CN107640117B - 汽车落水逃生系统及其超音波构件 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种汽车落水逃生系统及其超音波构件，超音波构件包括有一壳体，以及一超音波模组，而汽车落水逃生系统包括有至少一超音波构件，以及一主板；本发明的汽车落水逃生系统及其超音波构件于车辆上安装可发射超音波的超音波讯号发射讯号单元，于车辆落水时，藉由超音波穿透介质物时，该超音波因受介质物的不可压缩率增加而变快(例如液体)的特性，有效检测超音波波速的变化，而有助于汽车落水讯息的快速接收与发出，确实达到把握汽车落水的救援先机以减少人员伤亡的优势。
Description
技术领域
本发明是有关于一种汽车落水逃生系统及其超音波构件，特别是有关于一种协助将汽车落水资讯快速接收并发出以把握救援先机的汽车落水逃生系统及其超音波构件。
背景技术
按，在政府的倡导资料中常教育民众当驾车不慎落水时，因车头负载引擎的重量而容易下沉，若遇上述情况时，乘坐于车辆内的民众应保持冷静，于第一时间解开束缚的安全带后尽快打开车窗，趁车辆下沉前由车窗口爬出；若是汽车已完全沉入水中，车门将会受水压的内外差影响而不易打开，电动车窗也会因为进水而无法启动，此时，汽车约90秒就会完全下沉，受困者必须及时找到车上尖锐物品敲击前后挡风玻璃，才能有逃生的机会，若无法在短短的90秒内掌握逃生的机会，受困民众的求生机会将非常渺茫。
中国台湾专利第M416576号的“汽车落水自救系统”即用以解决上述的问题，该专利包括车体、充气机构、水位传感器及控制单元；车体设有侧面，充气机构位于车体的侧面并包括有高压气瓶、浮球及浮球控制模块，高压气瓶设于车体内，浮球设于车体外，浮球控制模组连结于高压气瓶与浮球并包括固定环、气瓶充气开关启动器及驱动器；水位传感器设于车体外，控制单元与水位传感器及浮球控制模组电连结；藉此，当水位传感器测得水位过高时能够启动充气机构，使充气机构的浮球迅速充气，避免车体沉没，进而拯救驾驶的性命；更进一步地，于车灯顶部设有求救灯，求救灯能够闪烁发光而让驾驶者等待救援；然而，当车辆落水时，该水位传感器与该浮筒因水的浮力作用而往上，但受到弹簧的张力为阻力的缘故，影响了浮筒的作动时间而延误传感器的讯号发射时间，并延缓浮球充气的时机，最后导致车内受困人员被救援的时机；因此，如何藉由创新的设计，有效帮助于汽车落水时将求救讯息快速发出，以掌握救援的先机，乃是汽车落水逃生系统需持续努力克服与解决的课题。
发明内容
本发明主要目的为提供一种汽车落水逃生系统及其超音波构件，其目的在于提供一种协助将汽车落水资讯快速接收并发出以把握救援先机的汽车落水逃生系统及其超音波构件，主要于车辆上安装可发射超音波的超音波讯号发射讯号单元，于车辆落水时，藉由超音波穿透介质物时，该超音波因受介质物的不可压缩率增加而变快(例如液体)的特性，有效检测超音波波速的变化，而有助于汽车落水讯息的快速接收与发出，确实达到把握汽车落水的救援先机以减少人员伤亡的优势。
根据本发明的目的，提出一种超音波构件，至少包括有一壳体，以及一超音波模组；壳体其内部容设有一容置空间，壳体的至少一侧部开设有至少一穿孔，以及至少二对应设置于穿孔二侧的遮蔽片，其中遮蔽片与壳体的侧部夹设一角度；超音波模组设置于容置空间内，超音波模组包括有一超音波讯号发射单元、一接收单元、一电性连接接收单元的计算单元，以及一电性连接计算单元的讯号发射单元，其中超音波讯号发射单元投射一超音波，接收单元接收超音波讯号发射单元所投射的超音波，并分析超音波的声波速度，而计算单元将接收单元所传递的声波速度与一内建的空气中声波速度设定值比较，当声波速度大于该内建的空气中声波速度设定值时，计算单元产生一落水讯号，讯号发射单元藉由一有线或无线讯号方式发出落水讯号。
如上所述的超音波构件，其中角度介于5度至65度之间。
如上所述的超音波构件，其中超音波讯号发射单元为超音波讯号发射元件、或超音波讯号发射装置等其中的一种。
如上所述的超音波构件，其中接收单元分析超音波的声波速度所使用的公式如下列所述：c是声速，β是不可压缩率(也称为体积模量)，ρ是密度。
水的不可压缩率为2.2*109(Pa)，空气的不可压缩率为1*105(Pa)，而声速和介质的密度的平方根成反比。因此超音波的传输速度随着介质的不可压缩率增加而变快。
