CN108674150B - 一种带有快速逃生装置的客车顶窗 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，包括顶窗、旋转轴、安全梯、棘轮机构和棘轮轴；车顶的顶窗通过棘轮机构与安全梯连接，需要通风时将顶窗开启至通风状态，由于棘轮机构是一种单向间歇运动机构，因此当顶窗打开后，能够阻止顶窗关闭；同时需要逃生时，通过操作安全梯，根据杠杆的原理将顶窗开启至最大，即逃生状态，提高了车内乘客的逃生几率。该安全顶窗结构简单，安装和使用较为方便，可靠性高。

Description

一种带有快速逃生装置的客车顶窗
技术领域
本发明涉及客运车辆的安全装备辆技术领域，具体为一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗。
背景技术
现代社会中，旅游大客车正日益称为与人们生活联系最紧密的交通工具。人们对车辆安全性的要求也越来越高。
目前车辆发生侧面碰撞时客车车门容易卡住，乘客难以从车门逃生。现有车辆顶部的顶窗是单纯用于进行通风换气，不能在车辆发生事故时，帮助车内人员进行逃生。
因此，针对现有的技术问题，有必要设计一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，以增大乘客逃生概率。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，顶窗通过棘轮机构与安全梯连接，在遇到事故车门无法打开的时，车内人员通过安全梯打开顶窗进而逃生，以增大乘客逃生几率。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，包括顶窗、旋转轴、安全梯、棘轮机构和棘轮轴；
所述客车的车顶设置有窗框，棘轮轴活动设置在窗框的一端，安全梯的上端与棘轮轴固定连接并位于车顶的底部，旋转轴套装在棘轮轴上，旋转轴通过棘轮机构与棘轮轴连接，顶窗的一端与旋转轴固定连接；
当逃生时，安全梯通过棘轮机构与顶窗同向转动，并完全打开顶窗；
当通风时，顶窗打开至通风状态，棘轮机构转动并对顶窗的通风状态进行定位。
优选的，所述棘轮机构包括电磁弹簧、棘爪和棘轮；棘轮套装在棘轮轴上，棘爪设置在旋转轴中，棘爪的端部卡在棘轮的棘齿中，电磁弹簧与棘爪连接，用于控制棘爪与棘轮的接触或分离。
优选的，所述棘轮上设置有用于控制通风口大小的卡槽，旋转轴上设置有定位销，定位销的一端穿过旋转轴设置在卡槽中；当顶窗关闭，定位销与卡槽的下端面接触，当顶窗开启至通风状态，定位销与卡槽的上端面接触。
优选的，所述顶窗上还设置有驱动装置，用于打开或闭合顶窗。
优选的，所述顶窗上还设置有限位装置，包括限位柱和限位块；所述限位块设置在上车顶上，限位块上设置有滑动槽，限位柱的一端穿过滑动槽与顶窗连接，限位块上还设置有限位槽，当顶窗开启至逃生状态，限位柱沿滑动槽滑动至限位槽中。
优选的，所述限位柱上还套装有弹簧，弹簧的一端与抵触在顶窗侧壁的内侧，用于对限位柱施加拉力，使限位柱滑动至限位槽中。
优选的，还包括用于对安全梯进行锁止的旋转开关，包括旋转部件和固定轴；所述固定轴与车顶连接，旋转部件通过扭簧与固定轴连接，旋转部件上设置有卡槽，安全梯的踏板位于卡槽中，旋转部件上还设置有转动手柄。
优选的，所述手柄上设置有控制开关，用于控制电磁弹簧的伸缩。
优选的，所述安全梯为伸缩结构，包括多个层叠套装的梯节单元。
优选的，所述梯节单元的梯腿中设置有液力缓冲器，用于展开安全梯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供了一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，车顶的顶窗通过棘轮机构与安全梯连接，需要通风时将顶窗开启至通风状态，由于棘轮机构是一种单向间歇运动机构，因此当顶窗打开后，能够阻止顶窗关闭；同时需要逃生时，通过操作安全梯，根据杠杆的原理将顶窗开启至最大，即逃生状态，提高了车内乘客的逃生几率。该安全顶窗结构简单，安装和使用较为方便，可靠性高。
该棘轮机构由电磁弹簧、棘爪和棘轮组成的单动式棘轮机构，该棘轮机构结构简单，制造成本低，能够精准控制顶窗的开启距离。该棘爪通过电磁弹簧控制，操作方便。
