CN108284810B - 一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，包括：壳体，其顶面和底面对称设置第一通孔，在所述壳体一侧固定安装端盖，另一侧设置铰接通孔；铰接机构，其包括设置在所述壳体内部的第一导轨和设置在所述壳体外部的第二导轨，并且在所述第一导轨和所述第二导轨之间设置铰接杆，其能够穿过所述铰接通孔；衔铁，其一侧与所述第一导轨固定，所述衔铁上下表面设置挡块凹槽；电磁铁，其固定在所述端盖中心处；主推弹簧，其一端固定在所述端盖上，另一端固定在所述衔铁的另一侧；弹性挡块机构，其可拆卸的设置在所述第一通孔内。

Description

一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置。

背景技术

随着人民生活水平的提高，驾驶和乘坐轿车和客车出行的人们越来越多，然而，对于轿车而言，遭遇碰撞或落水往往导致车门和车窗无法打开；而对于客车由于载客较多，逃生空间有限，当发生车辆碰撞时，乘客往往无法迅速的逃离出现事故的客车，从而造成了很多惨剧的发生。因此，一套适用于汽车碰撞、翻车、火灾、落水后快速逃生装置就显得尤为重要。

调查发现现有的汽车遭遇碰撞、火灾等事故后人员逃生系统主要分为三类：

一类是直接破坏车窗玻璃的方式，如，乘客在危急时刻使用安全锤直接敲碎玻璃从而逃出，一方面安全锤的配备和管理并不方便，另一方面使用安全锤往往需要多次敲击才能完全碎裂，之后还需人力迫使其脱落才可逃生，作用效率并不高；此外车窗边框残存的玻璃碎渣可能伤及逃生人员。

还有一类是直接给汽车安装具有电热丝的车窗，当温度传感器、烟雾传感器和压力传感器检测到这几个信号达到设定阈值后，便迅速使电热丝产生高温，使得车窗由于热应力的作用而破碎，然而该技术方案成本偏高，结构复杂、工作时间长、对原车的改装较大，且当遭遇碰撞或落水导致电路断路时，系统可能无法正常工作导致事故发生。

再一类是有些客车采用非完全封闭式的逃生窗，主要有推拉式逃生窗、外推式逃生窗和提拉式逃生窗三种。推拉式逃生窗是这三种逃生窗中应用最普遍的一种，其具有成本低、操作简单方便的特点，但是也存在着逃生空间有限，一般只有80厘米×70厘米的大小，对身材较为肥胖的乘客来说有一定障碍；外推式逃生窗的逃生空间较大，一般为120厘米×120厘米，可容纳2-3人同时逃生，但成本较高，此外，由于推开后没有支撑架，乘客逃生不方便，且向外推开车窗一方面会对外面的车辆和行人构成危险，另一方面外部紧靠的障碍物的阻挡可能导致车窗无法受阻无法推开情况的发生；提拉式逃生窗类似于传统的火车车窗，按住窗户两边的开关上提便可打开车窗，但是需要较大的力气，而且上提空间有限，只能开出约90厘米×46厘米的狭小空间，且存在玻璃受晃动突然落下伤及人员的情况危险。

尽管如今人们已经意识到汽车逃生系统的重要性，但是现有的逃生系统依然不尽完善，无法充分满足事故发生时的逃生需求。因此，急需发明一套新的用于汽车碰撞或落水的逃生系统，当发生碰撞后，乘客在免受车窗玻璃破碎的伤害的同时能够更加迅速、更加安全的逃离碰撞车辆。

发明内容

本发明设计开发了一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，本发明的发明目的是解决在汽车发生碰撞、翻车、火灾、落水后，不必破坏汽车前后风挡玻璃或车窗玻璃就可以快速安全有效的将前后风挡玻璃或车窗玻璃从汽车车身上推开的问题。

本发明提供的技术方案为：

一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，包括：

壳体，其顶面和底面对称设置第一通孔，在所述壳体一侧固定安装端盖，另一侧设置铰接通孔；

铰接机构，其包括设置在所述壳体内部的第一导轨和设置在所述壳体外部的第二导轨，并且在所述第一导轨和所述第二导轨之间设置铰接杆，其能够穿过所述铰接通孔；

衔铁，其一侧与所述第一导轨固定，所述衔铁上下表面设置挡块凹槽；

电磁铁，其固定在所述端盖中心处；

主推弹簧，其一端固定在所述端盖上，另一端固定在所述衔铁的另一侧；

弹性挡块机构，其可拆卸的设置在所述第一通孔内；

其中，当所述电磁铁断电时，所述弹性挡块机构分别紧压在所述衔铁的上下表面，所述主推弹簧处于伸长状态，并且使所述第一导轨紧靠在所述铰接通孔四周的内壁上；当所述电磁铁通电时，所述衔铁被所述电磁铁吸引在所述壳体内部向所述电磁铁方向滑动，使所述主推弹簧处于压缩状态，铰接机构伸长，并且所述弹性挡块机构能够与所述挡块凹槽卡合固定。

