CN107554469A - 一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统及方法，所述逃生系统包括控制单元以及与控制单元连接的传感器单元、压强平衡机构、破窗机构、呼吸装置、断轴机构以及气囊弹射机构，所述控制单元则用于根据传感器单元传输的信号进行汽车落水状态的判别，并根据判别结果控制压强平衡机构、破窗机构、呼吸装置、断轴机构以及气囊弹射机构动作。本发明能够在汽车发生落水事故时，在无人操作的情况下，为驾乘人员提供逃生通道，帮助落水汽车内的驾乘人员快速逃生，以减少人员伤亡，提高溺水驾乘人员的存活率，在一定程度上降低了交通事故带来的巨大损失。

Description

一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车驾乘人员安全技术领域，特别涉及一种汽车在落水情况下驾乘人员紧急逃生的系统及方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的高速发展，汽车，特别是私家车，凭借其便利、舒适的特点，已经逐渐成为人们日常生活中必备的交通工具。但是，汽车在给人们日常生活带来便利的同时，也引发了一些道路交通安全事故，受到了全社会的广泛关注。因此，人们对汽车的要求已经不仅仅限于汽车的动力等方面，而是把更多的目光转向到了汽车的安全性能。

在众多的汽车事故中，汽车不慎落水所导致的车内驾乘人员死亡事故不在少数。汽车落水事故不同于其他类型的交通事故，在报道的汽车溺水事故当中，绝大多数是车内驾乘人员全部溺水死亡。

通常情况下，汽车在落水后会在很短的时间内迅速沉入水中，大致时间为2分钟，也就是说车内驾乘人员逃生的时间非常短暂。汽车落水以后，由于车门内外会存在压强差，车内驾乘人员在高度紧张的情况下很难打开车门逃生，而目前家用汽车也显见有破窗系统。汽车完全被水浸没以后，虽然压强差有所减小，但是驾驶人员在水下呼吸困难，更加难以做出正确选择来逃生。由于汽车落水事故的突发性和不确定性，外界专业救生人员很难及时对落水汽车进行救援，也就难于帮助车内人员进行逃生。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种汽车落水时驾乘人员紧急逃生的系统及方法，能够在汽车发生落水事故时，为驾乘人员提供逃生通道，以提高溺水驾乘人员的存活率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，包括控制单元以及与控制单元连接的传感器单元、压强平衡机构以及安装在前后车窗玻璃处的破窗机构，所述传感器单元用于测量落水车内水压以及车内空气压力，传感器单元的输出端连接控制单元的输入端；所述压强平衡机构用于平衡车内外水压，压强平衡机构的受控端连接控制单元的输出端；所述破窗机构用于在车内外水压相等的情况下打破车窗玻璃，破窗机构的受控端连接控制单元的输出端；所述控制单元用于根据传感器单元传输的信号进行汽车落水状态的判别，并根据判别结果控制压强平衡机构以及破窗机构动作。

上述一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，所述传感器单元包括空气压力传感器和若干水压传感器，所述水压传感器安装在汽车底盘、汽车车顶以及汽车内部，各位置安装个数至少为一个。

上述一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，所述压强平衡机构包括填充有压缩空气的高压气瓶和设置在车顶内壁上的若干气体出口，气体出口通过导管与高压气瓶连通，高压气瓶输出端口处设置一气体阀门，气体阀门的受控端连接控制单元的输出端。

上述一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，所述破窗机构包括盒体，盒体内设置有储能弹簧、触头、安全插销以及插销驱动机构，其中储能弹簧的一端固定连接在盒体内壁上，储能弹簧的另一端固定连接触头，所述安全插销横向穿接在储能弹簧中用于定位储能弹簧；所述插销驱动机构的动力输出端与安全插销的一端顶接，插销驱动机构的受控端连接诶控制单元的输出端；所述盒体朝向玻璃的端面设置有供触头进出的开孔。

上述一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，所述控制单元的输出端还连接有设置在车顶上方的气囊弹射机构，气囊弹射机构包括气囊和为气囊充气的气体发生装置，所述气体发生装置的受控端连接控制单元的输出端。

上述一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，所述控制单元的输出端还连接有为驾乘人员提供氧气的呼吸装置，所述呼吸装置包括通过呼吸软管连通的高压气瓶和呼吸面罩，呼吸软管上设置有减压阀；所述减压阀的受控端连接控制单元的输出端。

上述一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，所述控制单元的输出端还连接有用于在车门变形破窗机构无法动作的状态分离车身与车门的断轴机构；所述断轴机构包括与车身铰接的U型手柄拉杆，U型手柄拉杆的长柄端为操作端，U型手柄拉杆的短柄端通过拉杆传动铰链铰接一传动杆，传动杆的另一端铰接一在车身导向机构中横向移动的连杆，连杆的外端固定设置有实现车门与车身实现定位或分离的定位销；所述车门通过车门连接铰链铰接在一连接板上，连接板与车身之间通过定位销实现紧固与分离。