进一步在棘轮上设置限位槽，对顶窗的通风状态的位置进行定位。
进一步在顶窗上设置驱动装置，采用助力开启顶窗，操作更加便捷省力。
进一步在顶窗上设置限位装置，对顶窗的逃生状态进行限位，避免在人员逃生过程中产生晃动导致关闭。
进一步在车顶的底部设置旋转开关，将安全梯锁定在车厢的顶部。
安全梯采用伸缩结构，减少空间占用面积。采用液力缓速器打开，操作简便。
附图说明
图1为本发明顶窗的结构示意图1；
图2为本发明顶窗的结构示意图2；
图3为本发明棘轮机构的结构示意图；
图4为本发明限位装置的结构示意图；
图5为本发明旋转开关的结构示意图；
图6为本发明驱动装置的结构示意图；
图7为本发明安全梯伸缩结构的结构示意图；
图8为本发明液力缓冲器的结构示意图；
图9为本发明顶窗闭合状态的结构示意图；
图10为本发明顶窗通风状态的结构示意图；
图11为本发明顶窗逃生状态的结构示意图；
图12为本发明安全梯的结构示意图。
图中：1-1、旋转轴；1-2、旋转开关；1-3、安全梯；1-4车顶；2-1、限位装置；2-2、顶窗；2-3、驱动装置；3-1电磁弹簧；3-2、棘爪；3-3棘轮；3-5、棘轮轴；4-1、滑动槽；4-2、限位块；4-3、限位柱；5-1、旋转部件；5-2、固定轴；5-3、按钮；6-1、固定座；6-2、旋转装置；6-3、柱塞；6-4、油缸；6-5、旋转座；7-1、电磁铁；7-2为上端梯子腿；7-3为下端梯子腿；7-4为缓冲垫；7-5为旋转开关；7-6为液力缓冲器；8-1、活塞杆；8-2、缸体；8-3、缓冲器活塞；8-4、活塞密封；8-5、上工作室；8-6、下工作室；8-7、拉力阀；8-8、压力阀；8-9、分隔活塞；8-10、气体体积。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，包括顶窗2-2、棘轮机构、安全梯1-3、限位装置和液压缸和启动装置。
如图1和2所示，客车的车顶1-4上开设有窗框，棘轮机构安装在窗框的一端，顶窗2-2位于车顶的顶部并嵌装在窗框上，顶窗2-2的一端与棘轮机构连接，顶窗2-2按照现有客车密封标准安装，顶窗2-2和窗框接触处敷有用于密封的橡胶条，安全梯1-3安装在车顶的下部并与棘轮机构连接。
如图3所示，棘轮机构包括旋转轴1-1、棘轮3-3、电磁弹簧3-1、棘爪3-2和棘轮轴3-5；安全梯1-3的上端与棘轮轴3-5固定连接，顶窗2-2的一端与旋转轴1-1与固定连接。
窗框的两侧对称设置有凹槽，棘轮轴3-5的两端转动设置在凹槽中，棘轮3-3通过花键固定安装在棘轮轴3-5的端部；旋转轴1-1为空心轴，旋转轴1-1套装在棘轮轴3-5上，棘爪3-2通过支撑座活动安装在旋转轴1-1的内部，电磁弹簧3-1的一端与棘爪3-2的背部连接，电磁弹簧3-1的另一端抵触在旋转轴的内壁上，电磁弹簧3-1始终保持压缩状态，保证棘爪3-2卡在棘轮3-3的棘齿上。
当顶窗开启的过程中，旋转轴1-1顺时针旋转，并带动棘爪3-2顺时针转动至相邻的棘齿中，对旋转轴1-1的进行定位，防止旋转轴逆时针转动。
棘轮3-3上设置有卡槽，卡槽为扇形，用于限制顶窗的开启大小，旋转轴上水平设置有限位销，限位销的一端穿过旋转轴并设置在棘轮3-3的卡槽中。
如图5所示，车顶的底部还设置有旋转开关1-2，旋转开关1-2包括手柄、旋转部件5-1和固定轴5-2；固定轴5-2固定安装在车顶1-4上，且一端穿过车顶1-4的底部，旋转部件5-1转动安装在固定轴5-2上，并位于车顶1-4的底部，旋转部件5-1上设置有卡槽，安全梯的踏板卡在卡槽中，固定轴5-2上还设置有扭簧，对旋转部件5-1施加扭力，使卡槽卡在安全梯1-3的踏板上，手柄设置在旋转部件5-1上，转动手柄用于将安全梯打开。手柄上还设置有按钮5-3，按钮5-3通过控制电路与电磁弹簧3-1连接，在按钮5-3按下后可控制位于旋转轴1-1内部的电磁弹簧3-1，使得电磁弹簧3-1产生电磁力从而压缩，使棘爪3-2自棘轮3-3的棘齿中脱离，从而能够打开或闭合顶窗2-2。
如图4所示，所述车顶1-4的顶部还设置有限位装置2-1，包括限位柱4-3、限位块4-2和滑动槽4-1；其中，限位块4-2通过螺栓固定安装在车顶1-4上并与旋转轴1-1同心，限位块4-2为半圆弧环形结构，限位块4-2上设置有圆弧型的滑动槽4-1，滑动槽上设置有限位槽；限位柱4-3为螺栓，限位柱4-3的一端穿过滑动槽4-1与顶窗的侧壁连接，当顶窗开启的过程中，限位柱4-3沿滑动槽4-1滑动，限位柱4-3上套装有弹簧，弹簧的一端抵触在螺母上，另一端抵触在顶窗的内壁上，弹簧保持压缩装置使限位柱4-3的螺帽紧贴限位块的侧壁滑动，当顶窗开启至最大状态，则限位柱4-3的螺帽滑动至限位槽中，对顶窗的开启状态进行限位。