优选的是，在所述端盖中心处设置第一凸台，其具有第一凹槽，所述电磁铁固定在所述第一凹槽内部；以及

在所述第一凸台两侧对称设置第二凸台，其具有第二凹槽，所述主推弹簧一端固定在所述第二凹槽内部。

优选的是，所述衔铁设置第三凹槽，其能够与所述第一凸台相匹配卡合；以及

在所述第三凹槽两侧对称设置弹簧底座，所述主推弹簧另一端固定在所述弹簧底座内部。

优选的是，弹性挡块机构包括：

圆柱销，其一侧端面能够紧压在所述衔铁的表面；

弹簧，其一端与所述圆柱销固定连接；

挡片，其与所述弹簧另一端固定连接，所述挡片螺接在所述壳体上；

其中，当所述衔铁被所述电磁铁吸引在所述壳体内部向所述电磁铁方向滑动时，所示挡块凹槽通过所述第一通孔，所述圆柱销能够移动卡合在所述挡块凹槽内。

优选的是，所述铰接机构还包括：

挡塞，其分别固定在所述第一导轨和所述第二导轨的滑道一端，用于对所述铰接杆限位。

优选的是，所述壳体通过螺栓在所述汽车壳体上，所述风挡玻璃粘接在所述第二导轨的外表面。

优选的是，所述端盖通过螺栓固定在所述壳体上。

优选的是，所述铰接通孔外侧的壳体上对称设置第二通孔，所述铰接杆的铰接处设置第三通孔；

其中，所述铰接杆通过将长螺栓同时穿过所述第二通孔和所述第三通孔拧紧后固定。

本发明与现有技术相比较所具有的有益效果：

1、本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置能够在汽车发生碰撞、翻车、火灾、落水等危险情况时，通过机械和电控的方式直接破坏窗户与车厢间的黏性连接，将汽车前风挡玻璃或车窗玻璃整体从车体向外推出。若事故较为严重，只需一名成年人继续使用脚力便可轻易把风挡玻璃或车窗玻璃踹开，从而使车内人员迅速逃离。该装置能够快速制造逃生途径，提高人员逃离的效率。

2、本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置将玻璃弹开后仍保持与玻璃的点连接，由于是整体实现前后风挡玻璃或车窗玻璃与车体的分离，若事故并不严重，无需人为进一步破坏前风挡玻璃逃生，只需将其拿下先行逃生、在事故处理后将前风挡玻璃或车窗玻璃重新粘合在车体上即可。因此，对分离玻璃的人员体力要求低，且事后维修成本相对较低。

3、本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置只需在原有车体上以螺栓固定的方式在风挡玻璃或车窗玻璃边缘位置布置安装多组该套装置即可，可通过后期安装，对原车的改装程度小、不影响整车制造环节。

4、本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置相比与现有其他的逃生窗可以获得更大的逃生面积，使得车内乘员能够更加迅速的撤离，逃生机率更大。

5、本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置可以采用两套触发机构，一种是自动触发式，另一种是手动触发式。通过在车内布置如碰撞传感器、火焰传感器、水压或水深传感器等检测信号是否超过危险阈值来自动启动汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置；另一种是当发生危险时，司机或车内乘员可手动按动系统启动按钮来触发所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置工作。两套触发机构并行工作、工作更加可靠、操作更加便利。

6、本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置体积适中、可后期加装，采用多组组合使用可适用于各种型号和规格的风挡玻璃或车窗玻璃。通过相应的参数设计匹配，同样可以适用于如有轨电车、地铁、火车等公共交通工具的逃生车窗，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置在风挡玻璃上安装的位置图。