一种汽车落水驾乘人员紧急逃生方法，包括以下步骤：

1）汽车落水后，水压传感器实时测量汽车各部位所承受的压力，同时空气压力传感器实时测量车内压强；水压传感器和空气压力传感器将测量的信号发送控制单元；

2）控制单元判断车内压强值是否大于预置压强，如大于预置压强，则计算汽车落水深度；

3）当汽车落水深度超过车身高度1/3时，控制压强平衡机构动作，打开气体阀门向车内释放压缩空气，增大车内压强；

4）当车内外压强相等时，控制破窗机构动作打碎车窗玻璃，同时控制断轴机构动作使车门与车身分离；

5）控制气囊弹射机构动作，使气囊充气，将汽车整体上升。

上述一种汽车落水驾乘人员紧急逃生方法，步骤4）和5）动作过程中，控制单元可控制减压阀打开，使呼吸装置为车内驾乘人员提供氧气。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明能够在汽车发生落水事故时，在无人操作的情况下，为驾乘人员提供逃生通道，帮助落水汽车内的驾乘人员快速逃生，以减少人员伤亡，提高溺水驾乘人员的存活率，在一定程度上降低了交通事故带来的巨大损失。

附图说明

图1为本发明所述逃生系统的结构框图；

图2为本发明所述逃生方法的流程图；

图3为本发明所述紧急逃生破窗器的结构示意图；

图4为本发明所述断轴机构在正常状态下的结构示意图；

图5为本发明所述断轴机构在与车门分离状态下的结构示意图。

其中：11.安全插销，12.触头，13.盒体，14.储能弹簧，21.手柄拉杆，22.拉杆传动铰链，23.传动杆，24.压板，25.定位销，26.车门连接铰链，7.车身，8.车门。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其结构框图如图1所示，包括控制单元以及与控制单元连接的传感器单元、压强平衡机构、破窗机构、呼吸装置、断轴机构以及气囊弹射机构，传感器单元用于测量落水车内水压以及车内空气压力，压强平衡机构用于平衡车内外水压，破窗机构用于在车内外水压相等的情况下打破车窗玻璃，呼吸装置用于为驾乘人员提供氧气，断轴机构气囊弹射机构用于在车门变形破窗机构无法动作的状态分离车身与车门，气囊弹射机构用于对汽车进行浮升；控制单元则用于根据传感器单元传输的信号进行汽车落水状态的判别，并根据判别结果控制压强平衡机构、破窗机构、呼吸装置、断轴机构以及气囊弹射机构动作。

传感器单元包括空气压力传感器和若干水压传感器。其中，空气压力传感器安装在车内，用于监测车内气压；水压传感器安装在汽车底盘、汽车车顶以及汽车内部，各位置安装个数至少为一个，用于测量汽车各部位所受的水压。

压强平衡机构包括填充有压缩空气的高压气瓶和设置在车顶内壁上的若干气体出口，气体出口通过导管与高压气瓶连通，高压气瓶输出端口处设置一气体阀门，气体阀门的受控端连接控制单元的输出端。

破窗机构的结构如图3所示，包括盒体，盒体内设置有储能弹簧、触头、安全插销以及插销驱动机构，其中储能弹簧的一端固定连接在盒体内壁上，储能弹簧的另一端固定连接触头，所述安全插销横向穿接在储能弹簧中用于定位储能弹簧；所述插销驱动机构的动力输出端与安全插销的一端顶接，插销驱动机构的受控端连接诶控制单元的输出端；所述盒体朝向玻璃的端面设置有供触头进出的开孔。

气囊弹射机构包括气囊和为气囊充气的气体发生装置，气体发生装置的受控端连接控制单元的输出端。当落水的汽车需要上升时，通过控制气体发生装置动作为气囊充气，使之产生巨大浮力，将汽车及车内驾乘人员从水中升起。

呼吸装置包括通过呼吸软管连通的高压气瓶和呼吸面罩，呼吸软管上设置有减压阀；所述减压阀的受控端连接控制单元的输出端。

断轴机构的结构如图4和图5所示，包括与车身铰接的U型手柄拉杆，U型手柄拉杆的长柄端为操作端，U型手柄拉杆的短柄端通过拉杆传动铰链铰接一传动杆，传动杆的另一端铰接一在车身导向机构中横向移动的连杆，连杆的外端固定设置有实现车门与车身实现定位或分离的定位销；所述车门通过车门连接铰链铰接在一连接板上，连接板与车身之间通过定位销实现紧固与分离。当车辆正常状态下，车门与车身通过定位销进行定位与连接，如图4所示；当断轴机构动作后，车门与车身分离，如图5所示。