如上所述的超音波构件，其中穿孔内侧部可进一步设置有一透水层。
如上所述的超音波构件，其中透水层为一含纤维材层或布层。
此外，根据本发明的目的，本发明人另提出一种汽车落水逃生系统，至少包括有至少一如上述的超音波构件，以及一主板；主板电性连接超音波构件，当主板接收讯号发射单元发射的落水讯号后，主板电性连接车辆的马达以开启至少一车窗或天窗，以及电性连接车辆的电磁开关以解开至少一安全带。
如上所述的汽车落水逃生系统，其中汽车落水逃生系统可进一步设置有一不断电系统，不断电系统使汽车落水逃生系统所需的电力不中断。
如上所述的汽车落水逃生系统，其中汽车落水逃生系统可进一步电性连接一安装于车辆或车辆驾驶者所持有的行动通讯装置等其中的一种装置内部的应用程式(Application，APP)，汽车落水逃生系统于接收落水讯号后，启动应用程式的自动定位功能。
如上所述的汽车落水逃生系统，其中应用程式可进一步透过一语音助理或自动拨号等其中的一种方式进行发送一求救简讯或一求救电话等其中的一种功能。
如上所述的汽车落水逃生系统，其中主板设一控制单元。
如上所述的汽车落水逃生系统，其中控制单元可进一步电性分别连接车辆的喇叭及复数车灯，以于主板接收落水讯号后启动喇叭发出声响，以及车灯闪光。
藉此，本发明的汽车落水逃生系统及其超音波构件藉由超音波穿透介质物时，该超音波因受介质物的不可压缩率增加而变快(例如液体)的特性，有效检测超音波波速的变化，而有助于汽车落水讯息的快速接收与发出，确实达到把握汽车落水的救援先机以减少人员伤亡的优势。
附图说明
图1：本发明超音波构件其一较佳实施例的装置设置方块图。
图2：本发明超音波构件其二较佳实施例的装置设置方块图。
图3：本发明汽车落水逃生系统其一较佳实施例的系统设置方块图。
图4：本发明汽车落水逃生系统其一较佳实施例的系统运作示意图。
图5：本发明汽车落水逃生系统其二较佳实施例的系统设置示意图。
图6：本发明汽车落水逃生系统其二较佳实施例的系统运作示意图。
图号说明：
1 超音波构件
11 壳体
111 容置空间
112 穿孔
113 遮蔽片
114 透水层
12 超音波模组
121 超音波讯号发射单元
122 接收单元
123 计算单元
124 讯号发射单元
2 汽车落水逃生系统
21 主板
211 控制单元
3 车辆
31 马达
32 车窗
33 电磁开关
34 安全带
35 车灯
36 喇叭
4 应用程式
θ 角度。
具体实施方式
首先，请参阅图1所示，为本发明超音波构件其一较佳实施例的装置设置方块图，其中本发明的超音波构件1至少包括有：
一壳体11，其内部容设有一容置空间111，该壳体11的二相对侧部各开设有至少一穿孔112，以及至少二对应设置于该穿孔112二侧的遮蔽片113，其中该遮蔽片113与该壳体11的侧部夹设一角度；此外，该角度介于5度至65度之间；在本发明其一较佳实施例中，该壳体11为一方形态样的外壳且内部形成有一容置空间111，该壳体11二侧部各开设有至少一个穿孔112，以及4个对应设置于该穿孔112二侧的遮蔽片113，其中该遮蔽片113与该壳体11的侧部夹设介于5度至65度的角度，其中该遮蔽片113与该壳体11之间的夹角为了防止使用者洗车或雨天或其他非落水因素的水直接溅入该壳体11内而产生误判的情形；以及
一超音波模组12，设置于该容置空间111内，该超音波模组12包括有一超音波讯号发射单元121、一接收单元122、一电性连接该接收单元122的计算单元123，以及一电性连接该计算单元123的讯号发射单元124，其中该超音波讯号发射单元121投射一超音波，该接收单元122接收该超音波讯号发射单元121所投射的超音波，并分析该超音波的声波速度值，而该计算单元123将该接收单元122所传递的声波速度值与一内建的空气中声波速度设定值比较，当该声波速度值大于该空气中声波速度设定值时，该计算单元123产生一落水讯号，该讯号发射单元124藉由一有线或无线发出该落水讯号；此外，该超音波讯号发射单元121为超音波讯号发射元件、或超音波讯号发射装置等其中的一种；在本发明其一较佳实施例中，以超音波讯号发射元件态样呈现的超音波讯号发射单元121发射一超音波，而该接收单元122接收该超音波讯号发射单元121所投射的超音波，并分析该超音波的声波速度值，该接收单元122使用下列公式分析该超音波的声波速度：