图2是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置与风挡玻璃及汽车壳体的连接关系图。

图3是图2的局部放大图。

图4是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置单套组件的轴向剖视图。

图5是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置单套组件的轴向爆炸图。

图6是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置单套组件的铰接机构壳体及壳体端盖示意图。

图7是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置双联套组件的铰接机构壳体及壳体端盖示意图。

图8是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置三联套组件的铰接机构壳体及壳体端盖示意图。

具体实施方式

下面以应用于一种客车前风挡玻璃为实施例结合附图本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置的四套完全相同的独立组件100a、100b、100c、100d分别布置于客车前后风挡玻璃200的四个角上。这是构成风挡玻璃自动弹开的系统最小组成，即至少在风挡玻璃四个角落布置四套独立组件。如果风挡玻璃尺寸较大，或风挡玻璃粘接剂强度较大，可适当在风挡玻璃四个角落加装双联套或三联套组件；亦可在风挡玻璃四个边框位置与四个角落等间隔均布多套相同组件，提高弹开玻璃的分离力。

如图2、图3所示，以一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置单套组件100a为例，该逃生装置100a的顶部用螺栓拧在客车车身上壳体210上，该逃生装置组件100a的前面用胶粘合在风挡玻璃200上；同理，逃生装置组件100b与组件100a的安装方式相同；组件100c和组件100d的底部用螺栓拧在客车车身下壳体220上，组件110c、110d的前面同样用胶粘合在风挡玻璃200上。

下面将以一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置单套组件100a为例对其结构进行详细描述。

如图4、图5所示，一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置100a主要由铰接机构、常闭式电磁阀、对称布置的上圆柱挡块机构180和下圆柱挡块机构190、壳体110、壳体端盖111、长螺栓170和螺母171组成。

如图4、图5所示，铰接机构由前铰接杆160b、后铰接杆160a、左导轨140、右导轨150、左导轨挡塞141和右导轨挡塞151组成；如图4所示，前铰接杆160b和后铰接杆160a是两跟完全相同的铰接杆，其主要部分是一个四边形杆件，上下两端呈球头状，在长度方向上的中间位置处打有通孔；前铰接杆160b和后铰接杆160a在长度方向上的中间位置处交叉转动连接，从而形成可以伸缩的交叉臂；前铰接杆160b的上球头插入左导轨140的滑道中，前铰接杆160b的下球头插入右导轨150的滑道中；后铰接杆160a的上球头插入右导轨150的滑道中，后铰接杆160a的下球头插入左导轨140的滑道；左导轨140与右导轨150完全相同、对称布置，且各自滑道开口处间隙均小于滑道中轴线处直径，确保前铰接杆160b从滑道一端装入后无法延滑道垂直方向脱离。这样，前铰接杆160b和后铰接杆160a形成的交叉臂在伸缩时，其各自的球头便可以在左导轨140和右导轨150的滑道中相应的移动；如图4、图5所示，左导轨挡塞141的外形与左导轨140滑道的形状相同，在前铰接杆160b的上球头和后铰接杆160a的下球头安装在左导轨140的滑道中后，左导轨挡塞141以过盈配合的方式与左导轨140连接起来，以对前铰接杆160b进行限位，此时前铰接杆160b相对左导轨140只能在其滑道内轴向移动，无法与导轨延导轨垂直方向脱离；同理，右导轨挡塞151的外形与右导轨150滑道的形状相同，在前铰接杆160b的下球头和后铰接杆160a的上球头安装在右导轨150的滑道中后，右导轨挡塞151以过盈配合的方式与右导轨150连接起来，以对后铰接杆160a进行限位，此时后铰接杆160a相对右导轨150只能在其滑道内轴向移动，无法与导轨延导轨垂直方向脱离。

如图4、图5所示，常闭式电磁阀由电磁铁120、对称布置的上主推弹簧121a和下主推弹簧121b、衔铁130组成；其中，电磁铁120是由铁芯和线圈构成的；衔铁130是类似板凳型；如图4所示，衔铁130前表面与左导轨140的后表面用胶粘合在一起，衔铁130的另一侧轴对称的两个凸台中心处分别钻了两个弹簧基座，其直径与所述的上主推弹簧121a和下主推弹簧121b外径大体相同，以便对称布置的上主推弹簧121a和下主推弹簧121b的前端能够插入其中，对称布置的上主推弹簧121a和下主推弹簧121b除了产生弹簧力以外，也同时对衔铁130的运动起到导向和限位的作用；如图4所示，上主推弹簧121a和下主推弹簧121b对称地布置在电磁铁120上下两侧，上主推弹簧121a和下主推弹簧121b的右端分别插入衔铁130的两个深圆孔弹簧基座。

