很颠簸时。车窗会自动落下来，为了避免这个问题，我们可以在这个位置加上一个弹簧，当窗户向上运动时，弹簧展开，向下运动时，弹簧压缩。这种设计玻璃不仅不会掉下来，而且车窗摇起来更省力。但是毕竟弹簧的力量有限，如果有人想要下压车窗，那么玻璃会很容易就被压下去了。怎么解决这个问题呢？可以这样在手柄的位置添加一个齿轮和一个涡杆，但是注意哈，涡杆可以转动齿轮，但是齿轮是无法转动蜗杆的。然后在涡杆的一端连接上转动手柄，当下压玻璃时，蜗杆并不会转动，从而使得玻璃紧紧的卡住。

如果你想换成自动车窗也很简单，直接在这个位置加上一个直流电机，然后通过按钮就能打开车窗了。现在的车窗更加复杂，添加了很多滑轮装置，用起来也更丝滑，但是这都离不开前人的一步步探索。