其中c是声速，β是不可压缩率(也称为体积模量)，ρ是密度。水的不可压缩率为2.2*109(Pa)，空气的不可压缩率为1*105(Pa)。因此超音波的传输速度随着介质的不可压缩率增加而变快；接着，该计算单元123将该接收单元122所传递的声波速度值与一内建的空气中声波速度设定值比较，当该声波速度值大于该空气中声波速度设定值时，该计算单元123产生一落水讯号，该讯号发射单元124藉由一有线或无线发出该落水讯号；此乃由于汽车落水后，藉由该超音波穿透介质物时，该超音波因受介质物的不可压缩率增加而变快(例如液体)，导致波速加快，藉由超音波波速的变化来检测汽车落水与否，并且藉由较快的声波传导速度，有助于落水资讯快速接收即发出，而能够把握救援的先机。
此外，该穿孔112内侧部进一步设置有一透水层114，而该该透水层114为一含纤维材层或布层；请一并参阅图2所示，为本发明超音波构件其二较佳实施例的装置设置方块图，其中以含纤维材层或布层态样显示的透水层114设置于该等穿孔112的内部，可用以阻挡外部的灰尘，达到预防因灰尘而产生的误判而影响落水资讯的运作。
再者，为了达到上述的目的，本发明人另提出一种汽车落水逃生系统2，请参阅图3与图4所示，为本发明汽车落水逃生系统其一较佳实施例的系统设置方块图，以及系统运作示意图，其中本发明的汽车落水逃生系统2至少包括有：
至少一如上述的超音波构件1；以及
一主板21，电性连接该超音波构件1，当该主板21接收该讯号发射单元124发射的落水讯号后，该主板21电性连接该车辆3的马达31以开启至少一车窗32，以及电性连接该车辆的电磁开关33以解开至少一安全带34；此外，该汽车落水逃生系统2进一步设置有一不断电系统22，该不断电系统22使该汽车落水逃生系统2所需的电力不中断；在本发明其一较佳实施例中，汽车落水逃生系统2包括一个上述的超音波构件1，以及一个主板21，该主板21设一控制单元211，而该控制单元211电性连接该车辆3的马达31与该电磁开关33，其中该马达31电性连接该车辆3的车窗32，而该电磁开关33电性连接该车辆3的安全带34，当该车辆3落水后而该主板21接获电性连接的发射单元124所发射的落水讯号后，该主板21经由该马达31开启至少一车窗32，以及经由该电磁开关33解开至少一安全带34，以利该车辆3内的人员顺利逃生；此外，该不断电系统22于该车辆3落水而电力中断后，以提供该汽车落水逃生系统2所需的电力。
再者，可分别于该车辆3的车头前侧，及车尾后侧，及前左车门内，及前右车门内，及后左车门内，及后右车门内各安装至少一超音波构件1；当车头前侧的超音波构件1侦测异常时，主板21通知启动前后的左右两侧车门的车窗及天窗的马达，使车窗下降及天窗打开；当车尾后侧的超音波构件1侦测异常时，主板21通知启动开启前后的左右两侧车门的车窗及天窗的马达，使车窗下降及天窗打开；当前左车门内的超音波构件1或后左车门的超音波构件1侦测异常时，主板21通知启动开启前右车门的车窗及后右车门的车窗，逃生方向为落水方向的相反侧；当前右车门内的超音波构件1或后右车门的超音波构件1侦测异常时，主板21通知启动开启前左车门的车窗及后左车门的车窗。进一步，该车辆3的车顶天窗可安装一超音波构件1，当车顶的超音波构件1侦测异常时，主板21控制关闭天窗并开启所有左右两侧车门的车窗马达，使车窗下窗。
此外，请一并参阅图5所示，为本发明汽车落水逃生系统其二较佳实施例的系统运作示意图，其中该汽车落水逃生系统2可进一步电性连接一安装于该车辆3或该车辆3驾驶者所持有的行动通讯装置等其中的一种装置内部的应用程式4，该汽车落水逃生系统2于接收该落水讯号后，启动该应用程式4的自动定位功能，其中该应用程式4亦可进一步透过一语音助理或自动拨号等其中的一种方式进行发送一求救简讯或一求救电话等其中的一种功能；在本发明其一较佳实施例中，该车辆3内部连网而设置该应用程式4，当该汽车落水逃生系统2于接收该落水讯号后，则电性连接该应用程式4而启动自动定位功能，以让救援者知悉其落水处；再者，当自动定位功能启动的同时，该应用程式4亦可进一步透过一语音助理进行求救简讯的发送，同步让救援者知悉。