如图6所示，顶窗2-2上设置有驱动装置，用于对顶窗开启，驱动装置为液压缸，包括固定座6-1、柱塞6-3、油缸6-4和旋转座6-5；固定座6-1固定在车顶1-4的顶部，柱塞6-3通过旋转装置6-2与固定座6-1转动连接，柱塞6-3与油缸6-4连接，油缸6-4通过旋转座6-5与顶窗2-2的侧壁连接。按钮5-3与驱动装置连接，用于控制驱动装置的工作状态。
如图7和12所示，安全梯1-3为伸缩结构，在正常状态安全梯1-3位收缩状态，当遇到紧急事故时，需要逃生时将安全梯完全打开。安全梯包含1-3左右两梯子腿，两梯子腿中间有踏板用于人员攀爬。
安全梯1-3包括多个层叠套装设置的梯腿单元，梯腿单元中设置蓄电池、电磁铁7-1、缓冲垫7-4、吸板和液力缓冲器7-6。且有一侧梯子腿中间安装有锁紧装置。
液力缓冲器7-6安装在梯腿单元的内部，电磁铁7-1安装在液力缓冲器7-6的上端，吸板7-4和缓冲垫安装在梯腿单元的下端，与所述电磁铁相对。旋转开关旋转到关闭位置的时候，所述蓄电池工作，吸住吸板，从而卡住所述梯子腿，锁住安全梯；在所述旋转开关旋转到开启位置的时候，所述蓄电池断电，放松安全梯，此时安全梯可以正常伸缩。
可起到减缓安全梯开启速度的作用，防止安全梯梯子腿伸展过快对人员造成危害。旋转开关安装在所述梯子腿下方，具有开启安全梯和锁紧安全梯的功能。
所述梯子腿上端安装有所述蓄电池，所述蓄电池通过电线与客车蓄电池相连，在发电机工作时充电。
如图8所示，液力缓冲器包括活塞杆8-1，缸体8-2，缓冲器活塞8-3，活塞密封8-4，上工作室8-5，下工作室8-6，拉力阀8-7，压力阀8-8，分隔活塞8-9，气体体积8-10。
为补偿活塞杆上、下运动的体积，液力缓冲器有一个封闭的气体体积8-10。该气体体积依靠运动的分隔活塞8-9被充满缓冲器油的上工作室8-5和下工作室8-6分开。在缓冲器受压即安全梯压缩时，气体体积压缩，缓冲器油经由压力阀8-8流向上工作室8-5；缓冲器受到拉伸即安全梯开启时，气体体积膨胀，缓冲器油经由压力阀8-7流向下工作室8-6。
下面就本发明提供的一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗的工作原理进行详细的描述。
该安全顶窗包括两个工作状态，通风状态和逃生状态。
通风状态
乘员可按动位于旋转开关1-2上的按钮5-3的开启功能键，车顶1-4上方的液压泵6-2工作，其产生的液压推动柱塞6-3和油缸6-4动作，从而推动安全顶窗2-2和旋转轴1-1同步转动至通风开启状态。
当车辆处于断电状态时，乘员可转动旋转开关1-2，使旋转开关1-2上的卡槽与安全梯的踏板分离，然后向下压动安全梯，利用杠杆原理将顶窗打开进行通风。
需要关闭安全顶窗时，乘员按动位于开关1-2上的按钮5-3的关闭功能键，使得位于所述旋转轴1-1内的作用装置3-1产生电磁力，吸引棘爪3-2离开棘轮3-3，进而旋转轴1-1与棘轮轴分离，顶窗在重力的作用下自动关闭。
逃生状态
当安全顶窗处于完全关闭状态需要逃生时，乘员可转动旋转开关1-2，使旋转开关1-2上的卡槽与安全梯的踏板分离，将安全梯1-3放下，打开安全梯上的锁紧装置，此时安全梯由于其内部的液力缓冲器而缓慢张开。乘员按动位于开关1-2上的按钮5-3的开启功能键，使得位于客车顶蒙皮1-4上方的液压泵6-2工作，其产生的液压推动柱塞6-3和油缸6-4动作，从而推动安全顶窗2-2旋转开启，当限位柱沿滑槽滑动至限位块上的限位槽中时，顶窗完全打开，车内人员可通过安全梯逃生。
当车辆受损严重，驱动装置无法正常工作时，乘员可转动旋转开关1-2，使旋转开关1-2上的卡槽与安全梯的踏板分离，将安全梯1-3放下，打开安全梯上的锁紧装置，此时安全梯由于其内部的液力缓冲器而缓慢张开。乘员抓住正在缓慢放下的安全梯末端，向地板方向下压安全梯，此时由于杠杆原理，安全顶窗会较为容易地开启，当位于安全顶窗上的外伸柱4-3被限位块4-2挡住时，顶窗完全打开，车内人员可通过安全梯逃生。