一种汽车落水驾乘人员紧急逃生方法，其流程如图2所示，具体包括以下步骤。

1）汽车落水后，水压传感器实时测量汽车各部位所承受的压力，同时空气压力传感器实时测量车内压强；水压传感器和空气压力传感器将测量的信号发送控制单元。

2）控制单元判断车内压强值是否大于预置压强，如大于预置压强，则计算汽车落水深度。

3）当汽车落水深度超过车身高度1/3时，控制压强平衡机构动作，打开气体阀门向车内释放压缩空气，增大车内压强；

4）当车内外压强相等时，控制破窗机构动作打碎车窗玻璃，同时控制断轴机构动作使车门与车身分离；

5）控制气囊弹射机构动作，使气囊充气，将汽车整体上升。

在步骤4）和5）动作过程中，控制单元可控制减压阀打开，使呼吸装置为车内驾乘人员提供氧气。

本发明在车辆落水后，水压传感器将压力信息传给控制单元，控制单元根据水压判断汽车落水深度，并使压强平衡系统打开气体阀门，若汽车内外压强相等，则断轴机构将车门与车体分离，破窗机构将前后车窗玻璃打碎；气囊弹射机构将气囊充气，携带汽车浮升；从而为驾乘人员提供了逃生通道，有效避免了驾乘人员溺亡事故发生。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其特征在于：包括控制单元以及与控制单元连接的传感器单元、压强平衡机构以及安装在前后车窗玻璃处的破窗机构，

所述传感器单元用于测量落水车内水压以及车内空气压力，传感器单元的输出端连接控制单元的输入端；

所述压强平衡机构用于平衡车内外水压，压强平衡机构的受控端连接控制单元的输出端；

所述破窗机构用于在车内外水压相等的情况下打破车窗玻璃，破窗机构的受控端连接控制单元的输出端；

所述控制单元用于根据传感器单元传输的信号进行汽车落水状态的判别，并根据判别结果控制压强平衡机构以及破窗机构动作。

2.根据权利要求1所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其特征在于：所述传感器单元包括空气压力传感器和若干水压传感器，所述水压传感器安装在汽车底盘、汽车车顶以及汽车内部，各位置安装个数至少为一个。

3.根据权利要求1所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其特征在于：所述压强平衡机构包括填充有压缩空气的高压气瓶和设置在车顶内壁上的若干气体出口，气体出口通过导管与高压气瓶连通，高压气瓶输出端口处设置一气体阀门，气体阀门的受控端连接控制单元的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其特征在于：所述破窗机构包括盒体，盒体内设置有储能弹簧、触头、安全插销以及插销驱动机构，其中储能弹簧的一端固定连接在盒体内壁上，储能弹簧的另一端固定连接触头，所述安全插销横向穿接在储能弹簧中用于定位储能弹簧；所述插销驱动机构的动力输出端与安全插销的一端顶接，插销驱动机构的受控端连接诶控制单元的输出端；所述盒体朝向玻璃的端面设置有供触头进出的开孔。

5.根据权利要求1所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其特征在于：所述控制单元的输出端还连接有设置在车顶上方的气囊弹射机构，气囊弹射机构包括气囊和为气囊充气的气体发生装置，所述气体发生装置的受控端连接控制单元的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其特征在于：所述控制单元的输出端还连接有为驾乘人员提供氧气的呼吸装置，所述呼吸装置包括通过呼吸软管连通的高压气瓶和呼吸面罩，呼吸软管上设置有减压阀；所述减压阀的受控端连接控制单元的输出端。

7.根据权利要求6所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生系统，其特征在于：所述控制单元的输出端还连接有用于在车门变形破窗机构无法动作的状态分离车身与车门的断轴机构；所述断轴机构包括与车身铰接的U型手柄拉杆，U型手柄拉杆的长柄端为操作端，U型手柄拉杆的短柄端通过拉杆传动铰链铰接一传动杆，传动杆的另一端铰接一在车身导向机构中横向移动的连杆，连杆的外端固定设置有实现车门与车身实现定位或分离的定位销；所述车门通过车门连接铰链铰接在一连接板上，连接板与车身之间通过定位销实现紧固与分离。

8.如权利要求7所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）汽车落水后，水压传感器实时测量汽车各部位所承受的压力，同时空气压力传感器实时测量车内压强；水压传感器和空气压力传感器将测量的信号发送控制单元；

2）控制单元判断车内压强值是否大于预置压强，如大于预置压强，则计算汽车落水深度；

3）当汽车落水深度超过车身高度1/3时，控制压强平衡机构动作，打开气体阀门向车内释放压缩空气，增大车内压强；

4）当车内外压强相等时，控制破窗机构动作打碎车窗玻璃，同时控制断轴机构动作使车门与车身分离；

5）控制气囊弹射机构动作，使气囊充气，将汽车整体上升。

9.根据权利要求8所述的一种汽车落水驾乘人员紧急逃生方法，其特征在于，步骤4）和5）动作过程中，控制单元可控制减压阀打开，使呼吸装置为车内驾乘人员提供氧气。