再者，请参阅图5及图6，该主板21的控制单元211亦可进一步电性连接该车辆3的喇叭36及复数车灯35，以于该主板21接收该落水讯号后启动该喇叭36发出声响，以及启动各该车灯35闪烁发光；在本发明其一较佳实施例中，该汽车落水逃生系统2的主板21电性连接该车辆3的喇叭，当该汽车落水逃生系统2接收该落水讯号后，则电性连接该车辆3的喇叭并驱动其发出声响，以使该救援者透过该声响找出落水的地点。
由上述的实施说明可知，本发明汽车落水逃生系统及其超音波构件与现有技术与产品相较的下，本创作具有以下优点：
1.本发明的汽车落水逃生系统及其超音波构件藉由超音波的穿透介质物时，该超音波因受介质物的不可压缩率增加而变快(例如液体)特性，有效检测超音波波速的变化，而有助于汽车落水讯息的快速接收与发出，确实达到把握汽车落水的救援先机以减少人员伤亡的优势。
Claims (13)
1.一种超音波构件，其特征在于，至少包括有：
一壳体(11)，其内部容设有一容置空间(111)，该壳体(11)的至少一侧部开设有至少一穿孔(112)，以及至少二对应设置于该穿孔(112)二侧的遮蔽片(113)，其中该遮蔽片(113)与该壳体(11)的侧部夹设一角度；以及
一超音波模组(12)，设置于该容置空间(111)内，该超音波模组(12)包括有一超音波讯号发射单元(121)、一接收单元(122)、一电性连接该接收单元(122)的计算单元(123)，以及一电性连接该计算单元(123)的讯号发射单元(124)，其中该超音波讯号发射单元(121)投射一超音波，该接收单元(122)接收该超音波讯号发射单元(121)所投射的超音波，并分析该超音波的声波速度值，而该计算单元(123)将该接收单元(122)所传递的声波速度值与一内建的空气中声波速度设定值比较，当该声波速度值大于该空气中声波速度设定值时，该计算单元(123)产生一落水讯号，该讯号发射单元(124)藉由一有线或无线发出该落水讯号。
2.如权利要求1所述的超音波构件，其特征在于，该角度介于5度至65度之间。
3.如权利要求1所述的超音波构件，其特征在于，该超音波讯号发射单元(121)为超音波讯号发射装置。
4.如权利要求1所述的超音波构件，其特征在于，该接收单元(122)分析该超音波的声波速度值所使用的公式如下列所述：
c =
其中c是声速，β是不可压缩率，ρ是密度，水的不可压缩率为2.2 *109（Pa），空气的不可压缩率为1 *105（Pa），因此超音波的传输速度随着介质的不可压缩率增加而变快。
5.如权利要求1所述的超音波构件，其特征在于，该穿孔(112)内侧部设置有一透水层(114)。
6.如权利要求5所述的超音波构件，其特征在于，该透水层(114)为布层。
7.一种汽车落水逃生系统，设置于一车辆(3)上，其特征在于，该汽车落水逃生系统(2)至少包括有：
至少一如权利要求1所述的超音波构件(1)；以及
一主板(21)，电性连接该超音波构件(1)，当该主板(21)接收该讯号发射单元(124)发射的落水讯号后，该主板(21)电性连接该车辆(3)的一马达(31)以开启至少一车窗(32)，以及电性连接该车辆的电磁开关(33)以解开至少一安全带(34)。
8.如权利要求7所述的汽车落水逃生系统，其特征在于，该汽车落水逃生系统(2)设置有一不断电系统(22)，该不断电系统(22)使该汽车落水逃生系统(2)所需的电力不中断。
9.如权利要求7所述的汽车落水逃生系统，其特征在于，该汽车落水逃生系统(2)电性连接一安装于该车辆(3)或该车辆(3)驾驶者所持有的行动通讯装置其中的一装置内部的应用程式(4)，该汽车落水逃生系统(2)于接收该落水讯号后，启动该应用程式(4)的自动定位功能。
10.如权利要求9所述的汽车落水逃生系统，其特征在于，该应用程式(4)透过一语音助理或自动拨号其中的一方式进行发送一求救简讯或一求救电话其中的一功能。
11.如权利要求7所述的汽车落水逃生系统，其特征在于，该主板(21)电性连接该车辆(3)的喇叭，以于该主板(21)接收该落水讯号后启动该喇叭发出声响。
12.如权利要求7所述的汽车落水逃生系统，其特征在于，该主板(21)设一控制单元(211)。
13.如权利要求12所述的汽车落水逃生系统，其特征在于，该控制单元(211)电性分别连结该马达(31)，及复数车灯(35)，及至少一喇叭(36)。
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