如图4、图5所示，在壳体110上装有两个对称布置的上圆柱挡块机构180和下圆柱挡块机构190；上圆柱挡块机构180是由上圆柱销185、上弹簧184及上长圆形挡片183构成的；如图3所示，上弹簧184的一端与上长圆形挡片183压紧连在一起，另一端与上圆柱销185的上端压紧连在一起；当逃生装置组件100a不工作时，上圆柱挡块机构180中的上圆柱销185的下端紧紧的压在衔铁130的上端面上，此时，上弹簧184处于压缩状态；下圆柱挡块机构190是由下圆柱销195、下弹簧194及下长圆形挡片193构成的；下弹簧194的一端与下长圆形挡片193压紧连在一起，另一端与下圆柱销195的下端压紧连在一起；当逃生装置组件100a不工作时，下圆柱挡块机构190中的下圆柱销195的上端紧紧的压在衔铁130的下端面上，此时，下弹簧194处于压缩状态；需要说明的是，在逃生装置组件100a工作时，由于下圆柱挡块机构190中的下弹簧194需要克服下圆柱销195的重力并将其弹出，因此相比于所述的上圆柱挡块机构180中的上弹簧184，下弹簧194的刚度更大。

如图4、图5所示，壳体110的主体是一个长方形的套筒；壳体110顶面做有翻边，在其翻边的四个角处钻有螺纹孔，以便整个碰撞逃生系统110a能够直接以螺栓连接的方式安装在车身壳体上；常闭式电磁阀的电磁铁120和铰接机构的左导轨140与前、后铰接杆160b和160a组装好后，便一同从后面插入所述的壳体110的腔体内；壳体110在侧面钻有通孔，当铰接机构完全安装好后，长螺栓170穿过壳体110的侧面通孔、前铰接杆160b和后铰接杆160a长度方向上中间位置处的通孔，并用所述的螺母171拧紧；壳体110的顶面和底面分别钻有对称的圆形通孔和与所述的上圆柱挡块机构180和下圆柱挡块机构190中的上长圆形挡片183、下长圆形挡片193形状一样的凹槽；上圆柱挡块机构180和下圆柱挡块机构190的上圆柱销185和下圆柱销195在均匀涂抹润滑脂后，插入所述的壳体110的圆形通孔中，上圆柱挡块机构180和下圆柱挡块机构190中的上长圆形挡片183、下长圆形挡片193安装在壳体110的凹槽中，并用小螺钉181、182、191和192拧在壳体110中。

如图4、图5所示，壳体端盖111前端具有上下对称的两个小凸台和一个中心位置处的大凸台，两个小凸台中心处钻有与上主推弹簧121a和下主推弹簧121b外径相同的圆孔，以便上主推弹簧121a和下主推弹簧121b的后端能够插在壳体端盖111的小凸台的圆孔中；壳体端盖111的大凸台在中心处具有方形凹槽，做为所述的常闭式电磁阀中的电磁铁120的基座；最后，壳体端盖111压紧在所述的壳体110的后面上，并用四个螺栓111a、111b、111c和111d(螺栓111d在图5中被壳体端盖111的右下角挡住)拧紧。

由于逃生装置组件100a对前后风挡玻璃200的推力的有限的，当其与风挡玻璃200粘接以及与车身壳体210或220粘结紧固时，实施例所示的风挡玻璃200四个角处各只使用一套逃生装置组件有可能无法将前风挡玻璃200顺利推开的，因此，本发明还设计了具有系列化铰接机构的壳体及壳体端盖，以便在不同车窗上使用；如图6所示，是本发明所述汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置采用单套组件的壳体110和壳体端盖111组合示意图，即前述实施例所描述的结构类型；如图7所示，是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置采用双联套组件的铰接机构的壳体110和壳体端盖111的结构形式图；如图8所示，是本发明所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置采用三联套组件的铰接机构的壳体110和壳体端盖111的结构形式图；若风挡玻璃200与汽车壳体之间的粘接力非常大，还可以此类推设计出采用多联套组件的铰接机构提高玻璃与车身分离力。

本发明的工作原理包括：

以碰撞逃生系统100a为例对所发明的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置的工作原理进行详述。