当需要逃生开启安全顶窗，而安全顶窗恰巧处于通风开启状态时，亦可采用上述方法开启安全顶窗逃生。
为防止正常情况下该带有快速逃生装置的安全顶窗被误操作，顶窗还包括罩住所述旋转开关的防护罩，防护罩上设置有警示区域，即在该警示区域粘贴警示标语或警示牌。在紧急情况下，打开该防护罩，即可使用该作用机构开启安全顶窗。
另外，该旋转开关还连接有报警器，在无紧急情况时，车内乘客拉动旋转开关时报警器会发出响亮的报警声，提醒驾驶员注意。

Claims (10)

1.一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，包括顶窗(2-2)、旋转轴(1-1)、安全梯(1-3)、棘轮机构和棘轮轴(3-5)；
所述客车的车顶设置有窗框，棘轮轴(3-5)活动设置在窗框的一端，安全梯(1-3)的上端与棘轮轴(3-5)固定连接并位于车顶的底部，旋转轴(1-1)套装在棘轮轴(3-5)上，旋转轴(1-1)通过棘轮机构与棘轮轴(3-5)连接，顶窗(2-2)的一端与旋转轴(1-1)固定连接；
当逃生时，安全梯通过棘轮机构与顶窗同向转动，并完全打开顶窗；
当通风时，顶窗(2-2)打开至通风状态，棘轮机构转动并对顶窗(2-2)的通风状态进行定位。
2.根据权利要求1所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述棘轮机构包括电磁弹簧(3-1)、棘爪(3-2)和棘轮(3-3)；棘轮(3-3)套装在棘轮轴(3-5)上，棘爪(3-2)设置在旋转轴中，棘爪的端部卡在棘轮的棘齿中，电磁弹簧(3-1)与棘爪(3-2)连接，用于控制棘爪与棘轮的接触或分离。
3.根据权利要求2所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述棘轮(3-3)上设置有用于控制通风口大小的卡槽，旋转轴(1-1)上设置有定位销，定位销的一端穿过旋转轴设置在卡槽中；当顶窗(2-2)关闭，定位销与卡槽的下端面接触，当顶窗(2-2)开启至通风状态，定位销与卡槽的上端面接触。
4.根据权利要求1所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述顶窗(2-2)上还设置有驱动装置，用于打开或闭合顶窗。
5.根据权利要求1所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述顶窗(2-2)上还设置有限位装置(2-1)，包括限位柱(4-3)和限位块(4-2)；所述限位块(4-2)设置在上车顶上，限位块(4-2)上设置有滑动槽(4-1)，限位柱(4-3)的一端穿过滑动槽(4-1)与顶窗(2-2) 连接，限位块(4-2)上还设置有限位槽，当顶窗开启至逃生状态，限位柱(4-3)沿滑动槽(4-1)滑动至限位槽中。
6.根据权利要求5所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述限位柱(4-3)上还套装有弹簧，弹簧的一端抵触在顶窗侧壁的内侧，用于对限位柱施加拉力，使限位柱(4-3)滑动至限位槽中。
7.根据权利要求2所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，还包括用于对安全梯进行锁止的旋转开关(1-2)，包括旋转部件(5-1)和固定轴(5-2)；所述固定轴(5-2)与车顶连接，旋转部件(5-1)通过扭簧与固定轴(5-2)连接，旋转部件(5-1)上设置有卡槽，安全梯的踏板位于卡槽中，旋转部件(5-1)上还设置有转动手柄。
8.根据权利要求7所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述手柄上设置有控制开关，用于控制电磁弹簧(3-1)的伸缩。
9.根据权利要求1所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述安全梯(1-3)为伸缩结构，包括多个层叠套装的梯节单元。
10.根据权利要求9所述一种带有快速逃生装置的客车安全顶窗，其特征在于，所述梯节单元的梯腿中设置有液力缓冲器，用于展开安全梯。
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