如图4所述，当汽车发生碰撞、翻车、火警或落水后，汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置经传感器自动触发或人为按键触发被启动，此时该装置的单套组件100a开始作用；详细地说，该逃生装置组件100a中的常闭式电磁阀中的电磁铁120首先通电产生磁场，吸引衔铁130带动粘合在一起的左导轨140一同靠近所述的电磁铁120，使得常闭式电磁阀中的上主推弹簧121a和下主推弹簧121b压缩变形，前铰接杆160b的下球头、后铰接杆160a的上球头一同沿左导轨140的滑道向中心处移动，同样地，前铰接杆160b的上球头、后铰接杆160a的下球头也会一同沿右导轨150的滑道向中心处移动，从而使得前后铰接杆160b和160a构成的交叉臂轴向伸长，右导轨150就对前后风挡玻璃200形成了推力；如图3所示，当粘合着左导轨140的衔铁130向电磁铁120的方向运动，直至衔铁130顶面和底面的凹槽131正好移动到上圆柱挡块机构180和下圆柱挡块机构190的位置时，上圆柱挡块机构180和下圆柱挡块机构190的上圆柱销185和下圆柱销195便在上弹簧184和下弹簧194的作用下弹出，并卡在衔铁130顶面和底面的凹槽131内；由此，在常闭式电磁阀断电后，前后铰接杆160b和160a形成的交叉臂依旧可以保持一定的轴向伸长量，不会缩回，保证了前后风挡玻璃200受到持续的推力作用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，其特征在于，包括：

壳体，其顶面和底面对称设置第一通孔，在所述壳体一侧固定安装端盖，另一侧设置铰接通孔；

铰接机构，其包括设置在所述壳体内部的第一导轨和设置在所述壳体外部的第二导轨，并且在所述第一导轨和所述第二导轨之间设置铰接杆，其能够穿过所述铰接通孔；

其中，铰接杆包括前铰接杆和后铰接杆，前铰接杆和后铰接杆在长度方向上的中间位置处交叉铰接，形成可以伸缩的交叉臂；前铰接杆的上球头插入第一导轨的滑道中，前铰接杆的下球头插入第二导轨的滑道中；后铰接杆的上球头插入第二导轨的滑道中，后铰接杆的下球头插入第一导轨的滑道；

所述铰接通孔外侧的壳体上对称设置第二通孔，所述铰接杆的铰接处设置第三通孔；

其中，所述铰接杆通过将长螺栓同时穿过所述第二通孔和所述第三通孔拧紧后固定；

衔铁，其一侧与所述第一导轨固定，所述衔铁上下表面设置挡块凹槽；

电磁铁，其固定在所述端盖中心处；

主推弹簧，其一端固定在所述端盖上，另一端固定在所述衔铁的另一侧；

弹性挡块机构，其可拆卸的设置在所述第一通孔内；

其中，当所述电磁铁断电时，所述弹性挡块机构分别紧压在所述衔铁的上下表面，所述主推弹簧处于伸长状态，并且使所述第一导轨紧靠在所述铰接通孔四周的内壁上；当所述电磁铁通电时，所述衔铁被所述电磁铁吸引在所述壳体内部向所述电磁铁方向滑动，使所述主推弹簧处于压缩状态，铰接机构伸长，并且所述弹性挡块机构能够与所述挡块凹槽卡合固定。

2.如权利要求1所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，其特征在于，在所述端盖中心处设置第一凸台，其具有第一凹槽，所述电磁铁固定在所述第一凹槽内部；以及

在所述第一凸台两侧对称设置第二凸台，其具有第二凹槽，所述主推弹簧一端固定在所述第二凹槽内部。

3.如权利要求2所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，其特征在于，所述衔铁设置第三凹槽，其能够与所述第一凸台相匹配卡合；以及

在所述第三凹槽两侧对称设置弹簧底座，所述主推弹簧另一端固定在所述弹簧底座内部。

4.如权利要求3所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，其特征在于，弹性挡块机构包括：

圆柱销，其一侧端面能够紧压在所述衔铁的表面；

弹簧，其一端与所述圆柱销固定连接；

挡片，其与所述弹簧另一端固定连接，所述挡片螺接在所述壳体上；

其中，当所述衔铁被所述电磁铁吸引在所述壳体内部向所述电磁铁方向滑动时，所述挡块凹槽通过所述第一通孔，所述圆柱销能够移动卡合在所述挡块凹槽内。

5.如权利要求4所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，其特征在于，所述铰接机构还包括：

挡塞，其分别固定在所述第一导轨和所述第二导轨的滑道一端，用于对所述铰接杆限位。

6.如权利要求5所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，其特征在于，所述壳体通过螺栓固定在汽车壳体上，风挡玻璃粘接在所述第二导轨的外表面。

7.如权利要求1、2、4-6中任一项所述的汽车风挡及车窗玻璃自动弹开式逃生装置，其特征在于，所述端盖通过螺栓固定在所述壳体上。